JP3809275B2

JP3809275B2 - Image forming apparatus

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Publication number: JP3809275B2
Application number: JP12961798A
Authority: JP
Inventors: 勝弘青木
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1998-04-23
Filing date: 1998-04-23
Publication date: 2006-08-16
Anticipated expiration: 2018-04-23
Also published as: JPH11305527A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置に関し、詳細には、静電潜像の形成された像担持体に非接触でトナーを供給して現像する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から原稿の画像に対応した静電潜像を感光体等の像担持体に形成し、この静電潜像の形成された像担持体に現像剤層よりも大きな間隙を空けて現像ローラ等の現像剤担持体を配設して、現像剤担持体の現像剤を像担持体の静電潜像に対応する部分に供給して、像担持体を現像した後、当該像担持体上の現像剤を転写紙に転写して画像形成を行う画像形成装置がある。
【０００３】
このような画像形成装置においては、像担持体と現像剤担持体との間隔（以降、現像ギャップという。）が、現像剤担持体から像担持体に供給される現像剤の量に影響を及ぼすため、この現像ギャップの変化に左右されることなく、いかに画像品質を向上させるかが重要な課題となる。
【０００４】
そこで、従来、一様帯電した像担持体を露光して像担持体上に静電潜像を形成し、像担持体と間隔を空けて対向した現像器の現像剤担持体上に一成分現像材を担持して、規制部材により所定層厚の現像剤層に規制しながら現像剤担持体と像担持体とが対向した現像部へ搬送し、バイアス電源により現像剤担持体に像担持体との間で現像バイアスを印加して、像担持体上に形成された静電潜像を現像剤で現像する画像形成装置において、現像剤担持体上の現像剤層の層厚を現像部における現像剤担持体と像担持体との間隔よりも小さくし、バイアス電源により、直流電圧に交流電圧を重畳した現像バイアスを出力し、その交流電圧の振幅を、現像剤担持体と像担持体との間隔の変動に応じて変化させることにより、現像ギャップが変動しても、現像ギャップの変動による現像ギャップ間の静電容量の変化により現像バイアスの交流分の振幅を変化させて、現像性を増大させる画像形成装置が提案されている（特開平９−１９７７８１号公報参照）。
【０００５】
そして、この従来の画像形成装置は、バイアス電源の出力側に並列接続したコンデンサと抵抗器を挿入することにより、現像ギャップの変動に応じて現像バイアスの交流分の振幅を変化させている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の画像形成装置にあっては、現像ギャップ間の静電容量の変化により現像ギャップの変動を検出し、現像ギャップの変動に応じて現像バイアスの交流分の振幅を変化させるようにしているため、現像ギャップ間の静電容量が現像剤担持体上の現像剤層の電位の影響を受けやすく、現像ギャップの変動を正確に検出することが困難な場合があり、適切に現像バイアス交流分の振幅を変化させることができず、現像剤担持体から像担持体へ供給される現像剤の量が変動して、画像が悪化するおそれがあった。
【０００７】
そこで、請求項１記載の発明は、静電潜像の形成される像担持体の現像有効領域外の表面に所定の電極を形成し、像担持体との間に所定の現像ギャップを空けて配設され現像剤を像担持体に供給する現像剤担持体に所定の可変電圧を印加した際の像担持体の電極へのリークの発生する当該可変電圧であるリーク電圧に基づいて、現像ギャップの大きさを検出して、当該現像ギャップの大きさに応じて現像バイアス電圧を調整することにより、現像ギャップの大きさを正確に検出して、現像バイアス電圧を当該現像ギャップの大きさに適切な値に調整し、現像剤担持体から像担持体に安定した現像剤量を供給して、画像品質を向上させることのできる画像形成装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明の画像形成装置は、静電潜像の形成される像担持体と、現像剤を担持して当該現像剤を前記像担持体に供給して前記像担持体の静電潜像を前記現像剤で現像する現像剤担持体との間に、前記現像剤担持体上の前記現像剤の層よりも大きな所定の現像ギャップを空けた非接触状態で、前記現像剤担持体に所定の現像バイアス電圧を印加して、前記現像剤担持体上の前記現像剤を前記像担持体の前記静電潜像部分に供給して現像を行う画像形成装置において、前記像担持体の現像有効領域外の表面に所定の電極を形成し、前記現像剤担持体に所定の可変電圧を印加した際の前記像担持体の前記電極へのリーク電圧に基づいて、前記現像ギャップの大きさを検出して、当該現像ギャップの大きさに応じて前記現像バイアス電圧を調整することにより、上記目的を達成している。
【００１１】
上記構成によれば、静電潜像の形成される像担持体の現像有効領域外の表面に所定の電極を形成し、現像剤担持体に所定の可変電圧を印加した際の像担持体の電極へのリークの発生する当該可変電圧であるリーク電圧に基づいて、現像ギャップの大きさを検出して、当該現像ギャップの大きさに応じて現像バイアス電圧を調整しているので、現像ギャップの大きさを正確に検出して、現像バイアス電圧を現像ギャップの大きさに適切な値に調整することができ、現像剤担持体から像担持体に安定した現像剤量を供給して、画像品質を向上させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００１７】
図１〜図４は、本発明の画像形成装置の第１の実施の形態を示す図であり、本実施の形態は、感光体に形成した電極と現像ローラとのリーク電圧に基づいて現像ギャップを検出して、当該現像ギャップの大きさに応じて現像バイアス電圧を調整するもので、請求項１に対応するものである。
【００１８】
図１は、本発明の画像形成装置の第１の実施の形態を適用した画像形成装置１の現像部の概略構成側面図である。
【００１９】
図１において、画像形成装置１は、感光体２に近接して、現像ユニット３が配設されており、現像ユニット３は、トナーケース４内に、現像ローラ５、供給ローラ６及びアジテータ７等が配設されている。
【００２０】
現像ローラ（現像剤担持体）５と感光体（像担持体）２とは、５０〜１５０μｍの現像ギャップを設けて近接する状態で配設されており、この現像ローラ５と感光体２との現像ギャップは、感光体２あるいは現像ローラ５の現像有効幅（現像有効領域）外の軸方向両端部表面にスペーサを挿入することにより、感光体２あるいは現像ローラ５の軸端部にカラーを被せることにより、あるいは、駆動軸の周囲にスペーサコロを配設することにより、形成されている。
【００２１】
現像ユニット３は、トナーケース４内にトナーが収納されており、当該トナーは、例えば、ポリエステル、ポリオール、スチレンアクリル等の樹脂に帯電制御材（ＣＣＡ）、色材を混合し、その周りにシリカ、酸化チタン等の物質を外添されたものである。このトナーは、所定の粒径、例えば、平均粒径が７．５μｍであり、高解像力の需要とともに小粒径化しても十分対応できるようになっている。
【００２２】
トナーケース４内のトナーは、回転駆動されるアジテータ７により撹拌されて、機械的に供給ローラ６に供給され、供給ローラ６は、トナーを現像ローラ５に供給する。この供給ローラ６は、発泡ポリウレタン等で形成され、可撓性を有するとともに、５０〜５００μｍ径のセルを有して、トナーを保持しやすい構造に形成されている。供給ローラ６は、その硬度は、ＪＩＳＡで１０度〜３０度程度であって、比較的硬度が低く、現像ローラ５とも均一に当接させることができる。
