JP4452544B2

JP4452544B2 - 現像装置

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Publication number: JP4452544B2
Application number: JP2004122136A
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Inventors: 昌一坂田; 博幸 ▲浜▼川; 隆久中植
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Priority date: 2004-04-16
Filing date: 2004-04-16
Publication date: 2010-04-21
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Description

本発明は、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ、又はそれらの複合機等の画像形成装置で用いられる現像装置に関し、特に、磁性キャリア及び非磁性トナーを含む２成分現像剤を使用して現像を行う現像装置に関するものである。

一般に、画像形成装置においては、像担持体である感光体ドラム上に静電潜像が形成され、この静電潜像は現像装置によって現像されてトナー像となる。そして、感光体ドラム上のトナー像は記録用紙に転写され、記録用紙上のトナー像は定着装置によって定着される。このような現像装置における現像方式には、キャリアとトナーを用いた二成分現像方式や、キャリアを使用しない一成分現像方式がある。二成分現像方式はキャリアによるトナーの帯電性に優れ、長寿命化が可能である反面、現像装置が大きく複雑になることや、磁気ブラシによる画像のムラなどの欠点がある。また一成分現像方式は、現像装置がコンパクトになってドット再現性や画像の均一性に優れているが、特にカラー機で使用される磁性粉を使用しない非磁性一成分現像方式では現像ローラにブレードを接触させるため寿命が短くなる。こうした双方の現像方式の特徴を生かし、磁性キャリアとトナーからなる二成分現像剤を使用して磁気ローラで形成した磁気ブラシで現像ローラ上にトナー層を形成し、一成分現像方式のように感光体上に形成した静電潜像を現像するようにした現像方式が注目されている。

このような現像装置においては、連続印刷を行うと、帯電量の高いトナーが現像ローラに堆積して所謂選択現像が起こり、画像濃度の低下が生じる傾向がある。さらに、現像ローラ上にトナーの消費領域と非消費領域とが生じると、現像ローラ上においてトナーの付着状態とトナーの電位差にばらつきが生じて、図９に示すように、前の現像画像の一部が次の現像時に残像（ゴースト）として現れる現象履歴が発生することがある。

図９（ａ）に示すように、矩形黒ベタのソリッド画像１１に続けて、ソリッド画像１１より広いハーフトーン画像１２を印刷した際、現像ローラ上にトナーの消費領域と非消費領域とが生じてしまうと、図９（ｂ）に示すように、ハーフトーン画像１２中に残像部分（ゴースト）１３が生じてしまう。さらに、高濃度の現像パターンを連続して印刷した場合には、画像濃度にムラが生じるなどの画像不均一性がおこりやすい。

このような現像履歴を防止するため、磁気ローラ中に備えられた磁極部材に、現像ローラに対向するトナー供給用磁極を備えて、磁気ローラと現像ローラとの間がその最短ギャップの５倍以上のギャップとなる範囲に亘って、トナー供給用磁極による少なくとも両側が磁束密度のピーク値の半値となる半値幅領域を設定するようにしたものがある（特許文献１参照）。

一方、上述した２成分現像剤を用いた現像装置とは異なる一成分現像剤を用いた現像装置において、現像履歴のないトナーを現像領域に搬送するため、除電部材を現像ローラ上の残留現像剤に対して機械的な剥離を生じないようにして当接させ、除電部材に、現像ローラ上の残留現像剤を現像ローラから電気的に引き離す力を付与する方向にバイアスを設定するようにしたものがある（特許文献２参照）。

特開平７−１２８９８３号公報（第４頁〜第７頁、第１図〜第９図）特開平１１−２１９０３２号公報（第５頁〜第９頁、第１図〜第７図）

ところで、上述した特許文献２に開示された現像装置においては、１成分現像剤を用いて、除電部材を残留現像剤に対して機械的な剥離を生じないように現像ローラに押し当てている関係上、特許文献１に開示されたような２成分現像剤を用いる現像装置に適用すると、トナーに対してストレスが加わり、トナー劣化の要因となってしまう。つまり、現像ローラから磁気ローラ側に回収したトナー（回収トナー）が劣化してしまう。

