JP2002139899A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】現像剤の残量が多くても少なくても高品位の現
像像を形成できる現像装置を提供する。 【解決手段】トナー１０２の残量が所定量以下になった
ときは、現像バイアスの直流成分を小さくする。ここで
は、通常モードの直流成分−５００Ｖを耐久後モードの
直流成分−４７０Ｖにした。なお、通常モードにおいて
も耐久後モードにおいても、交流成分ピーク電圧は１６
００Ｖであり、交流成分周波数は、２０００Ｈｚであ
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、像担持体に形成さ
れた静電潜像に現像剤を供給して現像像を形成する現像
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータやワークステーションの出
力装置として、粉体の現像剤（トナー）を用いて記録媒
体に画像を形成する電子写真方式の画像形成装置が知ら
れている。図７を参照して、従来の画像形成装置の一例
を説明する。

【０００３】図７は、従来の画像形成装置の内部構造を
示す模式図である。

【０００４】複写機１０には、原稿が載置される原稿ガ
ラス台１２が設けられている。この原稿ガラス台１２の
下方には、原稿ガラス台１２に置かれた原稿の画像を読
み取るスキャナ２０が配置されている。スキャナ２０
は、原稿ガラス台１２に並行に一定方向に移動する。

【０００５】スキャナ２０は、原稿ガラス台１２に載置
された原稿に走査光を照射して露光するための照明ラン
プ２２と、原稿からの反射光を感光ドラム４２に導く第
１反射ミラー２４、第２反射ミラー２６、及び第３反射
ミラー２８などから構成されている。また、スキャナ２
０の第３反射ミラー２８から感光ドラム４２までの光路
上には、投影レンズ３２や固定ミラー３４などの光学部
品が配置されている。スキャナ２０の下方には、矢印Ａ
方向に回転する円筒状の感光ドラム４２が配置されてい
る。この感光ドラム４２の周辺には、帯電器４４、現像
装置７０、転写帯電器４８、分離帯電器５２、クリーニ
ング装置５４などが、感光ドラム４２の回転方向に沿っ
て順次に配置されている。

【０００６】帯電器４４は感光ドラム４２の表面を一様
に帯電させるものである。現像装置７０は、感光ドラム
４２上に形成され静電潜像にトナー（現像剤）を供給す
るものである。静電潜像にトナーが供給されることによ
り、この静電潜像が顕像化してトナー像（現像像）が形
成される。転写帯電器４８は、感光ドラム４２上の現像
像を記録紙などの記録媒体に転写させるために、トナー
とは逆極性に記録媒体を帯電させるものである。分離帯
電器５２は、転写後の記録紙を感光ドラム４２から分離
させるものである。クリーニング装置５４は、次の転写
のために、転写後に感光ドラム４２に残留したトナーを
除去するものである。なお、像担持体の一例として円筒
状の感光ドラム４２を挙げたが、この他、像担持体とし
ては、感光ベルトのように回転駆動される無端ベルト状
のもの、一方向に巻き取られたり搬送されたりするウエ
ブ状やシート状のものなどがある。

【０００７】感光ドラム４２と転写帯電器４８とに挟ま
れた空間は、トナー像が記録紙に転写される転写領域で
ある。転写領域よりも記録紙搬送方向下流側には、紙搬
送ベルト５６が複写機１０の出口に向かって延びてい
る。この紙搬送ベルト５６の出口側には、記録紙にトナ
ー像を定着させる定着装置５８が配置されている。

【０００８】紙搬送ベルト５６の下方には、記録媒体を
同一サイズ毎に収容しておく給紙カセット６２が配置さ
れている。これらの各給紙カセット６２の出口には、給
紙カセット６２に収容されている記録媒体を送り出す給
紙ローラ６４が設けられている。給紙ローラ６４によっ
て送り出された記録紙は、案内部材６６などによって案
内されながら転写領域に向けて搬送される。案内部材６
６よりも搬送方向下流側には、感光ドラム４２の回転駆
動に同期して回転する一組のレジストローラ６８が配置
されている。レジストローラ６８の下流側には、レジス
トローラ６８によって送り出された記録紙を転写領域に
案内する転写ガイド６９が転写領域に向かって延びるよ
うに設けられている。

【０００９】複写機１０では、スキャナ２０によって読
み取られた原稿画像が、帯電器４４によって帯電された
感光ドラム４２上に静電潜像として形成される。この静
電潜像は現像装置７０から供給されるトナーによって現
像されて現像像が形成される。この現像像は、感光ドラ
ム４２の回転に伴って転写領域に移動する。

【００１０】一方、給紙カセット６２から送り出された
記録紙は、案内部材６６によってレジストローラ６８ま
で案内される。レジストローラ６８から所定のタイミン
グで転写ガイド６９を通して転写領域に搬送される。転
写領域に搬送された記録紙は転写帯電器４８によって、
トナー像を形成しているトナーとは逆極性に帯電される
ので、このトナーが吸着されてトナー像が転写される。
トナー像が転写された記録紙は、搬送ベルト５６によっ
て定着装置５８に送り込まれて転写像が記録紙に定着さ
れ、その後、排出される。