【００２３】
上記供給ローラ６は、現像ローラ５に所定圧力で押圧されて、０．５〜１ｍｍの食い込み量で現像ローラ５に食い込んだ状態で配設されており、現像ローラ５と同じ方向に回転駆動されている。供給ローラ６と現像ローラ５の線速比は、０．９〜１．５が好適であり、この線速比は、各種条件設定の組み合わせによって適宜設定可能であるとともに、上記回転方向も、現像ローラ５と逆方向であってもよい。また、供給ローラ６と現像ローラ５との食い込み量は、現像ローラ５を回転駆動させるモータの特性に依存するとともに、トナーの帯電特性や供給性にも依存するため、これらを考慮して、最適条件を設定することが必要であるとともに、このような設定が可能である。なお、本実施の形態においては、供給ローラ６と現像ローラ５を回転駆動させる必要トルクは、１〜１．５ｋｇｆｃｍであれば適切に作動させることができることを確認している。
【００２４】
上記現像ローラ５は、ゴム材料で形成されており、その表面粗さが、適宜ならして、ＲＺで、１〜４μｍとなっている。この現像ローラ５の表面粗さは、トナー粒径に対して、１３〜８０％の範囲であり、トナーを現像ローラ５の表面に埋没させることなく、搬送することのできる表面粗さである。この現像ローラ５のゴム材料としては、例えば、シリコン、ブタジエン及びヒドリン等を用いることができる。また、現像ローラ５の表面には、経時品質を安定化させるための樹脂を被覆することができ、この被覆用の樹脂としては、例えば、シリコン系やテフロン系の樹脂を用いることができる。シリコン系の樹脂は、トナーの帯電性に優れており、テフロン系の樹脂は、トナーの離型性に優れている。
【００２５】
現像ユニット３は、アジテータ７により供給ローラ６に供給したトナーを接触部で反対方向に回転する現像ローラ５と挟んで、トナーに負の帯電電荷を帯びさせ、現像ローラ５の上記表面粗さとこの帯電電荷の相乗効果により現像ローラ５上にトナーを保持させる。このとき、現像ローラ５上には、トナーが均一ではなく、例えば、１〜３ｍｇ／ｃｍ²というかなり過剰に付着しているとともに、かなりムラのある状態で付着している。
【００２６】
そこで、現像ユニット３には、そのトナーケース４に規制ブレード８がホルダ９を介して配設されており、規制ブレード８は、現像ローラ５の軸方向に延在する板状に形成されて、その腹部が現像ローラ５の表面に当接する。現像ユニット３は、規制ブレード８を現像ユニット３に当接させることにより、現像ローラ５表面に付着したトナーを均一な層厚を有する薄層に形成する。この規制ブレード８は、本実施の形態では、その自由端が現像ローラ５の回転方向下流方向に向いた状態で配設されているが、逆方向、すなわち、その自由端が現像ローラ５の回転方向上流方向に向いた状態で配設されていてもよい。規制ブレード８は、例えば、ＳＵＳ３０４等の金属により、厚さ、０．１〜０．１５ｍｍに形成されたものを使用することができるが、これに限るものではなく、例えば、ポリウレタンゴム等のゴム材料やシリコン樹脂等の比較的硬度の高い樹脂材料で、厚さ、１〜２ｍｍに形成したものであってもよい。すなわち、規制ブレード８は、金属以外であっても、カーボンブラック等を混ぜ込むことにより、低抵抗化することができ、後述する感光体２に印加するバイアス電源を接続して、現像ローラ５との間に電界を形成することができる。
【００２７】
また、規制ブレード８は、ホルダ９から自由端までの長さが、１０〜１５ｍｍの範囲が好適である。すなわち、この範囲の上限を越えると、現像ユニット３の大きさが増加して、画像形成装置１をコンパクトに形成することが難しくなり、この範囲の下限を下回ると、現像ローラ５表面と接触する際に振動が生じやすくなって、ベタ画像を形成すると、横方向の段々ムラ等の異常画像が発生するからである。さらに、規制ブレード８は、その現像ローラ５への当接圧が、１０〜１５０ｇ／ｃｍの範囲が好適である。すなわち、この範囲の上限を越えると、現像ローラ５上のトナー付着量が減少するとともに、トナーの帯電量が過剰となって、結果的に現像量が減少して、画像濃度が低くなり、この範囲の下限を下回ると、現像ローラ５表面のトナーの薄層が均一に形成されずにトナーの固まりが規制ブレード８を通過するおそれがあり、画像品質が低下するからである。
【００２８】
そこで、本実施の形態では、現像ローラ５として、硬度が、ＪＩＳＡで６０のものを使用し、規制ブレード８として、０．１ｍｍの厚さのＳＵＳ板を使用して、規制ブレード８をホルダ９から所定角度傾斜させて、現像ローラ５の表面に当接圧、３０ｇ／ｃｍで当接させている。このときの規制ブレード８の現像ローラ５への食い込み量は、０．４ｍｍであり、現像ローラ５表面に目標の量のトナーを均質に付着させることができた。
【００２９】
そして、上記規制ブレード８の現像ローラ５への当接角度は、規制ブレード８の自由端が現像ローラ５の回転方向下流方向に向く方向で、現像ローラ５の接線方向に対して、３０〜４５度の角度であり、この状態でトナーの付着した現像ローラ５が回転することにより、規制ブレード８が現像ローラ５上に付着したトナーのうち、トナーの薄膜形成に不必要な分を剥ぎ取って、単位面積当たり、例えば、０．６〜０．８ｍｇ／ｃｍ²の均一な厚みを持ったトナー薄層が現像ローラ５の表面に形成される。なお、このとき現像ローラ５表面に形成されるトナー薄層のトナー帯電量は、最終的には、−５〜−２０μＣ／ｇの範囲であり、後述するように、感光体２上の静電潜像と対向して、感光体２表面に付着し、感光体２表面の静電潜像を現像する。
【００３０】
感光体２は、金属素管の現像有効幅（図２参照）の表面に感光層が形成されており、この現像有効幅（現像有効領域）から感光体２の軸方向に外れた領域には、図２に示すように、感光層と同程度の抵抗を有する材料が塗布されて高抵抗層１０が形成されているとともに、金属素管表面の一定面積部分については、上記高抵抗材料が塗布されずに電極１１として形成されている。この高抵抗層１０は、感光層と同じ材料が塗布されて形成されていてもよいし、抵抗が１０¹³Ω・ｃｍ以上であれば、どのような材料で形成されていてもよい。また、感光体２には、通常動作時には、電極１１上を覆って、電極１１と現像ローラ５が直接対向することを防止するカバー１２が配設されており、カバー１２は、図示しない駆動機構により、現像バイアス調整モード時に、電極１１上から待避されて、電極１１が現像ローラ５の表面と対向する。
【００３１】
そして、感光体２には、現像時及び後述する現像バイアス調整モード時に、図示しないバイアス電源から所定のピーク・ツー・ピーク電圧（Ｖｐｐ）を有する交流（ＡＣ）電圧の現像バイアスが供給され、この感光体２の表面に、図示しない書込ユニットから画像データに基づいて変調されたレーザビームが照射されて、静電潜像が形成される。静電潜像の形成された感光体２と現像ローラ５が上記現像ギャップを有して対向し、現像ローラ５上のトナーが感光体２の静電潜像部分に供給されて、感光体２が現像される。このときの現像ギャップに応じた現像バイアスを現像ローラ５に印加することが、画像品質の良好な画像を形成する上で、重要である。
【００３２】
次に、本実施の形態の作用を説明する。本実施の形態の画像形成装置１は、現像ローラ５と感光体２との現像ギャップの大きさを、現像ローラ５と感光体２の電極１１とのリーク電圧から測定して、現像ギャップに応じた現像バイアスを調整することにより、現像ギャップが変化した場合にも、良好な画像品質の画像を形成するところにその特徴がある。
【００３３】
すなわち、画像形成装置１は、現像バイアス調整モード時、カバー１２を電極１１上から外して待避させ、感光体２と現像ローラ５とを対向させて、現像バイアスを現像ローラ５に印加するとともに、この現像バイアスの交流電圧を、例えば、図３に示すように、増加させて印加して、ピーク・ツー・ピーク電圧（Ｖｐｐ）を５０Ｖずつステップ状に増加させる。
