JPH11305527A

JPH11305527A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH11305527A
Application number: JP12961798A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Aoki; 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: 1999-11-05
Anticipated expiration: 2018-04-23
Also published as: JP3809275B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は現像ギャップ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
し、また現像ギャップの変動を抑制し、画像品質を向上
させる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置１は、感光体２の画像有効領
域外の表面に電極１１が形成されいる。画像形成装置１
は、現像バイアス調整時、電極１１を覆うカバー１２を
電極１１上から移動して、現像ローラ５に所定の可変電
圧を印加し、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
圧を調整する。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。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【０００８】請求項２記載の発明は、静電潜像の形成さ
れる像担持体と、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
持体との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所定の抵抗
体を挿入し、現像剤担持体に所定の電圧を印加した際の
抵抗体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。

【０００９】請求項３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に少なくとも表面が着磁
する着磁領域を形成し、当該着磁領域の表面に現像ギャ
ップの大きさに対応する粒径の所定粒子を付着させると
ともに、当該粒子を一層の薄膜層にならすならし部材を
配設し、当該薄膜層にならされた粒子を挟んで像担持体
と現像剤を担持して当該現像剤を像担持体に供給する現
像剤担持体とを押圧して、像担持体と現像剤担持体との
間に、粒子の粒径に対応する現像ギャップを形成するこ
とにより、粒子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。

【００１２】請求項２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
と前記現像剤担持体の現像有効領域外の表面に接触する
状態で、前記現像ギャップの大きさに応じて抵抗値の変
化する所定の抵抗体を挿入し、前記現像剤担持体に所定
の電圧を印加した際の前記抵抗体を流れる電流値に基づ
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。

【００１３】上記構成によれば、静電潜像の形成される
像担持体と現像剤担持体との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
変化する所定の抵抗体を挿入し、現像剤担持体に所定の
電圧を印加した際の抵抗体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。

【００１４】請求項３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
の現像有効領域外に少なくとも表面が着磁する着磁領域
を形成し、当該着磁領域の表面に前記現像ギャップの大
きさに対応する粒径の所定粒子を付着させるとともに、
当該粒子を一層の薄膜層にならすならし部材を配設し、
当該薄膜層にならされた粒子を挟んで前記像担持体と前
記現像剤担持体とを押圧して、前記像担持体と前記現像
剤担持体との間に、前記粒子の粒径に対応する前記現像
ギャップを形成することにより、上記目的を達成してい
る。

【００１５】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に少なくとも表面が着磁する
着磁領域を形成し、当該着磁領域の表面に現像ギャップ
の大きさに対応する粒径の所定粒子を付着させるととも
に、当該粒子を一層の薄膜層にならすならし部材を配設
し、当該薄膜層にならされた粒子を挟んで像担持体と現
像剤を担持して当該現像剤を像担持体に供給する現像剤
担持体とを押圧して、像担持体と現像剤担持体との間
に、粒子の粒径に対応する現像ギャップを形成している
ので、粒子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、５０〜５００
μｍ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、ＪＩＳ
Ａ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、ＳＵＳ３０
４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（Ｖｐ
ｐ）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（Ｖｐ
ｐ）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１
００μｍの場合には、ピーク・ツー・ピーク電圧（Ｖｐ
ｐ）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２
１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、１０
⁵Ω・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２
１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３
１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３１
ａ、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３
４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３１
ａ、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３１
ａ、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３
１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。

【００６７】請求項２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と現像剤担持体との
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所定の抵抗体を挿入
し、現像剤担持体に所定の電圧を印加した際の抵抗体を
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。

【００６８】請求項３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に
少なくとも表面が着磁する着磁領域を形成し、当該着磁
領域の表面に現像ギャップの大きさに対応する粒径の所
定粒子を付着させるとともに、当該粒子を一層の薄膜層
にならすならし部材を配設し、当該薄膜層にならされた
粒子を挟んで像担持体と現像剤を担持して当該現像剤を
像担持体に供給する現像剤担持体とを押圧して、像担持
体と現像剤担持体との間に、粒子の粒径に対応する現像
ギャップを形成しているので、粒子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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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
ることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】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、前記像担持体と前記現像剤担持体の現像有効領域外
の表面に接触する状態で、前記現像ギャップの大きさに
応じて抵抗値の変化する所定の抵抗体を挿入し、前記現
像剤担持体に所定の電圧を印加した際の前記抵抗体を流
れる電流値に基づいて、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を特徴とする画像形成装置。
【請求項３】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に少なくとも表面が
着磁する着磁領域を形成し、当該着磁領域の表面に前記
現像ギャップの大きさに対応する粒径の所定粒子を付着
させるとともに、当該粒子を一層の薄膜層にならすなら
し部材を配設し、当該薄膜層にならされた粒子を挟んで
前記像担持体と前記現像剤担持体とを押圧して、前記像
担持体と前記現像剤担持体との間に、前記粒子の粒径に
対応する前記現像ギャップを形成することを特徴とする
画像形成装置。