【００１１】上記した現像装置７０の構成の一例を図８
を参照して説明する。

【００１２】図８は、従来の現像装置の概略構成を示す
模式図である。この図では、図７に示す構成要素と同一
の構成要素には同一の符号が付されている。

【００１３】現像装置７０は、静電潜像が形成される感
光ドラム４２の近傍に配置されている。現像剤（トナ
ー）が位置する部分は、トナーを収容する現像剤収容室
７２と、この現像剤収容室７２に収容されたトナーが搬
送されてくる現像部７４とに大別される。

【００１４】現像剤収容室７２には、回転軸７６，７８
を中心にして矢印Ｂ方向に回転する２つの撹拌部材８
０，８２が配置されている。これら２つの撹拌部材８
０，８２が矢印Ｂ方向に回転することにより、現像剤収
容室７２に収容されているトナーが撹拌されながら現像
部７４に搬送される。

【００１５】現像部７４には、現像剤収容室７２から送
られてきたトナーを感光ドラム４２に向けて撹拌しなが
ら搬送する撹拌部材８４が配置されており、この撹拌部
材８４が回転軸８６を中心にして矢印Ｃ方向に回転する
ことによりトナーが撹拌されながら搬送される。トナー
はこのように搬送されたり撹拌されたりすることによっ
て帯電する。

【００１６】撹拌部材８４に搬送されたトナーは、矢印
Ｄ方向に回転する円筒状の現像スリーブ８８に送られ
る。現像スリーブ８８の内部には、円柱状のマグネット
ローラ９０が同軸に固定されている。このマグネットロ
ーラ９０は、交互に反対の磁性を有する４つの磁極Ｓ
１，Ｎ１，Ｓ２，Ｎ２からなる。現像スリーブ８８は回
転するが、マグネットローラ９０は回転しない。

【００１７】撹拌部材８４によって搬送されてきたトナ
ーは帯電している。この帯電したトナーは磁極Ｓ２（取
り込み極）の磁力によって現像スリーブ８８の表面に吸
着して拘束され、現像スリーブ８８の回転に伴って磁極
Ｎ１（カット極）に搬送される。カット極Ｎ１のうち、
現像スリーブ８８の回転方向下流側部分の近傍には、ト
ナーの厚さを一定の厚さにするドクターブレード９２が
固定されている。このドクターブレード９２によって、
現像スリーブ８８の表面に吸着しながら搬送されてきた
トナーの厚さが一定になる。この一定の厚さになったト
ナーは、現像スリーブ８８の回転に伴って磁極Ｓ１（現
像極であり、主磁極）に搬送される。磁極Ｓ１のうち現
像スリーブ８８の回転方向下流側部分に対向して感光ド
ラム４２が配置されている。この磁極Ｓ１と感光ドラム
４２とに挟まれた領域は、静電潜像が現像される現像領
域である。

【００１８】現像スリーブ８８には、直流と交流が重畳
された現像バイアス（バイアス電圧）がバイアス電源
（図示せず）によって印加されている。この現像バイア
スにより、現像スリーブ８８のうち磁極Ｓ１に対応する
部分に吸着しているトナーが感光ドラム４２の静電潜像
に向けて飛翔し、これにより静電潜像が現像されて現像
像が形成される。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、トナ
ーは搬送されたり撹拌されたりすることによって帯電す
る。このようにトナーが帯電する場合、一般的に、現像
装置７０を使い始めた初期の状態では、トナーの帯電量
は小さい。しかし、画像形成動作が繰り返されるとトナ
ーは繰り返し搬送されたり撹拌されたりすることとな
る。この搬送や撹拌の繰り返しによってトナーの帯電が
促進されてその帯電量が大きくなる。

【００２０】ところで、現像剤収容室７２と現像部７４
に収容されているトナーの量が減った（所定量以下にな
った）場合、現像剤収容室７２に収容されている新しい
トナーと、現像スリーブ８８の近傍の古いトナーとが互
いに循環されにくくなる。このような場合、現像スリー
ブ８８の近傍の古いトナーばかりがドクターブレード９
２によって摺擦されて帯電し易くなるので、これら古い
トナーの帯電量が大きくなる。

【００２１】トナーの帯電量が小さいときは、静電潜像
に飛翔するトナーの量が少なくなる。このように飛翔す
るトナーの量が少なくなった場合、べた黒の濃度が薄く
なったり画像の周囲にトナーが飛散したりして画像不良
が起こり、画像品位が低下する。

【００２２】一方、トナーの帯電量が大きいときは、静
電潜像に飛翔するトナーの量が多くなり過ぎる。このよ
うに飛翔するトナーの量が多過ぎる場合、線、文字、ド
ットなどに多量のトナーが飛翔し、これらが潰れたよう
な画像となり、画像品位が低下する。また、一回の画像
形成においてトナーを消費する量も多くなる。

【００２３】また、トナーの帯電量がさらに大きくなっ
たときは、現像スリーブ８８がトナーを静電的に吸着す
る力が強くなる。この吸着力は、現像バイアスがトナー
を飛翔させる力よりも強いので、飛翔するトナーの量が
少なくなる。この結果、画像の濃度が薄くなって画像品
位が低下する。

【００２４】上記したようなトナーの帯電量が大きくな
る例として、駆動時間の長い間欠印字を繰り返す場合が
上げられる。従って、駆動時間の長い間欠印字を繰り返
した場合は、飛翔するトナーの量が多過ぎて画像品位が
低下する。また、使い切りの現像カートリッジを使用す
る場合、この現像カートリッジに収容されているトナー
をほとんど全て使い切るまで現像カートリッジを使用す
る。このため、使用の後半ではトナーの量が減少し、残
ったトナーの帯電量が大きくなる。この場合も、飛翔す
るトナーの量が多過ぎて画像品位が低下する。