【００３４】
このとき、空気の絶縁破壊の特性において、例えば、現像ギャップが１００μｍであると、図４に示すように、ピーク・ツー・ピーク電圧（Ｖｐｐ）が１０００Ｖで、すなわち、リーク電圧が１０００Ｖのとき、電極１１にリーク電流が流れ始めることとなる。この条件の下に、予めメモリ等に当該リーク電圧と現像バイアス電圧とのテーブルを格納しておき、リーク電圧を測定することにより、現像ギャップのズレに応じて現像バイアス電圧を調整することができる。
【００３５】
すなわち、現像バイアス調整モードにおいて、現像バイアスの交流電圧を、図３に示したように、増加させて印加して、ピーク・ツー・ピーク電圧（Ｖｐｐ）を５０Ｖずつステップ状に増加させ、このとき電極１１へのリークの始まったピーク・ツー・ピーク電圧（Ｖｐｐ）であるリーク電圧を測定し、予めメモリ等に格納されている当該リーク電圧と現像バイアス電圧とのテーブルから、現像ギャップの変動に応じて適切な現像バイアス電圧を調整することができる。
【００３６】
例えば、図３において、現像ギャップが１００μｍの場合には、ピーク・ツー・ピーク電圧（Ｖｐｐ）が４００Ｖ、デューティ比（Ｄｕｔｙ比）が５０％の組み合わせの現像バイアスを選択することができ、当該現像バイアスを選択することにより、現像ギャップに適切な現像バイアスを選択することができる。
【００３７】
画像形成装置１は、このようにして、現像バイアスの調整を行うと、カバー１２を駆動機構により電極１１上に移動させ、現像ローラ５と感光体２の電極１１とが直接対向して、リークが発生することを防止する。
【００３８】
このように、本実施の形態の画像形成装置１によれば、像担持体である感光体２の現像有効幅（現像有効領域）外の表面に電極１１を形成し、現像剤担持体である現像ローラ５に所定の可変電圧を印加した際の感光体２の電極１１へのリークの発生するリーク電圧に基づいて、現像ギャップの大きさを検出して、当該現像ギャップの大きさに応じて現像バイアス電圧を調整している。
【００３９】
したがって、現像ギャップの大きさを正確に検出して、現像バイアス電圧を現像ギャップの大きさに適切な値に調整することができ、現像ローラ５から感光体２に安定した現像剤量を供給して、画像品質を向上させることができる。
【００４０】
図５〜図７は、本発明の画像形成装置の第２の実施の形態を示す図であり、本実施の形態は、現像ギャップの大きさを、感光体と現像ローラとの間に配設した抵抗板に流れる電流値から計測して、現像ギャップに応じた現像バイアスを調整するもので、請求項２に対応するものである。
【００４１】
図５は、本実施の形態の画像形成装置２０の感光体２１と現像ローラ２２部分の側面図、図６は、図５の感光体２１と現像ローラ２２との現像ギャップ部分の拡大側面図である。
【００４２】
図５及び図６において、本実施の形態の画像形成装置２０の感光体２１及び現像ローラ２２は、上記第１の実施の形態の感光体２及び現像ローラ５と同様の材料により同様の形状に形成されているが、感光体２１の現像有効幅外には、電極１１は形成されていない。
【００４３】
感光体２１と現像ローラ２２との間には、感光体２１及び現像ローラ２２の現像有効幅外において、感光体２１と現像ローラ２２とに当接する状態で抵抗板２３が配設されており、抵抗板２３は、一定の抵抗値を有するとともに、所定の弾性を有する金属あるいは樹脂等により形成されている。抵抗板２３は、図５及び図６に示すように、「く」の字型に屈曲されていてもよいし、直線状であってもよく、要は、感光体２１と現像ローラ２２との現像ギャップが変化すると、当該現像ギャップの変化に応じて、当該抵抗板２３が感光体２１と現像ローラ２２に接触するときの有効長さが変化して、当該抵抗板２３の有効長さの変化による抵抗値の変化により、抵抗板２３を流れる電流値の変化として、現像ギャップを計測することが可能な形状であればよい。
【００４４】
抵抗板２３は、その体積固有抵抗が、１０⁵Ω・ｃｍ以上が好適であり、この値以上であれば、適宜選択することができる。例えば、抵抗板２３として、図５及び図６に示した「く」の字型に屈曲され、その体積固有抵抗が、１０⁵Ω・ｃｍを用いた場合、図７に示すように、現像ギャップが、５０μｍであると、抵抗板２３の長さが、２．０３ｍｍとなり、そのときの抵抗比率が２．３となる。また、現像ギャップが、１００μｍであると、抵抗板２３の長さが、２．０５ｍｍで、抵抗比率が、２．０５となり、現像ギャップが、１５０μｍであると、抵抗板２３の長さが、１．９５で、抵抗比率が、１．９５となる。
【００４５】
画像形成装置２０は、図示しないが、抵抗板２３を流れる電流測定回路を備えており、この電流測定回路により測定した抵抗板２３を流れる電流値から現像ギャップを算出して、当該算出した現像ギャップから現像バイアス条件の組み合わせを選択する。
【００４６】
次に、本実施の形態の作用を説明する。本実施の形態の画像形成装置２０は、感光体２１と現像ローラ２２との現像ギャップの大きさを、感光体２１と現像ローラ２２との間に配設した抵抗板２３に流れる電流値から計測して、現像ギャップに応じた現像バイアスを調整することにより、現像ギャップが変化した場合にも、良好な画像品質の画像を形成するところにその特徴がある。
【００４７】
すなわち、画像形成装置２０は、感光体２１と現像ローラ２２の現像有効幅外に一定抵抗の抵抗板２３が感光体２１と現像ローラ２２に接触する状態で配設されており、抵抗板２３は、感光体２１と現像ローラ２２との現像ギャップの変化に応じて、その有効長さが変化する。
【００４８】
そして、感光体２１に現像バイアスが印加されると、当該現像バイアスにより現像ギャップの大きさに応じて、図７に示したように、抵抗板２３の有効長さが変化して、感光体２１と現像ローラ２２に接触している抵抗板２３の抵抗比率が変化し、抵抗板２３に流れる電流値が変化する。
【００４９】
画像形成装置２０は、この抵抗板２３に流れる電流値を電流測定回路で測定して、当該電流値から現像ギャップを算出、あるいは、予めメモリ等に記憶されている電流値と現像ギャップのテーブルから現像ギャップを決定し、予めメモリ等に格納されている当該現像ギャップと現像バイアス電圧とのテーブルから、現像ギャップのズレに応じて現像バイアス電圧を調整することができる。なお、この場合、電流値と現像バイアスとのテーブルを用意して、当該テーブルから電流値に基づいて、直接現像バイアスを決定するようにしてもよい。
【００５０】
このように、本実施の形態の画像形成装置２０によれば、感光体２１と現像ローラ２２との現像有効幅（現像有効領域）外の表面に接触する状態で、現像ギャップの大きさに応じて抵抗値の変化する抵抗板２３を挿入し、現像ローラ２２に所定の電圧を印加した際の抵抗板２３を流れる電流値に基づいて、現像ギャップの大きさを検出して、当該現像ギャップの大きさに応じて現像バイアス電圧を調整している。
【００５１】
したがって、現像ギャップの大きさを正確に検出して、現像バイアス電圧を現像ギャップの大きさに適切な値に調整することができ、現像ローラ２２から感光体２１に安定した現像剤量を供給して、画像品質を向上させることができる。
【００５２】
図８及び図９は、本発明の画像形成装置の第３の実施の形態を示す図であり、本実施の形態は、現像ギャップの大きさを感光体の現像有効領域外の着磁領域表面に付着させた粒子により常に一定に保つもので、請求項３に対応するものである。
【００５３】
図８は、本実施の形態の画像形成装置３０の感光体３１と現像ローラ３２部分の側面図、図９は、図８の右正面図である。
【００５４】
図８及び図９において、本実施の形態の画像形成装置３０の感光体３１及び現像ローラ３２は、上記第１の実施の形態の感光体２及び現像ローラ５と同様の材料により同様の形状に形成されているが、感光体３１の現像有効幅外には、電極１１は形成されていない。
【００５５】
