JP2006317889A - 現像装置及び現像剤量検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 現像剤担持体上の現像剤量を正確に制御することにより、高画質の画像を安定して形成する。
【解決手段】 現像剤担持体上の現像剤量を透磁率センサで検知し、検知結果に基づいて、現像剤担持体上の現像剤量を規制する規制手段を制御する。
【選択図】 図１

Description

本発明は磁性現像剤を用いて現像を行う現像装置に関する。

近年、電子写真プロセスにより画像を形成する画像形成装置がＰＯＤ（Ｐｒｉｎｔ Ｏｎ Ｄｅｍａｎｄ）市場において使用される傾向にあるが、このような使用に応えるために、電子写真による画像形成技術に高画質化が要求されている。

電子写真法による画像形成においては、高画質画像形成のために微粒子状のトナーとキャリアを主成分とする２成分現像剤を現像剤担持体により現像領域に搬送して現像が行われるが、高画質化のためには、現像剤担持体上を搬送される現像剤の量を精度よく制御することが必要になる。

このような現像剤搬送量の制御が必要なのは、主として、次に説明する理由による。

高画質の画像を形成するために、小粒径のトナーが用いられるが、トナーの小粒径化に伴って、キャリアにも小粒径キャリアが必要になる。

しかるに、キャリアを小粒径化すると、キャリア粒子個々の磁化の強さが低下して現像剤担持体上の現像剤層の厚さの許容幅が狭くなる。

即ち、現像剤層の厚さが小さい場合、トナー像の濃度が低下し、現像剤層の厚さが大きい場合、キャリア付着や現像領域における現像剤の詰まりが発生しやすくなる。

現像剤担持体上の現像剤層の制御に関しては、特許文献１において、現像剤層が形成された現像剤担持体の反射率を測定することにより、現像剤層の厚さを検知するものや、特許文献２において、圧電センサを用いて、現像剤層の厚さを検知するものが提案されている。
特開２０００−２６７４３６号公報 特開２００２−２５８６１３号公報

高画質の画像を形成することを目的として行われる現像剤担持体上の現像剤量の制御には、特許文献１、２のような現像剤層の厚さの検知では不十分である。

例えば、特許文献１の検知では、現像剤担持体上の現像剤層の厚さが薄い場合には、現像剤量を正確に検知できるが、厚い場合には、現像剤により現像剤担持体が完全に覆われてしまって検知できない。また、特許文献２の方法では、センサ出力が現像剤層の厚さにリニアに対応せず、現像剤層の厚さを正確に検知することができない。

本発明は、特許文献１、２におけるような現像剤量検知上の問題を解決し、現像剤担持体上の現像剤量を正確に検知し、それにより、現像剤担持体上の現像剤量を正確に制御し、高画質の画像形成を可能にすることを目的とする。

前記目的は下記の発明により達成される。
（請求項１）
現像剤を現像領域に搬送し、該現像領域において現像剤層を形成する現像剤担持体、
該現像剤担持体上の現像剤の量を規制する規制手段、
前記現像剤担持体上を搬送される現像剤の量を検知する現像剤量検知手段及び、
前記現像剤量検知手段の検知結果に基づいて、前記規制手段を制御する制御手段を有する現像装置において、
前記現像剤量検知手段は、前記現像剤担持体上の現像剤の透磁率を測定することにより現像剤の量を検知する透磁率センサからなることを特徴とする現像装置。
（請求項２）
前記現像剤量検知手段は、前記現像剤担持体の磁界発生手段が有する２磁極の間であって、前記現像剤担持体の表面における法線方向の磁束密度が２０ｍＴ以下の位置に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
（請求項３）
前記規制手段は、前記現像剤担持体に対向して配置され、回転する層形成スリーブ及び該層形成スリーブ内に配置された磁界発生手段を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の現像装置。
（請求項４）
前記制御手段は、環境に応じて制御条件を変更することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の現像装置。
（請求項５）
前記制御手段は、現像剤の嵩密度に応じて制御条件を変更することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の現像装置。
（請求項６）
体積平均粒径２５〜３５μｍのキャリアを含有する現像剤を用いて現像を行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の現像装置。
（請求項７）
現像剤担持体上を搬送される現像剤の透磁率を検知する第１透磁率センサ、現像剤室内の現像剤の透磁率を検知する第２透磁率センサ及び演算手段を有し、該演算手段は、前記第２透磁率センサを出力に基づいて、前記第１透磁率センサの出力から、現像剤の嵩密度の変化による変化分を除外して現像剤の量を読み取ることを特徴とする現像剤量検知装置。
（請求項８）
前記第１、第２透磁率センサはそれぞれコントロールバイアス端子を有し、前記演算手段は、トナー濃度の制御値の変更に対応して前記第１、第２透磁率センサの前記コントロールバイアス端子の入力電圧を変更することを特徴とする請求項７に記載の現像剤量検知装置。