【００２５】本発明は、上記事情に鑑み、現像剤の残量
が多くても少なくても高品位の現像像を形成できる現像
装置を提供することを目的とする。

【００２６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の第１の現像装置は、直流成分と交流成分が重
畳された現像バイアスが印加されることにより現像剤を
飛翔させる現像スリーブと、該現像スリーブに搬送され
る現像剤が収容された現像剤収容室とを備え、像担持体
に形成された静電潜像に前記現像スリーブから現像剤を
飛翔させて現像像を形成する現像装置において、（１）
前記現像剤収容室に収容されている現像剤の残量を検知
する現像剤残量検知手段と、（２）該現像剤残量検知手
段が検知した結果に基づいて、前記現像スリーブに印加
される現像バイアスを変更させる現像バイアス変更手段
とを備えたことを特徴とするものである。

【００２７】ここで、前記現像バイアス変更手段は、
（３）前記現像剤収容室に収容されている現像剤の残量
が所定量以下であることを前記現像剤残量検知手段が検
知したときは、前記残量が前記所定量を超えているとき
に前記現像スリーブに印加される現像バイアスの直流成
分よりも小さい直流成分を有する現像バイアスが前記現
像スリーブに印加されるように現像バイアスを変更させ
るものであってもよい。

【００２８】さらに、前記現像バイアス変更手段は、
（４）前記現像剤収容室に収容されている現像剤の残量
が所定量以下であることを前記現像剤残量検知手段が検
知したときは、前記残量が前記所定量を超えているとき
に前記現像スリーブに印加される現像バイアスの交流成
分の周波数よりも高い周波数の交流成分を有する現像バ
イアスが前記現像スリーブに印加されるように現像バイ
アスを変更させるものであってもよい。

【００２９】さらにまた、前記現像バイアス変更手段
は、（５）前記現像剤収容室に収容されている現像剤の
残量が所定量以下であることを前記現像剤残量検知手段
が検知したときは、前記残量が前記所定量を超えている
ときに前記現像スリーブに印加される現像バイアスの交
流成分のピーク電圧よりも低いピーク電圧の交流成分を
有する現像バイアスが前記現像スリーブに印加されるよ
うに現像バイアスを変更させるものであってもよい。

【００３０】さらにまた、前記現像バイアス変更手段
は、（６）前記現像剤収容室に収容されている現像剤の
残量が所定量以下であることを前記現像剤残量検知手段
が検知したときは、前記残量が前記所定量を超えている
ときに前記現像スリーブに印加される現像バイアスの交
流成分の波形の立上り時間よりも長い立上り時間の波形
をもつ交流成分を有する現像バイアスが前記現像スリー
ブに印加されるように現像バイアスを変更させるもので
あってもよい。また、上記目的を達成するための本発明
の第２の現像装置は、その外周面に現像剤を吸着しなが
ら回転する現像スリーブと、該現像スリーブに吸着され
た現像剤を飛翔させる主磁極を有すると共に該現像スリ
ーブの内部に位置して回転しない磁石と、前記現像スリ
ーブに搬送される現像剤が収容された現像剤収容室とを
備え、像担持体に形成された静電潜像に前記現像スリー
ブから現像剤を飛翔させて現像像を形成する現像装置に
おいて、（７）前記現像剤収容室に収容されている現像
剤の残量を検知する現像剤残量検知手段と、（８）該現
像剤残量検知手段が検知した結果に基づいて、前記主磁
極の角度を変更する主磁極角度変更手段とを備えたこと
を特徴とするものである。

【００３１】ここで、前記主磁極角度変更手段は、
（９）前記現像剤収容室に収容されている現像剤の残量
が所定量以下であることを前記現像剤残量検知手段が検
知したときは、前記主磁極が前記像担持体に向き合うよ
うに該主磁極の角度を変更するものであってもよい。

【００３２】さらに、前記現像剤収容室は、（１０）ト
ナーのみから構成される１成分系の現像剤を収容するも
のであってもよい。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の現
像装置の実施形態を説明する。

【００３４】図１から図３までを参照して本発明の現像
装置の第１実施形態を説明する。

【００３５】図１は、現像装置の一実施形態の概略構成
を示す模式図である。図２は、現像高圧回路を制御する
制御装置を示すブロック図である。図３は、現像バイア
スを変更させる手順を示すフロー図である。これらの図
では、図８に示す構成要素と同一の構成要素には同一の
符号が付されている。

【００３６】図１に示すように、現像装置１００には、
１成分系の現像剤であるトナー１０２が収容される現像
剤収容室７２が形成されている。現像剤収容室７２は、
現像部７４に隣接した第１ホッパ室１０４と、現像部７
４から離れた第２ホッパ室１０６とに分けられる。