また、特許文献１に開示されたような２成分現像剤を用いた現像装置においては、長期的使用によって不可避的に磁性キャリアに劣化が生じ、この結果、経年的にトナー帯電量が変化する。このため、回収トナーはその劣化によって帯電特性が劣り、現像装置に新たに補給されたトナー（補給トナー）は帯電特性が良好であるから、現像ローラ上に形成されるトナー薄層中におけるトナーの帯電量分布が広範囲に亘ることになる。

そして、このように、帯電量の異なるトナーが現像ローラ上に存在すると、つまり、帯電不良のトナーが多くなると、トナー飛散及び画像カブリ等の画像不良を引き起こしてしまう。特に、現像ローラと磁気ローラとの電位差を固定すると、現像ローラ上に形成されるトナー薄層の層厚はトナー帯電量に応じて変化し、トナー帯電量が上昇すると、トナー層厚は減少し、トナー帯電量が低下すると、トナー層厚は増加してしまい、トナー層厚を適正な範囲に保たないと、画像不良が生じてしまうという課題がある。

上記の事情に鑑み本発明は、簡単な構成で、現像ローラ上のトナー層厚を適正な範囲に保って、画像不良の生じることのない現像装置を得ることを目的とする。

上述の課題を解決するため、本発明は、固定磁極部材を内包する供給ローラの外周に磁性キャリアとトナーからなる磁気ブラシを形成して、該磁気ブラシを現像ローラに摺擦させつつ前記供給ローラと前記現像ローラ間の電位差（以下供給バイアスの電位差という）に応じて前記現像ローラへトナーを転移させて前記現像ローラ上にトナー薄層を形成して、該現像ローラと像坦持体との間の電位差（以下現像バイアスの電位差という）に応じて、前記トナー薄層からトナーを像坦持体上に形成された静電潜像に飛翔させて、該静電潜像上にトナ―像の現像を行う現像装置において、
前記供給バイアスの電位差を変化させて複数の互いに異なる電位差毎に形成されたトナー薄層の層厚より、前記像坦持体上に現像されるトナー像に対応する画像パターンを形成するパターン形成手段と、
前記画像パターン毎にその濃度を画像濃度センサで検出して画像濃度を得る画像濃度検知手段と、
前記供給バイアスの電位差毎の前記トナー薄層のトナー量と前記供給バイアスの電位差毎の画像濃度とに応じて設定電位差を決定する供給バイアスの電位差決定手段とを有することを特徴とするものである。

本発明では、例えば、前記供給ローラには第１の直流バイアスが印加され、前記現像ローラには第２の直流バイアス及び交流バイアスが印加されており、
前記供給バイアスの電位差は前記第１及び前記第２の直流バイアスの差であり、
前記パターン形成手段は前記第１の直流バイアスを固定して前記第２の直流バイアスを変化させて前記供給バイアスの電位差毎に前記画像パターンを形成する。

また、本発明では、前記供給バイアスの電位差決定手段は、最大濃度の前記画像濃度において該最大濃度に対応する前記トナー量に応じた前記第２の直流バイアスを選択バイアスとして選択して、前記選択バイアスと前記第１の直流バイアスとの差を前記設定電位差としており、さらに、前記設定電位差を固定した状態で前記第１及び前記第２の直流バイアスを変化させて、画像濃度校正を行う画像濃度校正手段を有することが望ましい。

以上のように、本発明の現像装置は、現像ローラと供給ローラとの間の電位差を変化させて、複数の互いに異なる電位差毎にトナー像として濃度検知パターンを形成して、濃度検知パターン毎にその濃度を検知して画像濃度を得て、電位差毎のトナー薄層のトナー量と電位差毎の画像濃度とに応じて設定電位差を決定するようにしたので、簡単な構成で、現像ローラ上のトナー薄層の層厚を適正な範囲に保つことができ、その結果、画像不良が生じることがないという効果がある。

本発明では、最大濃度の画像濃度において、最大濃度に対応するトナー量に応じた第２の直流バイアスを選択バイアスとして選択して、選択バイアスと第１の直流バイアスとの差を設定電位差として、設定電位差を固定した状態で第１及び第２の直流バイアスを変化させて、画像濃度校正を行うようにしたので、所望の画像濃度に容易に調整できるという効果がある。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

