JP2002174953A - 電荷移動状態の観測方法、及び電子写真システムにおける現像プロセスの評価方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子写真システムの現像プロセスにおいて、
現像ローラと感光ドラムとの間を移動する電荷の状態
を、オンラインで正確に観測し、これにより現像プロセ
スを正確に評価する。 【解決手段】 現像ローラ１、トナー供給ローラ４、成
層ブレード７などの現像操作に関与する部材のうち電圧
が印加される部材に流れる電流を連続的に測定し、各部
材の電流値の総和から現像ローラ１と潜像保持体（感光
ドラムなど）５との間を移動する電荷の状態を観測す
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、レーザービームプ
リンタや複写機などの電子写真システムにおける現像プ
ロセスで、現像ローラの表面から感光ドラムなどの潜像
保持体表面にトナーが移動するのに伴って該現像ローラ
と潜像保持体との間を移動する電荷の状態をリアルタイ
ムで連続的に観測することができる電荷移動状態の観測
方法、及び該観測結果に基づいて電子写真プロセスを評
価する評価方法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】複写
機、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置では、潜
像を保持した感光ドラム等にトナーを供給し、感光ドラ
ム等の表面に保持された潜像に該トナーを付着させて潜
像を可視化する現像方法として、ジャンピング現像法や
接触現像法等がある。

【０００３】接触現像法について説明すると、例えば図
４に示されているように、トナー６を供給するための供
給ローラ４と静電潜像を保持した感光ドラム５との間
に、現像ローラ１が配設され、これら現像ローラ１、感
光ドラム５、及び供給ローラ４がそれぞれ図中矢印方向
に回転することにより、トナー６が供給ローラ４により
現像ローラ１の表面に供給され、このトナー６が成層ブ
レード７により均一な薄層に整えられ、この状態で現像
ローラ１が感光ドラム５と接触又は近接した状態で回転
することにより、薄層に形成されたトナー６が現像ロー
ラ１から感光ドラム５の潜像に付着して、該潜像が可視
化するようになっている。なお、図中８は転写部であ
り、ここで紙等の記録媒体にトナー画像を転写するよう
になっており、また９はクリーニング部であり、そのク
リーニングブレード１０により転写後に感光ドラム５表
面に残留するトナーを除去するようになっている。

【０００４】このような現像プロセスでは、通常、上記
トナー供給ローラ４、成層ブレード７、及び現像ローラ
１に電圧を印加して、トナーに電荷を与え、これにより
現像ローラ１から感光ドラム５へのトナーの移動を容易
ならしめることが行われる。

【０００５】この場合、トナーの移動は電気的には電荷
の移動として現れ、その電荷の移動状態を観測すること
により、現像濃度の安定性や応答性、更には上記トナー
供給ローラ４、成層ブレード７及び現像ローラ１などの
現像に関与する部材に印加される電圧の適否や調整など
を評価することができ、現像プロセス全体を評価するこ
とが可能である。

【０００６】従来、この電荷の測定は、感光ドラム上に
移動したトナーの帯電量を直接測定することにより行わ
れているが、この方法では、測定時に現像装置を一旦停
止して、感光ドラム表面に移動したトナーの帯電量を測
定し、また現像装置を動かして、感光ドラムが所定角度
回転したときに再び装置を停止して、電荷測定を行うこ
ととなる。

【０００７】このため、実使用時には連続的に行われる
電荷の移動を、断続的に測定することとなってしまい、
また現像操作が停止したオフライン状態の測定となるた
め、実際の電荷移動を正確に把握することが困難であ
り、ある程度の指標的又は参考的な評価を行うことは可
能であるが、正確な現像プロセスの評価を行うことが困
難である。