【００３７】第１ホッパ室１０４と第２ホッパ室１０６
との境界部分には、現像スリーブ８８の回転軸方向（長
手方向）に並行に一対のアンテナ線１０８，１１０が延
びている。この一対のアンテナ線１０８，１１０は電極
であり、現像剤収容室７２に収容されているトナー１０
２の残量が一定量以下になったことを検知するためのも
のである。アンテナ線１１０は、上記した境界部分の底
に配置されている。一方、アンテナ線１０８は、アンテ
ナ線１１０よりも上方に配置されている。このアンテナ
線１１０の位置は、後述するように、現像バイアスを変
更する際の基準になる位置である。現像剤収容室７２に
収容されたトナー１０２が未使用で満杯の状態では、ア
ンテナ線１０８はトナー１０２の中に位置している。し
かし、このトナー１０２が使用されて一定量以下になっ
た場合は、アンテナ線１０８はトナー１０２から露出す
る。

【００３８】一対のアンテナ線１０８，１１０には検知
器１２０によって交流電圧が印加され、これにより一対
のアンテナ線１０８，１１０の間の交流電流が測定され
る。交流電圧は、検知器１２０に組み込まれた電源１２
２によって一対のアンテナ線１０８，１１０に印加され
る。この交流電圧によって一対のアンテナ線１０８，１
１０の間に交流電流が生じ、この交流電流の大きさは電
流計１２４及び検知回路１２６で測定される。この測定
されてた交流電流の大きさに基づいて、一対のアンテナ
線１０８，１１０の間の静電容量が得られる。

【００３９】現像剤収容室７２に収容されているトナー
１０２の残量が所定量を超えているときは、アンテナ線
１０８はトナー１０２の中に位置している。この場合、
上記の交流電流の大きさはほぼ一定である。現像剤収容
室７２に収容されたトナー１０２が消費されて減ってく
るとアンテナ線１０８がトナー１０２から露出し、上記
の交流電流の値が小さくなる。この交流電流が所定値以
下になったことを検知回路１２６が検知し、この検知信
号を後述の制御装置１３０に出力する。なお、上記した
一対のアンテナ線１０８，１１０、検知器１２０によっ
て、本発明にいう現像剤残量検知手段の一例が構成され
ている。

【００４０】上記の検知信号は、現像剤収容室７２に収
容されているトナー１０２の残量が所定量以下になった
ことを担持している。この検知信号は、図２に示す制御
装置１３０（本発明にいう現像バイアス変更手段の一例
である）に入力される。制御装置１３０には、中央演算
処理装置であるＣＰＵ１３２が組み込まれている。ＣＰ
Ｕ１３２は、後述するＲＯＭ１３４に格納されている各
種プログラムや各種データを読み出し、必要な演算や判
断を行って各種の制御をする。ＲＯＭ１３４は読み出し
専用メモリであり、このＲＯＭ１３４には、ＣＰＵ１３
２が動作するための図３のフロチャートに示す各種プロ
グラムや、画像形成に必要な各種データが格納されてい
る。

【００４１】また、制御装置１３０には、ランダムアク
セスメモリであるＲＡＭ１３６も組み込まれている。Ｒ
ＡＭ１３６は、ＣＰＵ１３２が命令中のデータや演算結
果を一時的に記憶しておくワーキングエリアや、入力さ
れた各種データを格納しておくバッファエリアなどから
構成されている。

【００４２】制御装置１３０には、上述したように、検
知器１２０から検知信号が入力される。この入力された
検知信号に基づいて制御装置１３０は現像高圧回路１４
０にコントロール信号を送信する。この現像高圧回路１
４０は、直流成分と交流成分が重畳された現像バイアス
を現像スリーブ８８に印加するものである。現像高圧回
路１４０は、制御装置１３０から送信されてきたコント
ロール信号に基づいて現像バイアスを変更し、この変更
した現像バイアスを現像スリーブ８８に印加する。

【００４３】上記した制御装置１３０が現像バイアスを
変更させる手順を、図３等を参照して説明する。

【００４４】図３のフローは、現像装置１００が組み込
まれたプリンタなどの画像形成装置に電源が投入される
と起動する。先ず、上記の検知信号が検知器１２０から
制御装置１３０に送信される（Ｓ３０１）。制御装置１
３０では、送信されてきた検知信号に基づいて、現像剤
収容室７２に収容されているトナー１０２の残量が所定
量以下か否かを判定する（Ｓ３０２）。

【００４５】Ｓ３０２で、トナー１０２の残量が所定量
を超えていると判定されたときは、今までの現像バイア
ス（後述する通常モードの現像バイアス）の条件を変更
せずにＳ３０１に戻る。一方、Ｓ３０２で、トナー１０
２の残量が所定量以下であると判定されたときは、表１
に示すように、耐久後モードになって現像バイアスの直
流成分を小さくする（Ｓ３０３）。ここでは、通常モー
ドの直流成分−５００Ｖを耐久後モードの直流成分−４
７０Ｖにした。なお、通常モードにおいても耐久後モー
ドにおいても、表１に示すように、交流成分ピーク電圧
は１６００Ｖであり、交流成分周波数は、２０００Ｈｚ
である。

【００４６】

【表１】 上記のように耐久後モードで現像バイアスの直流成分を
小さくした理由は、トナー１０２の残量が所定量以下の
場合に、通常モードの現像バイアスで印字（画像形成）
を続けたときは、現像スリーブ８８から感光ドラム４２
（図７参照）に飛翔するトナー１０２の量が多くなり過
ぎ、このために、静電潜像の文字や線・ドットが現像さ
れたときに太って画像品位が低下するからである。従っ
て、上述したように、トナー１０２の残量が所定量以下
であると判定されたときは、通常モードのときよりも現
像バイアスの直流成分を小さくして、余分な量のトナー
１０２を現像スリーブ８８から感光ドラム４２（図７参
照）に飛翔させず、静電潜像の文字や線・ドットが現像
されたときに太らないようにした。また、使い切りの現
像カートリッジを使用する場合、この現像カートリッジ
に収容されているトナー１０２をほとんど全て使い切る
まで現像カートリッジを使用しても、高品位の現像像を
形成できる。