図１を参照して、図１は本発明の実施例１による現像装置が用いられるカラー画像形成装置の一例を示す図であり、この画像形成装置２０は、無端状ベルト（搬送ベルト）２１を備えており、この無端状ベルト２１は給紙カセット２２から給紙された記録紙を定着装置２３に向かって搬送する。無端状ベルト２１の上側には、ブラック用現像装置２４ａ、イエロー用現像装置２４ｂ、シアン用現像装置２４ｃ、及びマゼンタ用現像装置２４ｄが記録紙の搬送方向に沿って配置されている。そして、これら現像装置２４ａ〜２４ｄには、それぞれ供給ローラ（磁気ローラ）２５ａ〜２５ｄ及び現像ローラ２６ａ〜２６ｄが備えられ、後述するようにして、現像ローラ２６ａ〜２６ｄにトナー薄層が形成される。

現像ローラ２６ａ〜２６ｄに対面してそれぞれ像担持体である感光体ドラム２７ａ〜２７ｄが配置され、これら感光体ドラム２７ａ〜２７ｄの周囲にはそれぞれ帯電器２８ａ〜２８ｄ及び露光装置２９ａ〜２９ｄ等が配置されている。そして、感光体ドラム２７ａ〜２７ｄが帯電器２８ａ〜２８ｄで帯電された後、画像データに応じて露光装置２９ａ〜２９ｄによって感光体ドラム２７ａ〜２７ｄが露光されて、感光体ドラム２７ａ〜２７ｄ上に静電潜像が形成される。そして、後述するようにして、現像ローラ２６ａ〜２６ｄによって感光体ドラム２７ａ〜２７ｄ上の静電潜像が現像されて、各色トナー像とされる。

そして、無端状ベルト２１で搬送される記録紙上に順次転写装置３０ａ〜３０ｄによって各色トナー像が転写されて、記録紙上にカラートナー像が形成される。その後、記録紙は定着装置２３に送られて、ここでカラートナー像が定着されて、排紙経路を介して記録紙が排紙される。

図２及び図３を参照して、いま、現像装置２４ａに注目すると（なお、現像装置２４ｂ〜２４ｄも現像装置２４ａと同様な構成であるので、ここでは説明を省略する）、現像装置２４ａは前述のように磁気ローラ（供給ローラ）２５ａ及び現像ローラ２６ａを有しており、磁気ローラ２５ａは非磁性金属材料で円筒状の回転スリーブ３１ａとその内部に配置された固定磁石体３１ｂとを有し、固定磁石体３１ｂには複数の磁極が形成されている。

これら磁気ローラ２５ａ及び現像ローラ２６ａは現像容器３２中に配置され、現像ローラ２６ａには後述するようにして、直流（ＤＣ）バイアス電源３３ａからＤＣバイアスＶｄｃ１が印加されるとともに、交流（ＡＣ）バイアス電源３３ｂから交流バイアスＶａｃが印加される。また、磁気ローラ２５ａには直流（ＤＣ）バイアス電源３４からＤＣバイアスＶｄｃ２が印加される。そして、これらバイアス電源３３ａ及び３４は図示しない制御装置によって後述するようにして制御される。

現像容器３２中にはパドルミキサー３５及び攪拌ミキサー３６が配置され、パドルミキサー３５及び攪拌ミキサー３６との間には仕切板３７が配置されている。そして、現像容器３２中の２成分現像剤（以下単に現像剤と呼ぶ）は攪拌ミキサー３６によって攪拌搬送されつつ帯電し、パドルミキサー３５によって現像剤が攪拌帯電されつつ、磁気ローラ２５ａに供給される。磁気ローラ２５ａに対面して穂切りブレード（層厚規制ブレード）３８が設けられて、この層厚規制ブレード３８によって磁気ローラ２５ａに形成される磁気ブラシの高さが規制される。なお、図３に示すように、仕切板３７は、その長手方向（現像ローラ２６ａの軸方向）長さが現像容器３２の幅より短く、仕切板３７の両端側で現像剤が自由に通過できるようになっている。

なお、図３に示すように、磁気ローラ２５ａの磁気ブラシ形成領域の幅Ｈ１は、現像ローラ２６ａ上のトナーを回収する幅であり、現像ローラ２６ａの幅Ｈ２を磁気ローラ２５ａの磁気ブラシ形成領域の幅Ｈ１より短くすれば、確実に未回収領域をなくすことができる。また、攪拌ミキサー３６に対向して現像容器３２にはトナー濃度センサー３９が取り付けられている（図２参照：図３には示さず）。