【０００８】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、現像ローラと感光ドラムとの間を移動する電荷の状
態を、オンラインで正確に観測することができ、現像プ
ロセスを正確に評価することができる観測方法、及び現
像プロセスの評価方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、現像ローラの表面にトナーを担持して該ト
ナーの薄層を形成し、この現像ローラを潜像保持体の表
面に接触又は近接させ、上記トナーを潜像保持体表面に
保持された静電潜像に付着させて該静電潜像を可視化す
ることによりトナー像の形成を行う際に、上記トナーの
移動に伴って現像ローラと潜像保持体との間を移動する
電荷の状態を観測する方法であって、上記現像操作に関
与する部材のうち電圧が印加される部材に流れる電流を
連続的に測定し、各部材の電流値の総和から上記現像ロ
ーラと潜像保持体との間を移動する電荷の状態を観測す
ることを特徴とする電荷移動状態の観測方法を提供す
る。

【００１０】即ち、電子写真システムにおける現像プロ
セスでは、現像ローラやトナー供給ローラ，成層ブレー
ドなどに印加される電圧によりトナーが所定の電位に帯
電し、この帯電したトナーが現像ローラから感光ドラム
（潜像保持体）へと移動するので、感光ドラムに移動し
てきたトナーの電荷に比例した電流が現像ローラと感光
ドラムとの間に観測されるはずであり、この電流を測定
することにより現像プロセスにおける現像ローラと感光
ドラムとの間の電荷の移動をリアルタイムで正確に観測
することが可能である。しかしながら、感光ドラムに電
流計を接続して電流値の変化を測定しても、感光ドラム
の周囲には、感光ドラムを所定の電位に帯電させる帯電
ローラ、紙などの記録媒体にトナーを転写する転写ロー
ラ、感光ドラム上の電位を均一化するための除電ロー
ラ、更には上記現像ローラなどが配置されており、これ
ら部材の影響により現像ローラと感光ドラム間にトナー
の移動に伴って発生する電流を正確に測定することは不
可能である。

【００１１】そこで、本発明者は上記現像ローラと感光
ドラム間にトナーの移動に伴って発生する電流を正確に
測定する方策につき、種々検討を重ねた結果、トナー供
給ローラ、成層ブレードなどの現像操作に関与する部材
のうち電圧の印加が行われる部材に流れる電流を測定
し、その電流値を総和してこれら部材を流れる電流の収
支を求めることにより、上記現像ローラと感光ドラム間
にトナーの移動に伴って発生する電流をリアルタイムで
連続的に測定することができ、この電流の収支から上記
現像ローラと感光ドラム間の電荷の移動状態を正確に観
測し得ることを見出し、本発明を完成したものである。

【００１２】

【発明の実施の形態及び実施例】以下、本発明につき更
に詳しく説明する。本発明の電荷移動状態の観測方法
は、上述のように、現像ローラ表面に担持され薄層に形
成されたトナーを、感光ドラム等の潜像保持体表面の静
電潜像に付着させて該静電潜像を可視化してトナー像を
形成する場合に、上記現像ローラ及びトナー供給ロー
ラ、成層ブレードなどの現像操作に関与する部材を流れ
る電流値を測定し、該電流値の総和から上記現像ローラ
と潜像保持体との間を移動する電荷の状態を観測するも
のである。

【００１３】即ち、図１は上述した図４の現像装置で現
像操作を行う際に、現像ローラ１と感光ドラム５との間
を移動する電荷の状態を本発明の方法により観測する一
例を示したもので、この場合、トナー６を現像ローラ１
に供給するトナー供給ローラ４、現像ローラ１表面に担
持されたトナーを薄層に成層する成層ブレード７、及び
現像ローラ１に電流計を接続し、これら電圧の印加が行
われる部材を流れる電流値を測定し、電算部によりこれ
ら電流値を総和して、これら部材を流れる電流の収支を
モニターし、その結果から現像ローラ１から感光ドラム
５へとトナーが移動することによる現像ローラ１−感光
ドラム５間を移動する電荷の状態を観測するものであ
る。なお、図１では図４における転写部８及びクリーニ
ング部９の図示を省略しているが、本発明により電荷移
動状態の観測を行う際は、これらの部材はあってもなく
てもよい。