【００４７】上記した例では、耐久後モードのときは通
常モードのときよりも現像バイアスの直流成分を小さく
したが、表２に示すように、直流成分を変更せずに交流
成分の周波数を高くしてもよい。これによっても、直流
成分を小さくすると同様の効果が得られる。

【００４８】

【表２】 また、上記のように通常モードと耐久後モードとで現像
バイアスを変更するに際しては、耐久後モードでは、通
常モードのときよりも交流成分のピーク電圧を低くして
もよい。この他に、耐久後モードでは、通常モードのと
きよりも交流成分の波形の立上り時間を長くしてもよ
い。このように現像バイアスの他の成分を変更すること
によっても、直流成分を小さくすると同様の効果が得ら
れる。

【００４９】図４から図６までを参照して本発明の現像
装置の第２実施形態を説明する。

【００５０】図４は、第２実施形態の現像装置を示す模
式図である。図５は、現像高圧回路を制御する制御装置
を示すブロック図である。図６は、現像バイアスを変更
させる手順を示すフロー図である。これらの図では、図
１と図２に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符
号が付されている。

【００５１】第２実施形態の現像装置１５０は、第１実
施形態の現像装置１００と同様に一対のアンテナ線１０
８，１１０や検知器１２０などを備えているが、これら
は図４には示されていない。現像装置１５０の特徴は、
マグネットローラの主磁極の角度を変更する主磁極角度
変更ユニット（本発明にいう主磁極角度変更手段の一例
である）１６０を備えた点にある。主磁極角度変更ユニ
ット１６０は、後述するように、マグシャフト１６２や
位置決め板１６４などから構成されている。

【００５２】現像スリーブ８８の内部には円柱状のマグ
ネットローラ９０が同軸に配置されている。マグネット
ローラ９０は、交互に反対の磁性を有する４つの磁極Ｓ
１，Ｎ１，Ｓ２，Ｎ２（図１参照）からなる。マグネッ
トローラ９０は、主磁極角度変更ユニット１６０によっ
て所定角度だけ回動するように構成されている。マグネ
ットローラ９０の中心部にはその長手方向に、図４に示
すように、マグネットローラ９０の回動中心軸となる金
属製で円柱状のマグシャフト１６２が差し込まれて固定
されている。マグシャフト１６２の長手方向一端部は削
られてＤカット１６２ａが形成されている。

【００５３】マグシャフト１６２のＤカット１６２ａに
は、マグシャフト１６２に直交する方向に延びる位置決
め板１６４の長手方向一端部が嵌め込まれて固定されて
いる。位置決め板１６４の長手方向他端部にはコイルば
ね１６６の一端部が引っ掛けられて固定されている。こ
のコイルばね１６６の他端部はフック１６８によって現
像装置１５０の本体に固定されている。従って、位置決
め板１６４はマグシャフト１６２を中心軸として矢印Ｅ
方向に回動するようにコイルばね１６６によって付勢さ
れている。位置決め板１６４がマグシャフト１６２を中
心軸として矢印Ｅ方向に回動した場合、感光ドラム４２
の回転中心線とマグシャフト１６２の回動中心線を結ぶ
直線１７０に対して、感光ドラム４２の回転方向上流側
に向かって角度θ＝５°になる位置に主磁極Ｓ１が位置
する。

【００５４】位置決め板１６４の下方にはソレノイド１
７２が配置されている。ソレノイド１７２は耐久後モー
ドのときにオンとなり、これにより、コイルばね１６６
の付勢力に打ち勝って、位置決め板１６４がマグシャフ
ト１６２を中心軸として矢印Ｅ方向とは反対の方向に回
動する。この場合、主磁極Ｓ１は上記の直線１７０に一
致し、直線１７０に対する主磁極Ｓ１の角度θは０°と
なる。

【００５５】ソレノイド１７２は、図５に示すように、
制御装置１８０（本発明にいう現像バイアス変更手段の
一例である）によってオン・オフされる。即ち、制御装
置１８０は検知器１２０からの検知信号に基づいてソレ
ノイド１７２をオン・オフして制御する。

【００５６】制御装置１８０には、中央演算処理装置で
あるＣＰＵ１８２が組み込まれている。ＣＰＵ１８２
は、後述するＲＯＭ１８４に格納されている各種プログ
ラムや各種データを読み出し、必要な演算や判断を行っ
て各種の制御をする。ＲＯＭ１８４は読み出し専用メモ
リであり、このＲＯＭ１８４には、ＣＰＵ１８２が動作
するための図６のフロチャートに示す各種プログラム
や、画像形成に必要な各種データが格納されている。

【００５７】また、制御装置１８０には、ランダムアク
セスメモリであるＲＡＭ１８６も組み込まれている。Ｒ
ＡＭ１８６は、ＣＰＵ１８２が命令中のデータや演算結
果を一時的に記憶しておくワーキングエリアや、入力さ
れた各種データを格納しておくバッファエリアなどから
構成されている。