本発明により、現像剤の劣化、環境の変化、トナー濃度の変化等により、現像剤担持体上を搬送される現像剤の量が変動することが良好に防止され、高画質の画像を安定して形成する現像装置が実現される。

請求項２の発明により、現像剤担持体上の現像剤の量の測定誤差が少なく、正確な現像剤量が検知される。

請求項３の発明により、現像剤担持体上の現像剤量制御が正確に行われるので、特に、安定した画質が形成される。

請求項４の発明により、環境の変化により現像剤搬送量が変化することがなく、安定した画質の画像が形成される。

請求項５の発明により、現像剤のトナー濃度の変化により現像剤搬送量が変化することがなく、安定した画質の画像が形成される。

請求項６の発明により、解像度、中間調の表現性等において優れた高画質の画像を形成することが可能となる。

請求項７又は８の発明により、現像剤の嵩密度の変化による検知誤差を除外して正確に現像剤量を検知することが出来る。

以下に、本発明の実施の形態を用いて説明するが、本発明はかかる実施の形態に限られない。
＜現像装置＞
図１は本発明の実施の形態に係る現像装置を示す図である。現像装置１０は感光体１に対向して配置され、感光体１上に形成された静電潜像を現像して、トナー像を形成する。

現像装置１０では、矢印Ｗ１のように回転する感光体１に対して、現像領域Ｄにおいて所定の間隔（現像間隔）を隔てて現像スリーブ１１が配置され、現像スリーブ１１が矢印Ｗ２のように反時計方向に回転することにより、現像領域Ｄにおいて、現像スリーブ１１上に形成された磁気ブラシにより、感光体１上の静電潜像が現像される。なお、感光体１と現像スリーブ１１とは、図示の例では現像領域Ｄにおいて、反対方向に移動するが、同方向に移動してもよい。現像スリーブ１１内には、複数の磁極Ｎａ１〜Ｎａ３、Ｓａ１、Ｓａ２を有する磁界発生手段としての磁石ロール１２が設けられる。

現像スリーブ１１に対向して配置され、矢印Ｗ３のように、反時計方向に回転する層形成スリーブ１３、層形成スリーブ１３内に配置され、複数の磁極Ｎｂ１、Ｓｂ１、Ｓｂ２を有する磁界発生手段としての磁石ロール１４、現像スリーブ１１に対向して配置され、現像スリーブ１１に現像剤を供給するとともに、現像スリーブ１１から現像剤を回収し、また、現像剤を攪拌する搬送・攪拌部材１５及び現像剤を搬送・攪拌するする搬送・攪拌部材１６を有する。

現像剤としては、トナーとキャリアを主成分とする２成分現像剤が用いられ、搬送・攪拌部材１５、１６により搬送・攪拌されて、キャリアとトナーとが均一に混合されるとともに、トナーが帯電される。