画像形成装置３０は、感光体３１と現像ローラ３２が、図示しないバネ等により所定の圧力で相互に接近する方向に付勢されており、感光体３１には、その現像有効幅外の軸方向両側端部に、磁極方向が順次交互に変化する着磁領域３１ａ、３１ｂが形成されている。この着磁領域３１ａ、３１ｂは、例えば、磁極の方向が異なる磁石を感光体３１内部の当該着磁領域３１ａ、３１ｂに順次配設して形成してもよいし、当該感光体３１の着磁領域３１ａ、３１ｂを順次異なった磁極に着磁して形成してもよい。
【００５６】
画像形成装置３０は、この感光体３１の着磁領域３１ａ、３１ｂに当接する状態で、金属あるいはゴム等で形成されたブレード３３ａ、３３ｂが配設されており、感光体３１の着磁領域３１ａ、３１ｂの表面には、所定の一定粒径、例えば、５０±１０μｍの範囲に粒径を揃えた金属あるいは金属を核として周りに樹脂をコートした粒子３４が、着磁領域３１ａ、３１ｂの磁気により吸着される状態で付着されている。なお、粒子３４は、感光体３１と現像ローラ３２との間に形成しようとする現像ギャップの大きさに対応する粒径のものを使用する。
【００５７】
そして、上記ブレード３３ａ、３３ｂは、感光体３１の回転に伴って感光体３１の着磁領域３１ａ、３１ｂ表面に当接して、着磁領域３１ａ、３１ｂ表面に付着された粒子３４を一層の薄膜状に形成する。感光体３１と現像ローラ３２が、上記バネ等により相互に接近する方向に付勢されているため、現像ローラ３２は、感光体３１の着磁領域３１ａ、３１ｂに付着された粒子３４に当接し、一層の薄膜状に粒子３４の粒径分のみ感光体３１との間に間隔（現像ギャップ）を空けて対向する。
【００５８】
次に、本実施の形態の作用を説明する。本実施の形態の画像形成装置３０は、感光体２１と現像ローラ２２との現像ギャップの大きさを、着磁領域３１ａ、３１ｂ表面に付着させた粒子３４により常に一定に保って、良好な品質の画像を形成するところにその特徴がある。
【００５９】
すなわち、画像形成装置３０は、感光体３１と現像ローラ３２が、バネ等により所定圧力で相互に接近する方向に付勢されており、感光体３１の着磁領域３１ａ、３１ｂには、所定の一定粒径の粒子３４が着磁領域３１ａ、３１ｂの磁気により付着されているとともに、ブレード３３ａ、３３ｂにより一層の薄膜状に形成されている。
【００６０】
したがって、感光体３１と現像ローラ３２とは、粒径の整った粒子３４を挟んで当該粒子３４の粒径の間隔のみを空けて対向し、当該粒子３４の粒径の大きさが感光体３１と現像ローラ３２との現像ギャップの大きさとなる。
【００６１】
例えば、粒子３４として、５０±１０μｍの粒径のものを使用すると、現像ギャップは、適切に、かつ、常に５０±１０μｍとなる。
【００６２】
また、この粒子３４を所定期間で交換することにより、粒子３４の表面の摩擦による摩耗や付着物による径の経時変化による現像ギャップの変動を適切に修正することができるとともに、意図する大きさの現像ギャップを簡単かつ正確に形成することができる。
【００６３】
このように、本実施の形態の画像形成装置３０によれば、感光体３１の現像有効幅（現像有効領域）外に表面が着磁する着磁領域３１ａ、３１ｂを形成し、当該着磁領域３１ａ、３１ｂの表面に現像ギャップの大きさに対応する粒径の粒子３４を付着させるとともに、当該粒子３４を一層の薄膜層にならすならし部材であるブレード３３ａ、３３ｂを配設し、当該薄膜層にならされた粒子３４を挟んで感光体３１と現像ローラ３２とを押圧して、感光体３１と現像ローラ３２との間に、粒子３４の粒径に対応する現像ギャップを形成している。
【００６４】
したがって、粒子３４の粒径のみに応じて安定して現像ギャップを形成して、現像ギャップの変動を最小限に抑制することができ、現像ローラ３２から感光体３１に安定した現像剤量を供給して、画像品質を向上させることができる。
【００６５】
以上、本発明者によってなされた発明を好適な実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００６６】
【発明の効果】
請求項１記載の発明の画像形成装置によれば、静電潜像の形成される像担持体の現像有効領域外の表面に所定の電極を形成し、現像剤担持体に所定の可変電圧を印加した際の像担持体の電極へのリークの発生する当該可変電圧であるリーク電圧に基づいて、現像ギャップの大きさを検出して、当該現像ギャップの大きさに応じて現像バイアス電圧を調整しているので、現像ギャップの大きさを正確に検出して、現像バイアス電圧を現像ギャップの大きさに適切な値に調整することができ、現像剤担持体から像担持体に安定した現像剤量を供給して、画像品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の第１の実施の形態を適用した画像形成装置の概略構成側面図。
【図２】図１の感光体と現像ローラの拡大正面図。
【図３】図１の画像形成装置の測定リーク電圧と現像バイアスのピーク・ツー・ピーク電圧（Ｖｐｐ）及びデューティ比の関係を示す図。
【図４】図１の画像形成装置のリーク電圧と現像ギャップとの関係を示す図。
【図５】本発明の画像形成装置の第２の実施の形態を適用した画像形成装置の感光体と現像ローラ部分の側面図。
【図６】図５の現像ギャップ部分の拡大側面図。
【図７】図５の画像形成装置の感光体と現像ローラの現像ギャップ、抵抗板の長さ及び抵抗比率との関係を示す図。
【図８】本発明の画像形成装置の第３の実施の形態を適用した画像形成装置の感光体と現像ローラ部分の側面図。
【図９】図８の右正面図。
【符号の説明】
１画像形成装置
２感光体
３現像ユニット
４トナーケース
５現像ローラ
６供給ローラ
７アジテータ
８規制ブレード
９ホルダ
１０高抵抗層
１１電極
１２カバー
２０画像形成装置
２１感光体
２２現像ローラ
２３抵抗板
３０画像形成装置
３１感光体
３１ａ、３１ｂ着磁領域
３２現像ローラ
３３ａ、３３ｂブレード
３４粒子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus, and more particularly to an image forming apparatus that supplies toner to an image carrier on which an electrostatic latent image is formed in a non-contact manner and develops the toner.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an electrostatic latent image corresponding to an image of an original is formed on an image carrier such as a photosensitive member, and a developing roller or the like is provided on the image carrier on which the electrostatic latent image is formed with a gap larger than the developer layer. The developer carrier is disposed, and the developer of the developer carrier is supplied to the portion of the image carrier corresponding to the electrostatic latent image, and after developing the image carrier, There is an image forming apparatus that forms an image by transferring a developer onto a transfer sheet.