【００５８】制御装置１８０がソレノイド１７２をオン
・オフする手順を、図６等を参照して説明する。

【００５９】図６のフローは、現像装置１５０が組み込
まれたプリンタなどの画像形成装置に電源が投入される
と起動する。先ず、上記の検知信号が検知器１２０から
制御装置１８０に送信される（Ｓ６０１）。制御装置１
８０では、送信されてきた検知信号に基づいて、現像剤
収容室７２に収容されているトナー１０２の残量が所定
量以下か否かを判定する（Ｓ６０２）。

【００６０】Ｓ６０２で、トナー１０２の残量が所定量
を超えていると判定されたときは、ソレノイド１７２を
オンさせずにオフのままとしておき、Ｓ６０１に戻る。
この場合は、コイルばね１６６によって、位置決め板１
６４がマグシャフト１６２を中心軸として矢印Ｅ方向に
回動したままである。これにより、上記の直線１７０に
対して、感光ドラム４２の回転方向上流側に向かって角
度θ＝５°になる位置に主磁極Ｓ１が位置したままであ
る。

【００６１】このように角度θ＝５°になる位置に主磁
極Ｓ１が位置している場合、磁力変化率の大きな磁力立
上り部分によってトナー１０２が現像スリーブ８８から
感光ドラム４２に飛翔する。このため、必要な量のトナ
ー１０２が飛翔し、静電潜像が良好に現像されて高品位
の現像像が形成される。

【００６２】一方、Ｓ６０２で、トナー１０２の残量が
所定量以下であると判定されたときは、ソレノイド１７
２に通電してオンにする（Ｓ６０３）。トナー１０２の
残量が所定量以下の場合、角度θ＝５°になる位置に主
磁極Ｓ１が位置しているときは、現像スリーブ８８から
感光ドラム４２に飛翔するトナー１０２の量が多くなり
過ぎ、このために、静電潜像の文字や線・ドットが現像
されたときに太って画像品位が低下する。従って、トナ
ー１０２の残量が所定量以下であると判定されたとき
は、ソレノイド１７２をオンにして、主磁極Ｓ１を上記
の直線１７０に一致させ、直線１７０に対する主磁極Ｓ
１の角度θを０°とする。

【００６３】これにより、主磁極Ｓ１の角度θが変更さ
れて現像領域に主磁極Ｓ１のピーク磁力が配置され、現
像領域において現像スリーブ８８にトナー１０２を保持
しておく力が強まる。この結果、余分なトナー１０２が
現像スリーブ８８から感光ドラム４２に飛翔しないの
で、現像性が低下して文字、線、ドットが必要以上に太
らない。また、トナー１０２の残量が所定量以下のとき
はトナー１０２の帯電量が大きくなっているので、現像
領域に主磁極Ｓ１のピーク磁力が配置されたときは磁力
変化が緩やかになってトナー１０２が飛散しない。さら
に、トナー１０２が穂立ちする量が減るので、画像上に
おける尾引きを軽減できる。また、使い切りの現像カー
トリッジを使用する場合、この現像カートリッジに収容
されているトナー１０２をほとんど全て使い切るまで現
像カートリッジを使用しても、高品位の現像像を形成で
きる。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように本発明の第１の現像
装置では、現像スリーブに印加する現像バイアスを現像
バイアス変更手段によって変更できるので、例えば、現
像剤の残量が多いとき（通常モードのとき）の直流成分
よりも現像剤の残量が少ないとき（耐久後モード）の直
流成分を小さくできる。これにより、現像スリーブから
像担持体に飛翔する現像剤の量が減少する。従って、現
像剤の残量が少なくなってその帯電量が多くなっても、
現像スリーブから像担持体に余分な量の現像剤が飛翔す
ることを防止できる。このため、耐久後モードにおい
て、文字や線などの静電潜像を現像するときにこれらが
太るほどの量の現像剤が飛翔しないので、これらの太り
を防止できる。この結果、現像剤の残量に拘らず、高品
位の現像像を形成できる。このように、現像剤収容室に
収容されている現像剤の量が少なくなってその帯電量が
変わっても、現像バイアスを適宜に変更することによ
り、現像スリーブから像担持体に余分な量の現像剤が飛
翔しないので、現像剤の残量が多くても少なくても高品
位の現像像を形成できる。

【００６５】ここで、前記現像バイアス変更手段は、前
記現像剤収容室に収容されている現像剤の残量が所定量
以下であることを前記現像剤残量検知手段が検知したと
きは、前記残量が前記所定量を超えているときに前記現
像スリーブに印加される現像バイアスの直流成分よりも
小さい直流成分を有する現像バイアスが前記現像スリー
ブに印加されるように現像バイアスを変更させるもので
ある場合は、現像剤の残量が少なくなってその帯電量が
多くなっても、現像スリーブから像担持体に余分な量の
現像剤が飛翔することを防止できる。このため、耐久後
モードにおいて、文字や線などの静電潜像を現像すると
きにこれらが太るほどの量の現像剤が飛翔しないので、
これらの太りを防止できる。この結果、現像剤の残量に
拘らず、高品位の現像像を形成できる。このように、現
像剤収容室に収容されている現像剤の量が少なくなって
その帯電量が変わっても、現像バイアスの直流成分を小
さくすることにより、現像スリーブから像担持体に余分
な量の現像剤が飛翔しないので、現像剤の残量が多くて
も少なくても高品位の現像像を形成できる。