ＤＣバイアスＶｄｃ２とＤＣバイアスＶｄｃ１との電位差｜（Ｖｄｃ２）−（Ｖｄｃ１）｜（以下Δと表す）に応じて現像ローラ２６ａ上のトナー層厚が規制され、例えば、Δを大きくすると現像ローラ２６ａ上のトナー薄層が厚くなり、Δを小さくすると、トナー薄層が薄くなる。そして、感光体ドラム２７ａと現像ローラ２６ａとの電位差に応じて、現像ローラ２６ａ上のトナー薄層からトナーが感光体ドラム２７ａ上に形成された静電潜像に飛翔して現像が行われる。

磁性キャリアとしては、１０^６Ωｃｍ^３〜１０^９Ωｃｍ^３の抵抗値を有するキャリアが用いられ、トナーとの接点を増やすためには、４０μｍ以下の小径キャリアを用いて、キャリアの表面積を高めることが好ましい。磁性キャリアとしては、マグネタイトキャリア、Ｍｎ系フェライト、又はＭｎ−Ｍｇ系フェライトなどが用いられる。図示の例では、体積固有抵抗が１０^７Ωｃｍにシリコーン樹脂被覆を施し、飽和磁化が７０ｅｍｕ／ｇ、重量平均粒径３５μｍのフェライトキャリアを用いた。

トナーとキャリアの混合割合は、キャリアおよびトナーの合計量に対しトナーを５〜２０重量％、好ましくは５〜１５重量％とする。トナーの混合割合が５重量％未満であると、トナーの帯電量が高くなって十分な画像濃度が得られなくなり、２０重量％を超えると十分な帯電量が得られなくなる。

上述のように、現像ローラ２６ａ上のトナー層厚は、Δで規定されることになるが、印字環境（画像形成装置の配置された環境雰囲気）に応じて、トナー帯電量は変化する。このため、Δを固定した状態とすると、トナー帯電量に応じてトナー層厚も変化する。例えば、トナー帯電量が増加すると、トナー層厚は減少し、トナー帯電量が低下すると、トナー層厚は増加する。そして、トナー層厚が厚すぎると、現像装置からのトナー飛散、画像カブリ、色点、画像濃度不良、現像ローラトナー付着等が生じる。一方、トナー層厚が薄すぎると、画像ベタ濃度低下及び現像ゴーストが発生する。

例えば、現像ローラ上のトナー薄層と磁気ブラシとが接触する部位で、ＡＣバイアスによってトナーが往復する際（特に、現像ローラから磁気ブラシにトナーが戻る際）、トナー飛散が生じる。そして、現像ローラ上のトナー層厚が厚いと、多量のトナーが現像ローラと磁気ブラシとの間で往復する。さらに、トナー層厚が厚いと、現像後現像ローラに残留するトナーが多くなり、磁気ブラシで残留トナーを回収する際においても、多量のトナーを磁気ブラシが抱え込むことになる。この結果、現像装置からのトナー飛散が多くなる。

また、現像実効電位は現像ローラに印加した電圧とトナー薄層が有する電位との和であり、現像ローラ上のトナー層厚が厚くなると、現像実効電位が上昇して、ａ−Ｓｉ感光体等のように、その表面電位が低い状態で現像を行う場合には、画像カブリが生じてしまう。

さらに、現像ローラ上のトナー層厚が増加すると、トナー薄層中に電荷が蓄積されて、感光体ドラムに電荷がリークするとともに、トナーが感光体ドラム側に移動する。その結果、色点として画像に現れることになる。

トナー層が厚い状態で連続印刷を行うと、現像ローラ上のトナー薄層の最下面な帯電量の高いトナー微粉が蓄積して、これらトナー微粉は現像に寄与しなくなって、画像濃度低下が発生する。また、現像ローラ上のトナー薄層が薄いと、現像に寄与するトナー絶対量が少ない関係上、画像ベタ濃度が低下してしまう。