[0003]
In such an image forming apparatus, the distance between the image carrier and the developer carrier (hereinafter referred to as a development gap) affects the amount of developer supplied from the developer carrier to the image carrier. Therefore, an important issue is how to improve the image quality without being influenced by the change in the development gap.
[0004]
Therefore, conventionally, a uniformly charged image carrier is exposed to form an electrostatic latent image on the image carrier, and one-component development is performed on the developer carrier of the developing device facing the image carrier with a space therebetween. The developer carrying member and the image carrier are transported to a developing unit facing each other while the developer is regulated to a developer layer having a predetermined layer thickness by a regulating member, and the developer carrying member is attached to the developer carrier by a bias power source. In an image forming apparatus that develops an electrostatic latent image formed on an image carrier with a developer by applying a development bias between the developer and the developer, the thickness of the developer layer on the developer carrier is developed in the developing unit. The distance between the developer carrier and the image carrier is made smaller, and a bias power supply outputs a developing bias in which an AC voltage is superimposed on the DC voltage. The amplitude of the AC voltage is determined between the developer carrier and the image carrier. Even if the development gap fluctuates by changing according to the fluctuation of the interval, There has been proposed an image forming apparatus in which the developing bias is increased by changing the amplitude of an AC component of the developing bias by changing the electrostatic capacitance between the developing gaps due to fluctuations in the image gap (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-197781). .
[0005]
In this conventional image forming apparatus, by inserting a capacitor and a resistor connected in parallel to the output side of the bias power source, the amplitude corresponding to the AC of the developing bias is changed in accordance with the fluctuation of the developing gap.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional image forming apparatus, a change in the development gap is detected by a change in capacitance between the development gaps, and the amplitude corresponding to the AC of the development bias is changed in accordance with the change in the development gap. Therefore, the electrostatic capacitance between the development gaps is likely to be affected by the potential of the developer layer on the developer carrier, and it may be difficult to accurately detect the development gap fluctuations. The amplitude of the developing bias alternating current cannot be changed, and the amount of the developer supplied from the developer carrier to the image carrier may fluctuate, and the image may deteriorate.
[0007]
Accordingly, in the first aspect of the present invention, a predetermined electrode is formed on the surface outside the development effective area of the image carrier on which the electrostatic latent image is formed, and a predetermined development gap is provided between the image carrier and the image carrier. Based on the leakage voltage that is a variable voltage that causes leakage to the electrode of the image carrier when a predetermined variable voltage is applied to the developer carrier that is disposed and supplies the developer to the image carrier, the development gap By detecting the size of the image and adjusting the development bias voltage according to the size of the development gap, the size of the development gap is accurately detected, and the development bias voltage is appropriately set to the size of the development gap. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of improving the image quality by adjusting the value to a small value and supplying a stable amount of developer from the developer carrier to the image carrier.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
An image forming apparatus according to a first aspect of the present invention includes an image carrier on which an electrostatic latent image is formed, a developer, and the developer is supplied to the image carrier to electrostatically charge the image carrier. The developer carrier in a non-contact state with a predetermined development gap larger than the developer layer on the developer carrier between the developer carrier for developing the latent image with the developer. In an image forming apparatus for applying a predetermined developing bias voltage to the electrostatic latent image portion of the image carrier and developing the developer on the developer carrier, the image carrier A size of the development gap is determined based on a leakage voltage to the electrode of the image carrier when a predetermined electrode is formed on the surface outside the development effective area and a predetermined variable voltage is applied to the developer carrier. And detecting the developing bias voltage according to the size of the developing gap. By settling, it has achieved the above objects.
[0011]
According to the above configuration, the predetermined electrode is formed on the surface outside the effective development area of the image carrier on which the electrostatic latent image is formed, and the image carrier when the predetermined variable voltage is applied to the developer carrier. Since the size of the development gap is detected based on the leakage voltage that is the variable voltage at which leakage to the electrode occurs, the development bias voltage is adjusted according to the size of the development gap. The size can be accurately detected, and the development bias voltage can be adjusted to an appropriate value for the size of the development gap. A stable amount of developer is supplied from the developer carrier to the image carrier, resulting in image quality. Can be improved.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are preferred embodiments of the present invention, and thus various technically preferable limitations are given. However, the scope of the present invention is particularly limited in the following description. As long as there is no description which limits, it is not restricted to these aspects.
[0017]
1 to 4 are diagrams showing a first embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. In the present embodiment, a developing gap is determined based on a leakage voltage between an electrode formed on a photoreceptor and a developing roller. , And the developing bias voltage is adjusted according to the size of the developing gap, which corresponds to claim 1.
[0018]
FIG. 1 is a schematic side view of a developing unit of an image forming apparatus 1 to which the first embodiment of the image forming apparatus of the present invention is applied.
[0019]
In FIG. 1, the image forming apparatus 1 is provided with a developing unit 3 in the vicinity of a photoreceptor 2, and the developing unit 3 is provided in a toner case 4 with a developing roller 5, a supply roller 6, an agitator 7, and the like. Is arranged.
[0020]
The developing roller (developer carrier) 5 and the photosensitive member (image carrier) 2 are arranged in a state where they are close to each other with a development gap of 50 to 150 μm. The developing gap is formed by inserting a spacer on the surface of both ends in the axial direction outside the effective developing width (effective developing area) of the photosensitive member 2 or the developing roller 5 so that the shaft end portion of the photosensitive member 2 or the developing roller 5 is covered with color. Or by arranging spacer rollers around the drive shaft.
[0021]
In the developing unit 3, toner is stored in a toner case 4, and the toner is, for example, a mixture of a charge control material (CCA) and a color material mixed with a resin such as polyester, polyol, styrene acryl, etc. Further, a substance such as titanium oxide is externally added. This toner has a predetermined particle size, for example, an average particle size of 7.5 μm, and can sufficiently cope with the demand for high resolution even when the particle size is reduced.
[0022]
The toner in the toner case 4 is stirred by a rotationally driven agitator 7 and mechanically supplied to a supply roller 6, and the supply roller 6 supplies toner to the developing roller 5. The supply roller 6 is formed of polyurethane foam or the like, has flexibility, and has a cell having a diameter of 50 to 500 μm so as to easily hold the toner. The supply roller 6 has a hardness of about 10 degrees to 30 degrees according to JIS A, has a relatively low hardness, and can be brought into contact with the developing roller 5 uniformly.