【００６６】また、前記現像バイアス変更手段は、前記
現像剤収容室に収容されている現像剤の残量が所定量以
下であることを前記現像剤残量検知手段が検知したとき
は、前記残量が前記所定量を超えているときに前記現像
スリーブに印加される現像バイアスの交流成分の周波数
よりも高い周波数の交流成分を有する現像バイアスが前
記現像スリーブに印加されるように現像バイアスを変更
させるものである場合は、現像剤の残量が少なくなって
その帯電量が多くなっても、現像スリーブから像担持体
に余分な量の現像剤が飛翔することを防止できる。この
ため、耐久後モードにおいて、文字や線などの静電潜像
を現像するときにこれらが太るほどの量の現像剤が飛翔
しないので、これらの太りを防止できる。この結果、現
像剤の残量に拘らず、高品位の現像像を形成できる。こ
のように、現像剤収容室に収容されている現像剤の量が
少なくなってその帯電量が変わっても、現像バイアスの
交流成分の周波数を高くすることにより、現像スリーブ
から像担持体に余分な量の現像剤が飛翔しないので、現
像剤の残量が多くても少なくても高品位の現像像を形成
できる。

【００６７】さらに、前記現像バイアス変更手段は、前
記現像剤収容室に収容されている現像剤の残量が所定量
以下であることを前記現像剤残量検知手段が検知したと
きは、前記残量が前記所定量を超えているときに前記現
像スリーブに印加される現像バイアスの交流成分のピー
ク電圧よりも低いピーク電圧の交流成分を有する現像バ
イアスが前記現像スリーブに印加されるように現像バイ
アスを変更させるものである場合は、現像剤の残量が少
なくなってその帯電量が多くなっても、現像スリーブか
ら像担持体に余分な量の現像剤が飛翔することを防止で
きる。このため、耐久後モードにおいて、文字や線など
の静電潜像を現像するときにこれらが太るほどの量の現
像剤が飛翔しないので、これらの太りを防止できる。こ
の結果、現像剤の残量に拘らず、高品位の現像像を形成
できる。このように、現像剤収容室に収容されている現
像剤の量が少なくなってその帯電量が変わっても、現像
バイアスの交流成分のピーク電圧を低くすることによ
り、現像スリーブから像担持体に余分な量の現像剤が飛
翔しないので、現像剤の残量が多くても少なくても高品
位の現像像を形成できる。

【００６８】さらにまた、前記現像バイアス変更手段
は、前記現像剤収容室に収容されている現像剤の残量が
所定量以下であることを前記現像剤残量検知手段が検知
したときは、前記残量が前記所定量を超えているときに
前記現像スリーブに印加される現像バイアスの交流成分
の波形の立上り時間よりも長い立上り時間の波形をもつ
交流成分を有する現像バイアスが前記現像スリーブに印
加されるように現像バイアスを変更させるものである場
合は、現像剤の残量が少なくなってその帯電量が多くな
っても、現像スリーブから像担持体に余分な量の現像剤
が飛翔することを防止できる。このため、耐久後モード
において、文字や線などの静電潜像を現像するときにこ
れらが太るほどの量の現像剤が飛翔しないので、これら
の太りを防止できる。この結果、現像剤の残量に拘ら
ず、高品位の現像像を形成できる。このように、現像剤
収容室に収容されている現像剤の量が少なくなってその
帯電量が変わっても、現像バイアスの交流成分の波形の
立上り時間を長くすることにより、現像スリーブから像
担持体に余分な量の現像剤が飛翔しないので、現像剤の
残量が多くても少なくても高品位の現像像を形成でき
る。

【００６９】また、本発明の第２の現像装置では、主磁
極の角度を主磁極角度変更手段によって変更できるの
で、例えば、現像剤の残量が少ないとき（耐久後モード
のとき）は主磁極が像担持体に向き合うように主磁極の
角度を変更する。これにより、現像領域において現像剤
を現像スリーブに保持しておく力が強まるので、現像ス
リーブから像担持体に飛翔する現像剤の量が減少する。
従って、現像剤の残量が少なくなってその帯電量が多く
なっても、現像スリーブから像担持体に余分な量の現像
剤が飛翔することを防止できる。このため、耐久後モー
ドにおいて、文字や線などの静電潜像を現像するときに
これらが太るほどの量の現像剤が飛翔しないので、これ
らの太りを防止できる。この結果、現像剤の残量に拘ら
ず、高品位の現像像を形成できる。このように、現像剤
収容室に収容されている現像剤の量が少なくなってその
帯電量が変わっても、主磁極の角度を適宜に変更するこ
とにより、現像スリーブから像担持体に余分な量の現像
剤が飛翔しないので、現像剤の残量が多くても少なくて
も高品位の現像像を形成できる。