現像スリーブ１１には、電源Ｅにより、直流電圧からなるバイアス電圧又は直流電圧に交流電圧が重畳されたバイアス電圧が印加される。

トナーとしては、感光体１の帯電極性と同一極性に帯電するトナーが用いられ、電源Ｅにより感光体１の帯電極性と同極性の直流電圧又は直流成分のバイアス電圧を印加する反転現像が好ましい。本実施の形態においては、負帯電性のＯＰＣ感光体１に対して負帯電性のトナーが用いられ、負の直流成分を有する現像バイアスを印加した反転現像が行われる。

現像スリーブ１１と磁石ロール１２とは現像剤担持体を構成し、該現像剤担持体により現像剤が現像領域Ｄに連続的に搬送・供給され、感光体１上の静電潜像が現像される。

層形成スリーブ１３と磁石ロール１４とは規制手段を構成し、現像スリーブ１１との対向位置において、現像スリーブ１１に対して反対方向に移動する層形成スリーブ１３により現像スリーブ１１に供給された現像剤が均一な層に形成される。規制により現像剤の一部が層形成ローラ１３に移るが、層形成スリーブ１３上の現像剤は、層形成スリーブ１３上に磁極Ｓｂ１、Ｓｂ２により形成される反発磁界により、層形成スリーブ１３から離脱して現像剤室に落下する。

現像剤は搬送・攪拌部材１５から現像スリーブ１１へと搬送されるとともに、層形成スリーブ１３により、現像スリーブ１１上の搬送量が規制され、現像スリーブ１１上に均一な厚さの現像剤層が規制される。搬送・攪拌部材１５、１６にはスクリューが好まく用いられ、搬送・攪拌部材１５と搬送・攪拌部材１６とは互いに反対の軸方向に現像剤を搬送しつつ攪拌する。

現像スリーブ１１の矢印Ｗ２の回転により、現像剤が現像領域Ｄに搬送され、感光体１上の静電潜像を現像する。現像領域を通過した現像剤は現像スリーブ１１から剥離して、搬送・攪拌部材１５により回収され、搬送・攪拌部材１６に還流する。

前記に説明した現像剤の流れが連続的に形成されて現像が連続して行われる。

現像により消費されたトナーは矢印Ｗ４で示すように現像装置１０の上方から補給される。

層形成ローラ１３が現像スリーブ１１に対向する対向する位置から、現像スリーブ１１の移動方向下流側に現像剤量検知手段としての透磁率センサ１７が配置される。

透磁率センサ１７（第１透磁率センサ）は、現像スリーブ１１上を搬送される現像剤の透磁率を検知するものであり、従来、現像剤のトナー濃度検知手段として用いられているものを使用することができ、プローブから外に向かって磁界を形成するコイル１７ａ（図２参照）を有し、磁界により誘起される電流を検知することによりプローブ近傍の透磁率を検知するが、該プローブ近傍に存在する現像剤の透磁率が変化した場合の誘起電流を検知することによって現像剤の量が検知される。

２１は搬送・攪拌スクリュー１５、１６が配置された現像剤室内の現像剤のトナー濃度を検知する透磁率センサであり、現像装置１０の底板１０Ａの下面に取り付けられる。透磁率センサ１７、２１は図３に示すように、現像装置１０における現像スリーブ１１、搬送・攪拌部材１５、１６の軸方向の端部に設けられる。

現像剤としては、小粒径トナー及び小粒径キャリアを主成分とする２成分現像剤が好ましく用いられる。

小粒径トナーとしては、体積平均粒径４．５〜６．５μｍの重合トナーが好ましく、小粒径キャリアとしては、体積平均粒径２５〜３５μｍのキャリアが好ましい。

高解像度を有し、中間調画像の表現性等の画像特性に優れた画像を形成するには粒径６．５μｍ以下のトナーが好ましいが、４．５μｍよりも粒径が小さいと、かぶり等が発生しやすくなる。

小粒径トナーに対応して小粒径キャリアが用いられるが、粒径２５μｍよりも小粒径になると、キャリアが飛散しやすく、感光体へのキャリア付着等が発生しやすくなる。また、３５μｍよりもキャリア粒径が大きいと、磁気ブラシの穂が粗になりやすく、ソフト現像が難しくなる。