【００１４】この場合、上記トナー６は、トナー供給ロ
ーラ４から現像ローラ１へと供給されて該現像ローラ１
表面に担持され、更に上記成層ブレード７により薄層に
成層されて搬送される間に、これら各部材４，１，７に
印加されている電圧及び各部材との摩擦により所定電位
に帯電され、これが感光ドラム５へと移動することによ
り、感光ドラム５と現像ローラ１との間に電荷の移動が
生じると共に、この電荷の移動に比例した電流が発生す
る。そして、この電流は、上記各電流計で測定される現
像ローラ１，トナー供給ローラ４及び成層ブレード７に
流れる電流の総和から求めることができる。

【００１５】即ち、感光ドラム５表面の静電潜像をトナ
ーで現像してトナー像を形成する場合、現像ローラ１か
ら感光ドラム５へとトナーが移動して現像が行われる時
にはトナーの移動により現像ローラ１−感光ドラム５間
に、トナーの移動量及びその帯電量に応じた電流が生
じ、また現像が行われない時にはトナーの移動がないた
め上記電流の発生がなく、又は現像時とは逆方向の電流
が生じ、これが上記現像ローラ１，トナー供給ローラ４
及び成層ブレード７に流れる電流の総和に比例的に現れ
るものである。

【００１６】従って、上記電流の総和をモニターするこ
とにより、現像操作時に現像ローラ１−感光ドラム５間
の電荷の移動状態をリアルタイムで連続的に観測するこ
とができ、この電荷の移動状況から電子写真システムに
おける現像プロセスの評価を行うことができる。即ち、
現像ローラ１から感光ドラム５へのトナー移動の有無及
び移動量の変化が電荷の移動状況の変化となり、更にこ
れが上記電流総和の変化として現れ、この電流総和の変
化を観測することにより現像の挙動，応答性，各部材の
適性，各部材に印加する電圧の適性などを評価すること
ができ、電子写真システムにおける現像プロセスの評価
を行うことができる。

【００１７】例えば、上記図１の現像装置で、黒ベタ印
刷や黒ベタを間歇的に行う印刷を実際に行い、この間に
現像ローラ１，トナー供給ローラ４及び成層ブレード７
を流れる電流値の総和をモニターして、得られた画像と
観測された電流値とを比較することにより、上記現像挙
動，現像応答性，各部材の適性，各部材に印加する電圧
の適性などを評価することができる。

【００１８】ここで、上記電流値の総和をモニターする
ことにより、現像ローラ１と感光ドラム５との間を移動
する電荷を正確に観測することができるが、この電流値
の総和から下記式（１）により電荷量を算出することも
できる。この場合、上記図１中の電算部で下記式（１）
による演算をリアルタイムで実施して、上記電流値の総
和から電荷量を連続的に観測することもできる。

【数１】 （Ｑ:電荷量 Ｉ:電流値の総和 ｄｔ:単位時間）

【００１９】なおここでは、図１に示した現像システム
につき、現像ローラ１，トナー供給ローラ４及び成層ブ
レード７に流れる電流を測定する場合を示したが、本発
明で電流測定を行う部材は、現像操作に関与する部材
で、かつ電圧の印加が行われるものであり、例えば成層
ブレード７に電圧印加を行わない場合にはその電流測定
を行う必要はなく、またその他の部材に電圧印加を行う
場合にはその部材の電流測定も行うものである。

【００２０】また、特に制限されるものではないが、電
流測定は現像プロセスを空運転した際に測定される電流
値総和が０となるように印加電圧を調整した後に行うこ
とが好ましい。即ち、上記図１の電子写真プロセス場合
では、感光ドラム１への現像を行わずに（例えば、感光
ドラム１又は現像機構部を取り外して）現像プロセスを
空運転し、現像ローラ１，トナー供給ローラ４及び成層
ブレード７に流れる電流値を測定して、その総和が０と
なるようにこれら各部材１，４，７に印加する電圧を調
整した後に実際の現像を行って電荷移動状態の観測を行
うことが好ましく、これにより容易に電荷移動状態を観
測することができる。なお、この０点調整を行うことな
く、本発明の観測を行うことも可能であり、この場合に
は図１に示した電算部で得られた電流値の総和を補正す
ればよい。