【００７０】ここで、前記主磁極角度変更手段は、前記
現像剤収容室に収容されている現像剤の残量が所定量以
下であることを前記現像剤残量検知手段が検知したとき
は、前記主磁極が前記像担持体に向き合うように該主磁
極の角度を変更するものである場合は、現像剤の残量が
少なくなってその帯電量が多くなっても、現像スリーブ
から像担持体に余分な量の現像剤が飛翔することを防止
できる。このため、耐久後モードにおいて、文字や線な
どの静電潜像を現像するときにこれらが太るほどの量の
現像剤が飛翔しないので、これらの太りを防止できる。
この結果、現像剤の残量に拘らず、高品位の現像像を形
成できる。このように、現像剤収容室に収容されている
現像剤の量が少なくなってその帯電量が変わっても、主
磁極が像担持体に向き合うように主磁極の角度を変更す
ることにより、現像スリーブから像担持体に余分な量の
現像剤が飛翔しないので、現像剤の残量が多くても少な
くても高品位の現像像を形成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】現像装置の第１実施形態の概略構成を示す模式
図である。

【図２】現像高圧回路を制御する制御装置を示すブロッ
ク図である。

【図３】現像バイアスを変更させる手順を示すフロー図
である。

【図４】第２実施形態の現像装置を示す模式図である。

【図５】現像高圧回路を制御する制御装置を示すブロッ
ク図である。

【図６】現像バイアスを変更させる手順を示すフロー図
である。

【図７】従来の画像形成装置の内部構造を示す模式図で
ある。

【図８】従来の現像装置の概略構成を示す模式図であ
る。

【符号の説明】

１００，１５０ 現像装置 １２０ 検知器 １３０，１８０ 制御装置 １４０ 現像高圧回路 １６０ 主磁極角度変更ユニット １６２ マグシャフト １６４ 位置決め板 １６６ コイルばね １７２ ソレノイド

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流成分と交流成分が重畳された現像バ
   イアスが印加されることにより現像剤を飛翔させる現像
   スリーブと、該現像スリーブに搬送される現像剤が収容
   された現像剤収容室とを備え、像担持体に形成された静
   電潜像に前記現像スリーブから現像剤を飛翔させて現像
   像を形成する現像装置において、 前記現像剤収容室に収容されている現像剤の残量を検知
   する現像剤残量検知手段と、 該現像剤残量検知手段が検知した結果に基づいて、前記
   現像スリーブに印加される現像バイアスを変更させる現
   像バイアス変更手段とを備えたことを特徴とする現像装
   置。
2. 【請求項２】 前記現像バイアス変更手段は、 前記現像剤収容室に収容されている現像剤の残量が所定
   量以下であることを前記現像剤残量検知手段が検知した
   ときは、前記残量が前記所定量を超えているときに前記
   現像スリーブに印加される現像バイアスの直流成分より
   も小さい直流成分を有する現像バイアスが前記現像スリ
   ーブに印加されるように現像バイアスを変更させるもの
   であることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 【請求項３】 前記現像バイアス変更手段は、 前記現像剤収容室に収容されている現像剤の残量が所定
   量以下であることを前記現像剤残量検知手段が検知した
   ときは、前記残量が前記所定量を超えているときに前記
   現像スリーブに印加される現像バイアスの交流成分の周
   波数よりも高い周波数の交流成分を有する現像バイアス
   が前記現像スリーブに印加されるように現像バイアスを
   変更させるものであることを特徴とする請求項１に記載
   の現像装置。
4. 【請求項４】 前記現像バイアス変更手段は、 前記現像剤収容室に収容されている現像剤の残量が所定
   量以下であることを前記現像剤残量検知手段が検知した
   ときは、前記残量が前記所定量を超えているときに前記
   現像スリーブに印加される現像バイアスの交流成分のピ
   ーク電圧よりも低いピーク電圧の交流成分を有する現像
   バイアスが前記現像スリーブに印加されるように現像バ
   イアスを変更させるものであることを特徴とする請求項
   １に記載の現像装置。
5. 【請求項５】 前記現像バイアス変更手段は、 前記現像剤収容室に収容されている現像剤の残量が所定
   量以下であることを前記現像剤残量検知手段が検知した
   ときは、前記残量が前記所定量を超えているときに前記
   現像スリーブに印加される現像バイアスの交流成分の波
   形の立上り時間よりも長い立上り時間の波形をもつ交流
   成分を有する現像バイアスが前記現像スリーブに印加さ
   れるように現像バイアスを変更させるものであることを
   特徴とする請求項１に記載の現像装置。
6. 【請求項６】 その外周面に現像剤を吸着しながら回転
   する現像スリーブと、該現像スリーブに吸着された現像
   剤を飛翔させる主磁極を有すると共に該現像スリーブの
   内部に位置して回転しない磁石と、前記現像スリーブに
   搬送される現像剤が収容された現像剤収容室とを備え、
   像担持体に形成された静電潜像に前記現像スリーブから
   現像剤を飛翔させて現像像を形成する現像装置におい
   て、 前記現像剤収容室に収容されている現像剤の残量を検知
   する現像剤残量検知手段と、 該現像剤残量検知手段が検知した結果に基づいて、前記
   主磁極の角度を変更する主磁極角度変更手段とを備えた
   ことを特徴とする現像装置。
7. 【請求項７】 前記主磁極角度変更手段は、 前記現像剤収容室に収容されている現像剤の残量が所定
   量以下であることを前記現像剤残量検知手段が検知した
   ときは、前記主磁極が前記像担持体に向き合うように該
   主磁極の角度を変更するものであることを特徴とする請
   求項６に記載の現像装置。
8. 【請求項８】 前記現像剤収容室は、 トナーのみから構成される１成分系の現像剤を収容する
   ものであることを特徴とする請求項１から７までのうち
   のいずれか一項に記載の現像装置。