このため、図１に示す画像形成装置においては、画像濃度等を良好にするため、各現像ローラ２６ａ〜２６ｄ上に形成されるトナー薄層の厚さを適正に調整する必要がある。つまり、画像不良を防止するためには、現像ローラ２６ａ〜２６ｄに形成されるトナー薄層を適正に調整する必要がある。このため、図１に示す画像形成装置においては、各感光体ドラム２７ａ〜２７ｄ上に形成されるトナー像の濃度を計測するためのトナー濃度センサ（図示せず）が備えられており、制御装置はトナー濃度センサからの濃度検出信号（電圧信号）に応じて、現像装置２４ａのバイアス電源３３ａ及び３４を制御する（現像装置２４ｂ〜２４ｄにおいても同様にバイアス電源が制御される）。

図４及び図５を参照して、いま図２に示す現像装置２４ａに注目すると（なお、感光体ドラム２７ａは接地されているものとする）、いま、ＤＣ電源３４からのＤＣバイアスＶｄｃ２（第１の直流バイアス：以下ＤＣバイアスＶｍａｇで示す）を５００Ｖに固定して、バイアス電源３３ａを制御して、現像ローラ２６ａに印加するＤＣバイアス電圧（第２の直流バイアス：以下ＤＣバイアスＶｓｌｖで示す）を約４００Ｖから順次低下させて、約１００Ｖまで低下させた（例えば、ＤＣバイアスＶｓｌｖを４００Ｖ、３６０Ｖ、３２０Ｖ、２８０Ｖ、２４０Ｖ、２２０Ｖ、１８０Ｖ、１６０Ｖ、及び１２０Ｖとした。なお、ＡＣバイアスはＶｐｐ＝１．５ＫＶ、周波数３ｋＨｚ、デューティ比３０％の矩形波とした）。そして、各ＤＣバイアスＶｓｌｖにおいて、感光体ドラム２７ａ上にベタ画像パターン（濃度検知パターン）を形成し、トナー濃度センサによってその画像濃度を検出した（ステップＳ１：以下トナー濃度センサで得られた画像濃度を現像量と呼ぶことにする）。

この際、各ＤＣバイアスＶｓｌｖにおける現像ローラ２６ａ上のトナー量を計測した。そして、現像量とトナー量との関係を調べた。その結果を図４に示す。図４において、曲線Ｌ１はトナー量を示し、曲線Ｌ２は現像量を示す。図４に示すように、ＤＣバイアスＶｓｌｖを低下するにつれて、トナー量は増加するものの（つまり、現像ローラ２６ａ上のトナー薄層の層厚は増加するものの、現像量は、ＤＣバイアスＶｓｌｖが約３２０Ｖ以下となると、ほぼ一定となり、約２４０Ｖ以下となると若干低下しているのが分かる。言い換えると、現像ローラ２６ａ上のトナー層厚が厚くなっても、その全てが感光体ドラム２７ａ側に供給されず、現像ローラ２６ａ上に残ることになる。

ＤＣバイアスＶｓｌｖが高い場合にはトナー層厚が薄いから、現像ローラ２６ａ上のトナーが全て感光体ドラム２７ａ側に供給されても、十分な画像濃度を得ることができない。一方、ＤＣバイアスＶｓｌｖを低くすると、トナー層厚が厚くなって、十分なトナーが感光体ドラム２７ａ側に供給され、十分な画像濃度が得られるものの、現像ローラ２６ａに残留するトナーが多くなって、トナー飛散等の汚染が発生する。

このため、ここでは、現像量の最大値においてこの最大値とトナー量とが一致する付近のＤＣバイアスＶｓｌｖを選択して（つまり、最大濃度の画像濃度において最大濃度に対応するトナー量に応じたＤＣバイアスＶｓｌｖを選択バイアスとして選択して）、選択ＤＣバイアスＶｓｌｖＡとした。図示の例では、トナー量が０．６ｍｇ／ｃｍ^２に対応するＤＣバイアスＶｓｌｖをＶｓｌｖＡとした（ステップＳ２）。

続いて、Ｖｍａｇ−ＶｓｌｖＡ＝ΔＶａ（設定電位差）として、画像濃度（現像量）調整後の設定値とし、ΔＶａを固定して、ＤＣバイアスＶｓｌｖ及びＶｍａｇを変化させて、画像濃度キャリブレーション（画像濃度校正）を行う（ステップＳ３）。ここでは、ΔＶａ＝１５０Ｖとして、ＤＣバイアス電圧Ｖｓｌｖ及びＶｍａｇを変化させて、感光体ドラム２７ａ上にベタ画像及びハーフ２５％（画像面積比率２５％のハーフトーン）の画像パターンを形成し、これら画像パターンの濃度を画像濃度センサで検出して画像濃度（現像量）を得た。