[0023]
The supply roller 6 is disposed in a state where it is pressed against the developing roller 5 with a predetermined pressure and bites into the developing roller 5 with a biting amount of 0.5 to 1 mm, and is driven to rotate in the same direction as the developing roller 5. ing. The linear speed ratio between the supply roller 6 and the developing roller 5 is preferably 0.9 to 1.5. This linear speed ratio can be appropriately set by a combination of various condition settings, and the rotational direction can also be developed. The direction may be opposite to that of the roller 5. In addition, the amount of biting between the supply roller 6 and the developing roller 5 depends on the characteristics of the motor that drives the developing roller 5 to rotate, and also depends on the charging characteristics and supply properties of the toner. It is necessary to set conditions, and such setting is possible. In the present embodiment, it has been confirmed that the required torque for rotationally driving the supply roller 6 and the developing roller 5 can be appropriately operated if it is 1 to 1.5 kgfcm.
[0024]
The developing roller 5 is formed of a rubber material, and its surface roughness is suitably adjusted to RZ of 1 to 4 μm. The surface roughness of the developing roller 5 is in the range of 13 to 80% with respect to the toner particle size, and is the surface roughness that allows the toner to be conveyed without being buried in the surface of the developing roller 5. As a rubber material for the developing roller 5, for example, silicon, butadiene, hydrin, or the like can be used. Further, the surface of the developing roller 5 can be coated with a resin for stabilizing the quality over time, and as the coating resin, for example, a silicon-based or Teflon-based resin can be used. Silicon-based resins are excellent in toner chargeability, and Teflon-based resins are excellent in toner releasability.
[0025]
The developing unit 3 sandwiches the toner supplied to the supply roller 6 by the agitator 7 with the developing roller 5 that rotates in the opposite direction at the contact portion, and causes the toner to be charged with negative charge. The toner is held on the developing roller 5 by the synergistic effect of the charged charges. At this time, the toner is not uniform on the developing roller 5, for example, 1 to 3 mg / cm. ² It is adhering in an extremely excessive amount, and adhering in a considerably uneven state.
[0026]
Therefore, in the developing unit 3, a regulating blade 8 is disposed on the toner case 4 via a holder 9. The regulating blade 8 is formed in a plate shape extending in the axial direction of the developing roller 5, The abdomen comes into contact with the surface of the developing roller 5. The developing unit 3 makes the toner adhering to the surface of the developing roller 5 into a thin layer having a uniform layer thickness by bringing the regulating blade 8 into contact with the developing unit 3. In the present embodiment, the regulating blade 8 is disposed with its free end facing the downstream direction of the rotation direction of the developing roller 5, but in the opposite direction, that is, its free end is rotated by the developing roller 5. You may arrange | position in the state which faced the direction upstream. For example, the regulating blade 8 may be formed of a metal such as SUS304 to have a thickness of 0.1 to 0.15 mm, but is not limited thereto, for example, rubber such as polyurethane rubber It may be a resin material having a relatively high hardness such as a material or silicon resin and having a thickness of 1 to 2 mm. That is, even if the regulating blade 8 is other than metal, it can be reduced in resistance by mixing carbon black or the like, and a bias power source to be applied to the photoreceptor 2 described later is connected to the developing roller 5. An electric field can be formed between the two.
[0027]
In addition, the regulation blade 8 preferably has a length of 10 to 15 mm from the holder 9 to the free end. That is, when the upper limit of this range is exceeded, the size of the developing unit 3 increases, and it becomes difficult to form the image forming apparatus 1 in a compact manner. This is because vibration tends to occur at this time, and when a solid image is formed, an abnormal image such as unevenness in the horizontal direction is generated. Further, the regulation blade 8 preferably has a contact pressure to the developing roller 5 in the range of 10 to 150 g / cm. That is, when the upper limit of this range is exceeded, the toner adhesion amount on the developing roller 5 decreases and the toner charge amount becomes excessive. As a result, the development amount decreases and the image density becomes low. If the lower limit of the range is not reached, a thin toner layer on the surface of the developing roller 5 may not be uniformly formed, and the toner mass may pass through the regulating blade 8 and image quality is deteriorated.
[0028]
Therefore, in the present embodiment, a developing roller 5 having a hardness of 60 according to JIS A is used, and a SUS plate having a thickness of 0.1 mm is used as the regulating blade 8, and the regulating blade 8 is attached to the holder. Inclined at a predetermined angle from 9, the surface of the developing roller 5 is contacted at a contact pressure of 30 g / cm. The amount of biting of the regulating blade 8 into the developing roller 5 at this time was 0.4 mm, and a target amount of toner could be uniformly adhered to the surface of the developing roller 5.
[0029]
The contact angle of the regulating blade 8 with the developing roller 5 is 30 to 45 with respect to the tangential direction of the developing roller 5 in a direction in which the free end of the regulating blade 8 faces the downstream direction of the developing roller 5 in the rotation direction. In this state, when the developing roller 5 to which the toner is attached rotates, the regulating blade 8 peels off the portion of the toner attached to the developing roller 5 that is unnecessary for the toner thin film formation. Per unit area, for example, 0.6 to 0.8 mg / cm ² A thin toner layer having a uniform thickness is formed on the surface of the developing roller 5. At this time, the toner charge amount of the toner thin layer formed on the surface of the developing roller 5 is finally in the range of −5 to −20 μC / g. Opposite to the latent image, it adheres to the surface of the photoreceptor 2 and develops the electrostatic latent image on the surface of the photoreceptor 2.
[0030]
In the photosensitive member 2, a photosensitive layer is formed on the surface of the effective width of development (see FIG. 2) of the metal tube, and in a region outside the effective developing width (effective development region) in the axial direction of the photosensitive member 2. As shown in FIG. 2, a high resistance layer 10 is formed by applying a material having a resistance comparable to that of the photosensitive layer, and the high resistance material is applied to a certain area of the surface of the metal tube. Instead, the electrode 11 is formed. The high resistance layer 10 may be formed by applying the same material as that of the photosensitive layer, and the resistance is 10 ¹³ Any material may be used as long as it is Ω · cm or more. The photosensitive member 2 is provided with a cover 12 that covers the electrode 11 and prevents the electrode 11 and the developing roller 5 from directly facing each other during normal operation. The cover 12 is a driving mechanism (not shown). Thus, in the developing bias adjustment mode, the electrode 11 is retracted from the surface of the electrode 11 and faces the surface of the developing roller 5.
[0031]
The photosensitive member 2 is supplied with a developing bias having an alternating current (AC) voltage having a predetermined peak-to-peak voltage (Vpp) from a bias power source (not shown) during development and in a developing bias adjustment mode described later. The surface of the photoreceptor 2 is irradiated with a laser beam modulated on the basis of image data from a writing unit (not shown) to form an electrostatic latent image. The photosensitive member 2 on which the electrostatic latent image is formed and the developing roller 5 face each other with the above-described developing gap, and the toner on the developing roller 5 is supplied to the electrostatic latent image portion of the photosensitive member 2, thereby the photosensitive member 2. Is developed. Applying a developing bias corresponding to the developing gap at this time to the developing roller 5 is important in forming an image with good image quality.
[0032]
Next, the operation of the present embodiment will be described. The image forming apparatus 1 according to the present embodiment measures the size of the developing gap between the developing roller 5 and the photosensitive member 2 from the leakage voltage between the developing roller 5 and the electrode 11 of the photosensitive member 2, and responds to the developing gap. Even when the developing gap is changed by adjusting the developing bias, an image having a good image quality is formed.
[0033]
That is, in the developing bias adjustment mode, the image forming apparatus 1 removes the cover 12 from the electrode 11 and retracts it, applies the developing bias to the developing roller 5 with the photoconductor 2 and the developing roller 5 facing each other, and For example, as shown in FIG. 3, the development bias AC voltage is increased and applied, and the peak-to-peak voltage (Vpp) is increased stepwise by 50V.