トナーの体積平均粒径は、コールターマルチサイザー（ベックマン・コールター社製）で測定される。粒径測定においてはコールターマルチサイザーを用い、粒度分布を出力するインターフェース（日科機社製）、パーソナルコンピューターを接続して使用する。前記コールターマルチサイザーにおいて使用するアパーチャーとしては１００μｍのものを用いて、２μｍ以上のトナーの体積分布を測定して体積基準の平均粒径を算出する。

キャリアの体積平均粒径は、湿式分散器を備えたレーザー回折式粒度分析装置「ＨＥＬＯＳ」（シンパテック株式会社製）により測定される体積基準の平均粒径である。

図２は現像剤担持体と規制手段との配置を示す図である。

現像剤担持体の磁石ロール１２は、現像極としてのＳ磁極極Ｓａ１、反発磁界を形成し、現像スリーブ１１から現像剤を剥離するＮ極Ｎａ１、Ｎａ２、層形成極としてのＳ極Ｓａ２及び搬送極としてのＮ極Ｎａ３を有する。

規制手段の磁石ロール１４は層形成極Ｓａ２に対向する層規制極としてのＮｂ１極及び反発磁界を形成し、層形成スリーブ１３から現像剤を剥離するＳ極Ｓｂ１、Ｓｂ２を有する。

現像スリーブ１１の回転中心Ｐ１と、層形成スリーブ１３の回転中心Ｐ２とは、Ｐ１とＰ２とを結ぶ直線ＰＬが水平線ＨＬに対して角度θで配置され、層形成スリーブ１３が現像スリーブ１１に対して上方に位置するように配置される。層形成極Ｓａ２及び規制極Ｎｂ１はほぼ直線ＰＬ上に位置する。

透磁率センサ１７は、前記のようにプローブ近傍の透磁率を検知するものであるために、透磁率を検知する空間に強い外部磁界が形成されないことが望ましい。従って、磁石ロール１２により形成される現像スリーブ１１上の法線方向の磁束密度が２０ｍＴ以下の位置に設置されることが望ましい。

このために、透磁率センサ１７は層形成極Ｓａ２の下流であって、層形成極Ｓａ２と搬送極Ｎａ３とのほぼ中間位置に配置される。透磁率センサ１７はコイル１７ａ及び調整用コア１７ｂを有し、調整用コア１７ｂを用いて、特性を調整することが出来る。調整は、現像装置１０中に現像剤がない状態で透磁率センサ１７の出力をモニターし、調整用コア１７ｂを矢印Ｗ５のように移動させることにより行われる。

現像スリーブ１１上を搬送される現像剤の量は、層形成スリーブ１３の回転速度を制御することにより制御され、現像スリーブ１１上を搬送される現像剤の量を検知する透磁率センサ１７の出力に基づいて制御される。以下に、透磁率センサ１７による現像剤量の検知及び、該検知の結果に基づいた現像剤量の制御について説明する。
＜現像剤量の制御＞
図４は現像スリーブ１１上を搬送される現像剤の量を検知し、検知結果に基づいて、現像スリーブ１１上を搬送される現像剤の量を制御する制御系のブロック図である。制御手段１８は透磁率センサ１７の出力に基づいて、モータ１９を制御して層形成スリーブ１３の回転速度を制御し、現像スリーブ１１上を搬送される現像剤の量を制御する。制御手段１８は、また、以下に説明するように、現像剤の量を演算する演算手段として機能する。

図５は現像スリーブ１１上を搬送される現像剤の量に対する透磁率センサ１７の出力を示す。

直線Ｌａ１〜ｌａ３、Ｌｂ１〜Ｌｂ３で示すように、透磁率センサ１７の出力は現像スリーブ１１上の現像剤搬送量の増加にほぼリニアな関係で増加する。従って、透磁率センサ１７の出力により現像スリーブ１１上を搬送される現像剤の量を正確に検知することができる。