図６を参照すると、図６はＤＣバイアスＶｓｌｖと現像量との関係を示す図であり、曲線Ｌ３がベタ画像濃度（現像量）を示し、曲線Ｌ４がハーフ２５％画像濃度を示している。図示のように、Ｖｓｌｖ＝２００Ｖでベタ画像濃度（現像量）は０．６ｍｇ／ｃｍ^２となり、その後ＤＣバイアスＶｓｌｖを増加させても、ベタ画像濃度は変化しないことが分かる。一方、ハーフ２５％画像濃度はＤＣバイアスＶｓｌｖを増加させると徐々に増加するが、Ｖｓｌｖ＝２００Ｖを越えるとその増加は少なくなる。

このことは、ΔＶａ＝１５０Ｖである際には、ＤＣバイアスＶｓｌｖ＝２００Ｖ〜２５０Ｖとすれば、ベタ画像を形成する際、現像ローラ２６ａ上に形成されたトナー薄層のほとんど全てが感光体ドラム２７ａ側に供給されることを意味しており、画像濃度を良好にするとともに、トナー飛散等のトナー汚染を防止できることになる。

いま、前述の画像濃度キャリブレーション制御（トナー層厚制御）を行って、１５００００（１５０ｋ枚）枚までの画像形成を行った際の結果を図７に示す（この際、ΔＶａ＝１５０Ｖ、ＡＣバイアスＶａｃ（Ｖｓｌｖａｃ）を、Ｖｐｐ＝１．５ｋＶ，ｆ＝３ｋＨｚ，デューティ比＝３０％とし、ＤＣバイアスＶｍａｇ＝４００Ｖとした）。また、比較のため前述の画像濃度キャリブレーション制御を行わずに、１５０ｋ枚までの画像形成を行った際の結果を図８に示す（この際、ＤＣバイアスＶｓｌｖ＝５０Ｖ、ＡＣバイアスＶａｃ（Ｖｓｌｖａｃ）を、Ｖｐｐ＝１．５ｋＶ，ｆ＝３ｋＨｚ，デューティー比＝３０％とし、ＤＣバイアスＶｍａｇ＝４００Ｖとした）。

図７においては、印刷枚数１５０ｋ枚まで、トナー層厚は１．０ｍｇ／ｃｍ^２と一定であり、トナー帯電量も１５０ｋ枚印刷後で７μＣ／ｇあった。また、トナー飛散、画像カブリ、及び色点が生じることもなく、画像濃度及び画像ベタ濃度ともに良好であった。

一方、図８においては、トナー帯電量の変化は図７と同様であるものの、トナー層厚が変化し、初期においてトナー層厚が１．５ｍｇ／ｃｍ^２であったものが、１５０ｋ枚印刷の後には、３．０ｍｇ／ｃｍ^２となってしまった。また、印刷枚数が１００ｋ枚に達すると、トナー飛散、画像カブリ、及び色点が発生し、画像濃度は良好に保たれるものの、画像ベタ濃度において不良が生じた。この結果、上述のようにして、トナー層厚制御を行うと、画像不良及びトナー飛散等が生じることがないことが分かる。

なお、上述の例では、画像形成装置として所謂タンデム型画像形成装置を例に挙げて説明したが、この方式の現像装置は現像ローラと磁気ローラの配置に自由度があり、像担持体間の距離を短く配置することができる、すなわち、装置幅をコンパクトにすることができ、特にタンデム型画像形成装置に使用する場合に有効であるが、その他の方式のカラー画像形成装置やモノクロ画像形成装置においても同様にして適用でき、さらには、中間転写ベルト又は中間転写ドラム等の中間転写体を有するカラー画像形成装置においても、中間転写体上の画像濃度を計測して同様にしてトナー層厚制御を行うようにすればよい。この際には、中間転写体が像担持体である。