[0034]
At this time, in the characteristic of air breakdown, for example, when the development gap is 100 μm, as shown in FIG. 4, when the peak-to-peak voltage (Vpp) is 1000 V, that is, when the leakage voltage is 1000 V, A leak current starts to flow through the electrode 11. Under this condition, a table of the leakage voltage and the development bias voltage is stored in advance in a memory or the like, and the development bias voltage can be adjusted according to the deviation of the development gap by measuring the leakage voltage. .
[0035]
That is, in the development bias adjustment mode, as shown in FIG. 3, the development bias AC voltage is increased and applied, and the peak-to-peak voltage (Vpp) is increased stepwise by 50V. The leakage voltage that is the peak-to-peak voltage (Vpp) at which leakage to the electrode 11 has started is measured, and the fluctuation of the development gap is determined from the table of the leakage voltage and the development bias voltage stored in advance in a memory or the like. Accordingly, an appropriate development bias voltage can be adjusted.
[0036]
For example, in FIG. 3, when the development gap is 100 μm, a development bias having a combination of a peak-to-peak voltage (Vpp) of 400 V and a duty ratio (Duty ratio) of 50% can be selected. By selecting the bias, it is possible to select a development bias appropriate for the development gap.
[0037]
When the image forming apparatus 1 adjusts the developing bias in this manner, the cover 12 is moved onto the electrode 11 by the driving mechanism, and the developing roller 5 and the electrode 11 of the photosensitive member 2 are directly opposed to each other, thereby leaking. Is prevented from occurring.
[0038]
As described above, according to the image forming apparatus 1 of the present embodiment, the electrode 11 is formed on the surface outside the effective development width (development effective area) of the photoconductor 2 that is an image carrier, and the developer carrier. The size of the development gap is detected based on the leakage voltage at which leakage occurs to the electrode 11 of the photosensitive member 2 when a predetermined variable voltage is applied to the development roller 5, and according to the size of the development gap. The development bias voltage is adjusted.
[0039]
Therefore, it is possible to accurately detect the size of the developing gap and adjust the developing bias voltage to an appropriate value for the size of the developing gap, and supply a stable developer amount from the developing roller 5 to the photoreceptor 2. Thus, the image quality can be improved.
[0040]
5 to 7 are diagrams showing a second embodiment of the image forming apparatus of the present invention. In this embodiment, the size of the developing gap is arranged between the photosensitive member and the developing roller. The development bias is adjusted according to the development gap by measuring from the value of the current flowing through the resistance plate, and corresponds to claim 2.
[0041]
FIG. 5 is a side view of the photosensitive member 21 and the developing roller 22 portion of the image forming apparatus 20 of the present embodiment, and FIG. 6 is an enlarged side view of the developing gap portion between the photosensitive member 21 and the developing roller 22 of FIG. is there.
[0042]
5 and 6, the photoconductor 21 and the developing roller 22 of the image forming apparatus 20 of the present embodiment are formed in the same shape by using the same material as the photoconductor 2 and the developing roller 5 of the first embodiment. Although formed, the electrode 11 is not formed outside the effective development width of the photoreceptor 21.
[0043]
Between the photosensitive member 21 and the developing roller 22, a resistance plate 23 is disposed outside the effective development width of the photosensitive member 21 and the developing roller 22 so as to be in contact with the photosensitive member 21 and the developing roller 22. The resistance plate 23 is formed of a metal or resin having a predetermined resistance value and a predetermined elasticity. As shown in FIGS. 5 and 6, the resistance plate 23 may be bent in a “<” shape or may be a straight line. In short, the resistance plate 23 is formed between the photosensitive member 21 and the developing roller 22. When the development gap changes, the effective length when the resistance plate 23 comes into contact with the photosensitive member 21 and the development roller 22 changes according to the change in the development gap, and the effective length of the resistance plate 23 changes. Any shape can be used as long as the development gap can be measured as a change in the value of the current flowing through the resistance plate 23 due to the change in the resistance value due to.
[0044]
The resistance plate 23 has a volume resistivity of 10 ^Five Ω · cm or more is preferable, and if it is more than this value, it can be appropriately selected. For example, the resistance plate 23 is bent into a “<” shape shown in FIG. 5 and FIG. ^Five When Ω · cm is used, as shown in FIG. 7, when the development gap is 50 μm, the length of the resistance plate 23 is 2.03 mm, and the resistance ratio at that time is 2.3. When the development gap is 100 μm, the length of the resistance plate 23 is 2.05 mm, the resistance ratio is 2.05, and when the development gap is 150 μm, the length of the resistance plate 23 is At 1.95, the resistance ratio is 1.95.
[0045]
Although not shown, the image forming apparatus 20 includes a current measurement circuit that flows through the resistance plate 23. The development gap is calculated from the current value that flows through the resistance plate 23 measured by the current measurement circuit, and the calculated development gap is calculated. To select a combination of development bias conditions.
[0046]
Next, the operation of the present embodiment will be described. In the image forming apparatus 20 of the present embodiment, the size of the development gap between the photoconductor 21 and the developing roller 22 is measured from the value of the current flowing through the resistance plate 23 disposed between the photoconductor 21 and the developing roller 22. Thus, by adjusting the developing bias according to the developing gap, even when the developing gap is changed, an image with good image quality is formed.
[0047]
That is, in the image forming apparatus 20, a resistance plate 23 having a constant resistance is disposed outside the effective development width of the photosensitive member 21 and the developing roller 22 in a state where the photosensitive plate 21 and the developing roller 22 are in contact with each other. The effective length changes according to the change in the developing gap between the photosensitive member 21 and the developing roller 22.
[0048]
When a developing bias is applied to the photoconductor 21, the effective length of the resistance plate 23 is changed by the developing bias according to the size of the developing gap, as shown in FIG. The resistance ratio of the resistance plate 23 in contact with the developing roller 22 changes, and the value of the current flowing through the resistance plate 23 changes.
[0049]
The image forming apparatus 20 measures the current value flowing through the resistor plate 23 with a current measurement circuit and calculates a development gap from the current value, or from a table of current values and development gaps stored in advance in a memory or the like. The development gap is determined, and the development bias voltage can be adjusted according to the deviation of the development gap from a table of the development gap and the development bias voltage stored in advance in a memory or the like. In this case, a current value and development bias table may be prepared, and the development bias may be determined directly based on the current value from the table.
[0050]
As described above, according to the image forming apparatus 20 of the present embodiment, in accordance with the size of the development gap while being in contact with the surface outside the development effective width (development effective area) between the photoconductor 21 and the development roller 22. The resistance plate 23 having a variable resistance value is inserted, and the size of the development gap is detected based on the current value flowing through the resistance plate 23 when a predetermined voltage is applied to the development roller 22. The developing bias voltage is adjusted according to the size.
[0051]
Therefore, it is possible to accurately detect the size of the developing gap and adjust the developing bias voltage to an appropriate value for the size of the developing gap, and supply a stable developer amount from the developing roller 22 to the photoconductor 21. Thus, the image quality can be improved.
[0052]
8 and 9 are diagrams showing a third embodiment of the image forming apparatus according to the present invention. In this embodiment, the size of the development gap is set to the surface of the magnetized region outside the effective development region of the photosensitive member. It is always kept constant by the particles adhering to, and corresponds to claim 3.
[0053]
8 is a side view of the photosensitive member 31 and the developing roller 32 of the image forming apparatus 30 according to the present embodiment, and FIG. 9 is a right front view of FIG.