現像剤の搬送量の正確な検知により、現像スリーブ１１上の搬送される現像剤の量を正確に制御することが可能となる。

即ち、制御手段１８は透磁率センサ１７の出力を入力し、該出力に基づいて、層形成ローラ１３を回転駆動するモータ１９を制御する。具体的には、現像スリーブ１１上の現像剤量が多いときは、層形成スリーブ１３の回転速度を高くし、現像剤量が少ないときは、層形成スリーブ１３の回転速度を低くする。

この制御において、制御手段１８は、環境センサ２０及びトナー濃度検知を検知する透磁率センサ２１（第２透磁率センサ）の出力に基づいて、制御条件を変更する。透磁率センサ２１は現像剤室内の現像剤の透磁率を検知することにより、トナー濃度を検知する。

図５（ａ）は現像剤のトナー濃度に対する透磁率センサ１７の出力変化を示す。図のように、トナー濃度が低い場合に高い出力Ｌａ１となり、トナー濃度が高い場合に、低い出力Ｌａ３となる。従って、制御手段１８は、現像剤室内の現像剤のトナー濃度を検知する透磁率センサ２１の出力に基づいて、制御条件を変更し、トナー濃度の変動に影響されず、搬送される現像剤の量が一定となるように、モータ１９を制御する。

図５（ｂ）は湿度の変化に対する透磁率センサ１７の出力の変化を示す。透磁率センサ１７の出力は低湿度において、高い値Ｌｂ１となり、高湿度において低い値Ｌｂ３となる。制御手段１８は湿度センサ２０を出力に基づいて、制御条件を変更することにより、湿度に影響されず、一定の搬送量となるように、モータ１９を制御する。また、環境、現像剤の劣化度によっても、現像剤の嵩密度が変化し、透磁率センサにより検知される透磁率が変化する。透磁率センサ２１により現像剤の嵩密度の変化による透磁率変化を検知するので、透磁率センサ２１の出力に基づいて、制御条件を変えることにより、現像剤の嵩密度の変化分を除外して制御が行われる、現像剤量の正確な制御が行われる。

次に、透磁率センサ２１の出力を用いた現像剤量制御の補正について説明する。

図４において、磁率センサ１７、２１はそれぞれ出力端子１７ｃ、２１ａを有するとともに、コントロールバイアス端子１７ｄ、１７ｂを有し、これらセンサの出力はコントロールバイアス端子１７ｄ、２１ｂの入力電圧を調整することにより調整される。

図６は現像スリーブ１１上を搬送される現像剤の量を検知する透磁率センサ１７の出力ＶｏＳ及び現像剤室内の現像剤のトナー濃度を検知する透磁率センサ２１の出力ＶｏＲのトナー濃度Ｔｃに対する変化を示す。図６の測定系では透磁率センサ１７、２１のコントロールバイアスを一定に設定しており、図示のように、出力ＶｏＳ、ＶｏＲはともに、トナー濃度Ｔｃの増加に対してリニアに低下する。

図７はコントロールバイアスＶｃを変えたときの、透磁率センサ１７、２１の出力ＶｏＳ、ＶｏＲの変化を示す。図７を用いて透磁率センサ１７、２１のコントロールバイアスＶｃＳ、ＶｃＲが次のように設定される。

出力ＶｏＳとＶｏＲとが同じレベルの出力ＶｏａとなるようにコントロールバイアスＶｃＳ、ＶｃＲを設定する。ただし、この設定は現像スリーブ１１上の現像剤量が基準の制御値、即ち、適正な画像を形成する量に設定された上での設定である。このコントロールバイアスＶｃＳ、ＶｃＲの設定によって、現像スリーブ１１上を搬送される現像剤の量が制御値の場合、透磁率センサ１７の出力ＶｏＳと透磁率センサ２１の出力ＶｏＲとが等しくなる。