上述の説明から明らかなように、制御装置がパターン形成手段、電位差決定手段、及び画像濃度校正手段として機能することになる。

現像ローラと供給ローラ（磁気ローラ）との間の電位差を変化させて、複数の互いに異なる電位差毎に前記像坦持体上に現像されるトナー像に対応する画像パターンを形成して、前記画像パターン毎にその濃度を画像濃度センサで検出して画像濃度を得、供給バイアスの電位差毎のトナー薄層のトナー量と電位差毎の画像濃度とに応じて供給バイアスの設定電位差を決定するようにしたから、簡単な構成で現像ローラ上のトナー薄層の層厚を適正な範囲に保つことができる結果、複写機等の各種画像形成装置の現像装置に適用できる。

本発明による現像装置の実施例１が用いられる画像形成装置の一例を模式的に示す図である。本発明による現像装置の実施例１を示す断面図である。図２に示す現像装置を破断して上方から示す図である。図２に示す現像装置において、磁気ローラに印加する直流バイアスを固定した状態で現像ローラに印加する直流バイアスを変化させた際、現像ローラ上に形成されるトナー層のトナー量と画像濃度（現像量）とを示す図である。図２に示す現像装置における現像ローラと磁気ローラとの電位差決定及び画像濃度校正を示すフローチャートである。磁気ローラと現像ローラとの電位差を固定して、現像ローラに印加する直流バイアスを変化させた際の画像濃度（現像量）の変化を示す図である。図５に示す画像濃度校正を行った際の耐久試験結果を示す図である。図５に示す画像濃度校正を行わない場合の耐久試験結果を示す図である。従来の現像装置における残像発生状況を説明するための図である。

２０画像形成装置
２１無端状ベルト
２２給紙カセット
２３定着装置
２４ａ〜２４ｄ現像装置
２５ａ〜２５ｄ供給ローラ（磁気ローラ）
２６ａ〜２６ｄ現像ローラ
２７ａ〜２７ｄ感光体ドラム
２８ａ〜２８ｄ帯電器
２９ａ〜２９ｄ露光装置
３０ａ〜３０ｄ転写装置
３２現像容器
３３ａ，３４直流（ＤＣ）バイアス電源
３３ｂ交流（ＡＣ）バイアス電源
３５パドルミキサー
３６攪拌ミキサー
３７仕切板
３８穂切りブレード（層厚規制ブレード）

Claims

固定磁極部材を内包する供給ローラの外周に磁性キャリアとトナーからなる磁気ブラシを形成して、該磁気ブラシを現像ローラに摺擦させつつ前記供給ローラと前記現像ローラ間の電位差（以下供給バイアスの電位差という）に応じて前記現像ローラへトナーを転移させて前記現像ローラ上にトナー薄層を形成して、該現像ローラと像坦持体との間の電位差（以下現像バイアスの電位差という）に応じて、前記トナー薄層からトナーを像坦持体上に形成された静電潜像に飛翔させて、該静電潜像上にトナ―像の現像を行う現像装置において、
前記供給バイアスの電位差を変化させて複数の互いに異なる電位差毎に形成されたトナー薄層の層厚より、前記像坦持体上に現像されるトナー像に対応する画像パターンを形成するパターン形成手段と、
前記画像パターン毎にその濃度を画像濃度センサで検出して画像濃度を得る画像濃度検知手段と、
前記供給バイアスの電位差毎の前記トナー薄層のトナー量と前記供給バイアスの電位差毎の画像濃度とに応じて設定電位差を決定する供給バイアスの電位差決定手段とを有することを特徴とする現像装置。
前記供給ローラには第１の直流バイアスが印加され、前記現像ローラには第２の直流バイアス及び交流バイアスが印加されており、
前記供給バイアスの電位差は前記第１及び前記第２の直流バイアスの差であり、
前記パターン形成手段は前記第１の直流バイアスを固定して前記第２の直流バイアスを変化させて前記供給バイアスの電位差毎に前記画像パターンを形成するようにしたことを特徴とする請求項１記載の現像装置。
前記供給バイアスの電位差決定手段は、最大濃度の前記画像濃度において該最大濃度に対応する前記トナー量に応じた前記第２の直流バイアスを選択バイアスとして選択して、前記選択バイアスと前記第１の直流バイアスとの差を前記設定電位差とするようにしたことを特徴とする請求項２記載の現像装置。
前記設定電位差を固定した状態で前記第１及び前記第２の直流バイアスを変化させて、画像濃度校正を行う画像濃度校正手段を有することを特徴とする請求項３記載の現像装置。