【００２１】［実施例］次に、図１に示した現像プロセ
スにつき、実際に本発明の観測方法により電荷移動状態
の観測を行った結果を示す。

【００２２】まず、図１に示した現像プロセスを構成
し、感光ドラム１へのトナー像形成（現像）を行うこと
なくこの現像プロセスを空運転しながら現像ローラ１，
トナー供給ローラ４及び成層ブレード７を流れる電流値
を測定し、測定された各電流値の総和が０となるよう
に、これら各部材への印加電圧を調整した。

【００２３】次いで、この現像プロセスにより、図２に
示した黒ベタ印刷及び図３に示した黒ベタの間歇印刷を
行い、その際に現像ローラ１，トナー供給ローラ４及び
成層ブレード７を流れる電流値を測定し、その総和をモ
ニターした。結果を図２及び図３に併記する。

【００２４】図２及び図３に示されているように、現像
ローラ１，トナー供給ローラ４及び成層ブレード７を流
れる電流値の総和をグラフにした波形は、得られる画像
と完全に一致しており、この電流値総和をモニターする
ことにより、現像ローラ１から感光ドラム５へのトナー
の移動に伴う電荷の移動状態をオンラインでほぼ完全に
観測することができ、これにより現像プロセスの評価を
行い得ることが確認された。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電子写真システムの現像プロセスにおいて、現像ローラ
と感光ドラムとの間を移動する電荷の状態を、オンライ
ンで正確に観測することができ、これにより現像プロセ
スを正確に評価することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電荷移動状態の観測方法の一例を説明
する概略図である。

【図２】同観測方法により黒ベタ画像を現像印刷した際
の電流値変化を観測した結果を示すグラフである。

【図３】同観測方法により黒ベタ画像を間歇的に現像印
刷した際の電流値変化を観測した結果を示すグラフであ
る。

【図４】電子写真システムの現像プロセスを示す概略図
である。

【符号の説明】

１ 現像ローラ ４ トナー供給ローラ ５ 感光ドラム ６ トナー ７ 成層ブレード ８ 転写部 ９ クリーニング部 １０ クリーニングブレード

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現像ローラの表面にトナーを担持して該
   トナーの薄層を形成し、この現像ローラを潜像保持体の
   表面に接触又は近接させ、上記トナーを潜像保持体表面
   に保持された静電潜像に付着させて該静電潜像を可視化
   することによりトナー像の形成を行う際に、上記トナー
   の移動に伴って現像ローラと潜像保持体との間を移動す
   る電荷の状態を観測する方法であって、上記現像操作に
   関与する部材のうち電圧が印加される部材に流れる電流
   を連続的に測定し、各部材の電流値の総和から上記現像
   ローラと潜像保持体との間を移動する電荷の状態を観測
   することを特徴とする電荷移動状態の観測方法。
2. 【請求項２】 現像ローラの表面にトナー供給ローラに
   よりトナーを供給し、該トナーを現像ローラ表面に近接
   又は接触して配設された成層ブレードにより薄層に成層
   すると共に、これらトナー供給ローラ、現像ローラ、及
   び成層ブレードに電圧を印加して画像形成を行う際に上
   記電荷の状態を測定する方法であり、これらトナー供給
   ローラ、現像ローラ、及び成層ブレードを流れる電流値
   の測定を行って上記電荷の状態を観測する請求項１記載
   の電荷移動状態の観測方法。
3. 【請求項３】 上記電流値の総和から上記現像ローラと
   潜像保持体との間を移動する電荷量を算出して上記電荷
   の状態を観測する請求項１又は２記載の電荷移動状態の
   観測方法。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項に記載の観
   測方法により、潜像保持体と現像ローラとの間を移動す
   る電荷の状態を観測して、電子写真システムにおける現
   像プロセスの評価を行うことを特徴とする現像プロセス
   の評価方法。