このようにして設定された透磁率センサ１７、２１の出力変化を読み取ることにより、透磁率センサ１７の出力のうちのトナー濃度による変化分に対する補正が透磁率センサ１７の出力ＶｏＳに対して行われ、現像スリーブ１１上を搬送される現像剤の量が正確に検知される。

図８及び表１によりこの補正を説明する。

図８において、実線で示す斜線が透磁率センサ１７の出力ＶｏＳを示し、破線で示す横軸に平行な線が透磁率センサ２１の出力ＶｏＲを示す。なお、図８の横軸は現像スリーブ１１上の現像剤量であり、縦軸は透磁率センサ１７、２１の出力レベルを示す。

前記に説明したように、透磁率センサ１７、２１の出力は現像剤量（現像スリーブ１１上の現像剤量）及びトナー濃度ともに、制御における目標値である制御値の場合に等しい出力レベルとなるように設定されているので、透磁率センサ１７の出力ＶｏＳ及び透磁率センサ２１の出力ＶｏＲがともにレベルＶｏ１のとき、現像剤量が制御値であることが検知されるだけでなく、ＶｏＳ、ＶｏＲともに、レベルＶｏ２にあるときにも、現像剤量が制御値にあることが検知される。そして、出力ＶｏＳがレベルＶｏ１より高いＶｏ２にあり、出力ＶｏＲがレベルＶｏ１であるときは、現像剤量が制御値よりも多いＢであることが検知され、出力ＶｏＳが初期レベルＶｏ１であり、出力ＶｏＲが少ないにある表１に示すように、レベルｏ１よりも高いレベルＶｏ２にあるときは、現像剤量が制御値よりも少ないＡであることが検知される。

このように、現像剤量を検知する透磁率センサ１７の出力のみから現像剤量を検知するのではなく、透磁率センサ２１の出力を用いて補正して検知することにより、トナー濃度による透磁率センサ２１の変化分を除外した正確な現像剤量が検知される。透磁率センサ２１により検知される透磁率は、現像剤のトナー像度、湿度、現像剤の劣化度とうによる現像剤の嵩密度に対応している。従って、透磁率センサ２１の出力の変化分を除外することにより、現像剤の嵩密度の変化分を除外して、現像剤量の変化が検知される。

現像剤のトナー濃度は種々の条件や目的に応じて異なったレベルに設定される。即ち、画像濃度等に画質制御を目的として、現像剤の劣化度に応じて、環境（温度・湿度）の変化に応じてなど、目的、条件に対応して異なる制御値にトナー濃度を維持する制御が行われる。

トナー濃度の制御値の変更は、コントロールバイアスＶｃＳ、ＶｃＲを調整することにより行われる。図７にこの調整を示す。図７のように、変更されたトナー濃度の制御値における透磁率センサ１７のコントロールバイアスをＶｃＳからＶｃＳ’に変更する。そして、コントロールバイアスＶｃＳ’への変更に対応して、透磁率センサ２１のコンとローラバイアスをＶｃＲからＶｃＲ’に変更して、透磁率センサ１７、２１の出力が同一トナー濃度の場合に等しくなるように設定する。

図４における制御手段１８は、透磁率センサ１７の出力に基づいて読み取る現像剤量を透磁率センサ２１の出力に基づいて補正することにより、現像シリ−ブ１１を搬送される現像剤の量を検知し、モータ１９を制御して層形成スリーブ１３の回転速度を調整し、現像剤量を常に一定に維持する制御を行うが、画像濃度等の画質制御を目的として、現像剤の劣化度に応じて、あるいは環境（温度・湿度）の変化に応じてトナー濃度の基準値を変更する場合には、コントローブバイアスＶｃＳ、ＶｃＲを変更してトナー濃度の制御値の変更に左右されない現像剤量の検知を行う。

図９は本発明の他の実施の形態を示す。

本実施の形態においては、現像スリーブ１１上の現像剤の搬送量が規制手段としての規制ブレード１３Ａにより規制される。規制ブレード１３Ａはその先端がブレード駆動手段２２により矢印Ｗ６のように変位して、現像スリーブ１１と規制ブレード１３Ａ間の間隔を変化させる。これにより現像スリーブ１１上の現像剤の量が制御される。