[0054]
8 and 9, the photoconductor 31 and the developing roller 32 of the image forming apparatus 30 according to the present embodiment are formed in the same shape using the same material as the photoconductor 2 and the developing roller 5 according to the first embodiment. Although formed, the electrode 11 is not formed outside the effective development width of the photoreceptor 31.
[0055]
In the image forming apparatus 30, the photosensitive member 31 and the developing roller 32 are biased toward each other with a predetermined pressure by a spring or the like (not shown), and the photosensitive member 31 has an axial direction outside the effective developing width. Magnetized regions 31a and 31b whose magnetic pole directions are alternately changed are formed at both end portions. The magnetized regions 31 a and 31 b may be formed by sequentially arranging magnets having different magnetic pole directions in the magnetized regions 31 a and 31 b inside the photoconductor 31. The regions 31a and 31b may be formed by sequentially magnetizing different magnetic poles.
[0056]
The image forming apparatus 30 is provided with blades 33a and 33b made of metal, rubber, or the like in contact with the magnetized regions 31a and 31b of the photoconductor 31, and the magnetized region 31a of the photoconductor 31 is provided. , 31b has a predetermined constant particle diameter, for example, a metal having a particle diameter in a range of 50 ± 10 μm or particles 34 coated with a resin around a metal as a core, and magnetized regions 31a, 31b. It adheres in the state adsorbed by. The particles 34 have a particle size corresponding to the size of the developing gap to be formed between the photoconductor 31 and the developing roller 32.
[0057]
The blades 33a and 33b are brought into contact with the surface of the magnetized regions 31a and 31b of the photoconductor 31 as the photoconductor 31 rotates, and the particles 34 attached to the surfaces of the magnetized regions 31a and 31b are made a single thin film. To form. Since the photosensitive member 31 and the developing roller 32 are biased toward each other by the spring or the like, the developing roller 32 comes into contact with the particles 34 attached to the magnetized regions 31a and 31b of the photosensitive member 31. Further, the thin film is opposed to the photosensitive member 31 with a space (development gap) corresponding to the particle size of the particles 34.
[0058]
Next, the operation of the present embodiment will be described. The image forming apparatus 30 according to the present embodiment always maintains a constant development gap between the photosensitive member 21 and the developing roller 22 by using the particles 34 attached to the surfaces of the magnetized regions 31a and 31b, and has good quality. The characteristic is that the image is formed.
[0059]
That is, in the image forming apparatus 30, the photosensitive member 31 and the developing roller 32 are urged toward each other with a predetermined pressure by a spring or the like, and the magnetized regions 31 a and 31 b of the photosensitive member 31 have a predetermined amount. Particles 34 having a constant particle diameter are attached by the magnetism of the magnetized regions 31a and 31b, and are formed into a single thin film by the blades 33a and 33b.
[0060]
Accordingly, the photosensitive member 31 and the developing roller 32 face each other with only a particle size interval between the particles 34 sandwiching the particles 34 having a uniform particle size, and the size of the particle size of the particles 34 is the photosensitive member 31. And the developing gap between the developing roller 32 and the developing roller 32.
[0061]
For example, when particles having a particle size of 50 ± 10 μm are used as the particles 34, the development gap is appropriately and always 50 ± 10 μm.
[0062]
In addition, by exchanging the particles 34 for a predetermined period, it is possible to appropriately correct development gap fluctuations due to wear due to friction on the surfaces of the particles 34 and changes in diameter due to deposits over time, and to have an intended size. The development gap can be formed easily and accurately.
[0063]
As described above, according to the image forming apparatus 30 of the present embodiment, the magnetized regions 31a and 31b whose surfaces are magnetized are formed outside the effective development width (effective development region) of the photoconductor 31, and the magnetized regions are formed. Particles 34 having a particle size corresponding to the size of the development gap are attached to the surfaces of 31a and 31b, and blades 33a and 33b, which are leveling members that smooth the particles 34 into a single thin film layer, are disposed. The photosensitive member 31 and the developing roller 32 are pressed with the layered particles 34 interposed therebetween, and a developing gap corresponding to the particle size of the particles 34 is formed between the photosensitive member 31 and the developing roller 32. .
[0064]
Accordingly, the development gap can be stably formed only in accordance with the particle diameter of the particles 34, and the fluctuation of the development gap can be suppressed to the minimum, and a stable developer amount can be supplied from the developing roller 32 to the photoreceptor 31. Thus, the image quality can be improved.
[0065]
The invention made by the present inventor has been specifically described based on the preferred embodiments. However, the present invention is not limited to the above, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.
[0066]
【The invention's effect】
According to the image forming apparatus of the first aspect, the predetermined electrode is formed on the surface outside the effective development area of the image carrier on which the electrostatic latent image is formed, and the predetermined variable voltage is applied to the developer carrier. The size of the development gap is detected based on the leakage voltage, which is the variable voltage that causes leakage to the electrode of the image carrier when applied, and the development bias voltage is adjusted according to the size of the development gap. Therefore, it is possible to accurately detect the size of the developing gap and adjust the developing bias voltage to an appropriate value for the size of the developing gap, and the developer that is stable from the developer bearing member to the image bearing member. The quantity can be supplied to improve the image quality.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration side view of an image forming apparatus to which a first embodiment of an image forming apparatus of the present invention is applied.
FIG. 2 is an enlarged front view of the photoconductor and the developing roller of FIG.
3 is a graph showing a relationship between a measured leakage voltage, a development bias peak-to-peak voltage (Vpp), and a duty ratio of the image forming apparatus of FIG. 1; FIG.
4 is a diagram illustrating a relationship between a leakage voltage and a development gap of the image forming apparatus in FIG.
FIG. 5 is a side view of a photosensitive member and a developing roller portion of an image forming apparatus to which a second embodiment of the image forming apparatus of the present invention is applied.
6 is an enlarged side view of the development gap portion of FIG. 5;
7 is a view showing a relationship among a photosensitive member and a developing gap between a developing roller, a length of a resistance plate, and a resistance ratio of the image forming apparatus of FIG.
FIG. 8 is a side view of a photosensitive member and a developing roller portion of an image forming apparatus to which a third embodiment of the image forming apparatus of the present invention is applied.
9 is a right front view of FIG. 8. FIG.
[Explanation of symbols]
1 Image forming device
2 Photoconductor
3 Development unit
4 Toner case
5 Development roller
6 Supply roller
7 Agitator
8 Regulatory blade
9 Holder
10 High resistance layer
11 electrodes
12 Cover
20 Image forming apparatus
21 photoconductor
22 Development roller
23 Resistance plate
30 Image forming apparatus
31 photoconductor
31a, 31b Magnetized region
32 Developing roller
33a, 33b blade
34 particles

Claims

An image carrier on which an electrostatic latent image is formed, and a developer carrier that carries the developer, supplies the developer to the image carrier, and develops the electrostatic latent image on the image carrier with the developer. A predetermined development bias voltage is applied to the developer carrier in a non-contact state with a predetermined development gap larger than the developer layer on the developer carrier, In the image forming apparatus for performing development by supplying the developer on the developer carrier to the electrostatic latent image portion of the image carrier, a predetermined electrode is formed on the surface outside the development effective area of the image carrier. The size of the development gap is detected based on a leak voltage to the electrode of the image carrier when a predetermined variable voltage is applied to the developer carrier. image forming apparatus characterized by adjusting the developing bias voltage according