制御手段１８は透磁率センサ１７の出力に基づいて、ブレード駆動手段２２を制御して、規制ブレード１３Ａを矢印Ｗ６のように変位させ、現像スリーブ１１上を搬送される現像剤の量を制御する。

＜実施例＞
次の構成の画像形成装置を用いて画像形成試験を行った。
・画像形成装置：４Ａサイズ横送り時に、７５枚／分のデジタルモノクロ複写機
・プロセススピード（感光体の線速度）：４２０ｍｍ／ｓｅｃ
・画像領域対非画像領域比：６２．５／３７．５
・感光体ドラム径：８０ｍｍ
・感光体帯電電圧：−７００Ｖ
・現像スリーブ電位：−５００Ｖ
・感光体ベタ露光部電位：−５０Ｖ
・現像バイアスＡＣ成分：１．０ｋＶｐ−ｐ、周波数５ｋＨｚ、矩形波
・露光手段：半導体レーザ（波長７８０ｍｍ）
・現像スリーブ径：３０ｍｍ
・現像スリーブ内磁石ロール：磁極数５、現像スリーブ軸方向の着磁長さ：３３０ｍｍ
・現像間隔（感光体と現像スリーブとの最短距離）：０．３ｍｍ
・現像スリーブ上の現像剤搬送量（目標値）：２５０ｇ±４０ｇ／ｍ²
・現像スリーブ／感光体速度比：２．０
・層形成スリーブ径：２０ｍｍ
・層形成スリーブ内磁石ロールの磁極数：３
・現像スリーブと層形成スリーブとの最短距離：０．５ｍｍ
・層形成スリーブ線速度／現像スリーブの移動速度比：０．５〜２．０
・・・・・・・・・・透磁率センサの出力に基づいて制御
・現像スリーブと層形成スリーブとの回転方向：カウンター方向
（対向位置における両者の移動方向が反対）
・現像スリーブと層形成スリーブとの配置：５０°（現像スリーブの回転中心と層形成ローラの回転中心とを結ぶ直線の水平線に対する角度、層形成スリーブの方が上）
・現像スリーブ内の磁石ロールの層形成極：ピークの磁束密度：５０ｍＴ、半値幅：５０°
・層形成スリーブ内の磁石ロールの規制極：ピークの磁束密度：４０ｍＴ、半値幅：４０°
＜比較例＞
図１において、透磁率率センサ１７の代わりに、現像スリーブ１１に光を投射し、反射光を測定して、現像スリーブ１１の反射率を測定する反射率センサを用いた。

図１０は反射率センサの出力特性を示すが、図示のように、反射率センサ１７Ａは点Ｒ以下の搬送量では、搬送量に対してリニアは変化をするが、Ｒを超えると搬送量の変化に対して変化しなくなる。

次の条件の他は実施例と同じ条件とした。
・現像スリーブとブレードとの間隔：０．６〜０．７ｍｍ
・・・・・・・・・・反射率センサの出力に基づいて制御
画像形成試験の結果を表２に示す。

表２に示す結果は、５０００枚プリント毎にベタ画像の濃度をＸ−Ｒｉｔｅ濃度計を用いて濃度を測定し、
ａ．ベタ濃度の評価では、濃度１．３５〜１．４５の範囲内であればＯＫ、即ち、画質良好と判定し、この範囲外のときは、良好でないと判定した。
ｂ．かぶり濃度の評価では、５０００枚プリント毎にＸ−Ｒｉｔｅ濃度計による相対反射濃度が０．００６以下のとき、ＯＫ、即ち、かぶりが実質上なしと判定し、０．００６を超えたときに、かぶりありとを判定した。
ｃ．キャリア付着については、５０００枚プリント毎に縦ライン画像（２ライン黒、２ライン白の繰り返しパターン）の画像を形成し、目視によりキャリア付着を評価した。

標準的なキャリア付着の限度見本を判定基準として用い、キャリア付着が限度見本以下の場合をＯＫとし、限度見本よりも多い場合をキャリア付着有りとした。

表１に示すように、実施例では、１０万枚の画像形成を通じて良好な画像が形成されたが、比較例では、高温高湿環境及び一般環境において、キャリア付着があった。

なお、一般環境は温度２０℃、湿度４０％、低温低湿環境は温度１０℃、湿度２０％、高温高湿環境は温度３０℃、湿度８％である。

比較例においては、プリント枚数が多い場合にかぶり及びキャリア付着が発生しているが、これは、プリント枚数が多くなるに従って、トナーの帯電量が減少し、結果として、現像剤の嵩密度が減少し、現像スリーブ上の現像剤量が増加する傾向が出るが、反射率センサを用いた場合、搬送量の増加に対して制御が有効に機能しないことによると考えられる。

本発明の実施の形態に係る現像装置の例を示す図である。 現像剤担持体と規制手段との配置を示す図である。 第１透磁率センサ及び第２透磁率センサの配置を示す図である。 制御系のブロック図である。 現像スリーブ上を搬送される現像剤の量に対する透磁率センサの出力を示すグラフである。 透磁率センサ出力のトナー濃度変化に対応した変化を示す図である。 透磁率センサのコントロールバイアスの設定を説明するための図である。 透磁率センサの出力から現像剤量を読み取る際の補正を説明するための図である。 本発明の実施の形態に係る現像装置の他の例を示す図である。 反射率センサの出力特性を示すグラフである。

符号の説明

１ 感光体
１０ 現像装置
１１ 現像スリーブ
１２、１４ 磁石ロール
１３ 層形成スリーブ
１７、２１ 透磁率センサ
１８ 制御手段
１９ モータ
２０ 環境センサ
２１ トナー濃度検知手段

Claims (8)

1. 現像剤を現像領域に搬送し、該現像領域において現像剤層を形成する現像剤担持体、
   該現像剤担持体上の現像剤の量を規制する規制手段、
   前記現像剤担持体上を搬送される現像剤の量を検知する現像剤量検知手段及び、
   前記現像剤量検知手段の検知結果に基づいて、前記規制手段を制御する制御手段を有する現像装置において、
   前記現像剤量検知手段は、前記現像剤担持体上の現像剤の透磁率を測定することにより現像剤の量を検知する透磁率センサからなることを特徴とする現像装置。
2. 前記現像剤量検知手段は、前記現像剤担持体の磁界発生手段が有する２磁極の間であって、前記現像剤担持体の表面における法線方向の磁束密度が２０ｍＴ以下の位置に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記規制手段は、前記現像剤担持体に対向して配置され、回転する層形成スリーブ及び該層形成スリーブ内に配置された磁界発生手段を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の現像装置。
4. 前記制御手段は、環境に応じて制御条件を変更することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の現像装置。
5. 前記制御手段は、現像剤の嵩密度に応じて制御条件を変更することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の現像装置。
6. 体積平均粒径２５〜３５μｍのキャリアを含有する現像剤を用いて現像を行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の現像装置。
7. 現像剤担持体上を搬送される現像剤の透磁率を検知する第１透磁率センサ、現像剤室内の現像剤の透磁率を検知する第２透磁率センサ及び演算手段を有し、該演算手段は、前記第２透磁率センサを出力に基づいて、前記第１透磁率センサの出力から、現像剤の嵩密度の変化による変化分を除外して現像剤の量を読み取ることを特徴とする現像剤量検知装置。
8. 前記第１、第２透磁率センサはそれぞれコントロールバイアス端子を有し、前記演算手段は、トナー濃度の制御値の変更に対応して前記第１、第２透磁率センサの前記コントロールバイアス端子の入力電圧を変更することを特徴とする請求項７に記載の現像剤量検知装置。

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