JPH0627807A

JPH0627807A - 現像装置

Info

Publication number: JPH0627807A
Application number: JP4220576A
Authority: JP
Inventors: Yuji Hiraoka; 佑二平岡; Tomotaka Yamaguchi; 智貴山口
Original assignee: HIRAOKA H I KENKYUSHO KK
Current assignee: HIRAOKA H I KENKYUSHO KK
Priority date: 1992-07-09
Filing date: 1992-07-09
Publication date: 1994-02-04
Also published as: US5365318A

Abstract

(57)【要約】【目的】周囲環境め変化等にもかかわらず画像不良が
なく安定した現像ができるようにする。【構成】反射濃度センサ１３は感光体１０上の現像剤
濃度を検出し、比較制御部１６は反射濃度センサ１３か
らの出力に基づいて多孔質導電性弾性部材２，導電性層
厚規制板３および現像剤担持体１に高電圧を印加する高
圧電源Ｅ１，Ｅ２およびＥ３の出力を制御し、多孔質導
電性弾性部材２は現像剤担持体１への現像剤Ｔの供給お
よび現像剤Ｔの帯電を行い、導電性層厚規制板３は現像
剤担持体１上への現像剤Ｔの層厚を規制して現像剤Ｔの
薄層を形成するとともに現像剤Ｔに対して所定量の帯電
を行い、現像剤担持体１は現像剤Ｔの薄層を感光体１０
に対向する現像域に運んで感光体１０上の静電潜像画像
部電位と現像剤担持体１の表面電位との間の電界中で現
像剤Ｔの移動を生じさせて現像を行わせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は静電潜像を現像剤にて現
像する現像装置に関し、特に非磁性一成分の現像剤を用
いる現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、静電潜像、例えば一様帯電さ
れた感光体上に画像情報に基づく露光により形成される
静電潜像を現像する現像法としては、一般にトナーとキ
ャリアとからなる二成分の現像剤を用いる現像法、特に
磁気ブラシ現像法（以下、単に二成分磁気ブラシ現像法
という）が多く用いられている。

【０００３】しかし、二成分磁気ブラシ現像法は、現像
装置が大型化する、トナーとキャリアとの混合比の安定
化が難しい、攪拌によるトナーの帯電の安定化が難しい
等といった実用上の問題点をもっている。

【０００４】また、最近では、トナー自体に磁性をもた
せた一成分の現像剤を用いる磁気ブラシ現像法（以下、
単に一成分磁気ブラシ現像法という）も実用化されてい
る。

【０００５】しかし、一成分磁気ブラシ現像法は、現像
装置の小型化を達成できるものの、現像剤が磁性粉を含
んでいるために、カラー化に問題点を残すものとなって
いる。

【０００６】以上のような観点から、非磁性一成分の現
像剤を用いた現像法（以下、単に非磁性一成分現像法と
いう）が提案されており、多くの研究が進められてい
る。

【０００７】そして、非磁性一成分現像法でも、現像剤
と静電潜像保持体（例えば、感光体）とが接触するよう
にして現像を行う方法と、現像剤と静電潜像保持体とが
非接触で現像剤を静電潜像保持体に飛翔させて現像を行
う方法とに区別される。

【０００８】前者の接触法は、画像濃度の向上や現像剤
の供給の面では優れているものの、現像剤と静電潜像保
持体とが接触しているために地かぶりが発生しやすいと
いう欠点がある。さらに、今後のカラー化において装置
全体の構成の簡素化およびコストの低廉化となる１ドラ
ム上色重ね１回転写法には、接触型であるために混色の
問題が生じるので採用することができないという欠点が
ある。

【０００９】以上のことからも、後者の非接触・飛翔型
の非磁性一成分現像法が求められている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述した非接触・飛翔
型の非磁性一成分現像法を用いる従来の現像装置では、
非磁性一成分の現像剤を用いることから、現像剤担持体
上への現像剤の供給，帯電，薄層形成，現像域への搬送
および飛翔力の制御とともに、現像剤の除去，攪拌およ
び循環が安定して行われないと画像かすれ等の画像不良
が発生するという問題点があった。

【００１１】例えば、図５に示すような圧接ブレード５
３により現像剤Ｔの帯電と薄層形成とを同時に行う従来
の現像装置では、摩擦帯電のために現像剤Ｔの帯電量が
安定せず、圧接ブレード５３の材質や表而状態等の変
化、さらには周囲環境の変化によって大きく影響を受け
て信頼性に欠けるという問題点があった。

【００１２】また、静電潜像保持体５２上の静電潜像の
現像に使用されずに現像剤担持体５１上に残留した現像
剤Ｔが現像剤担持体５１上から除去されることがなく、
残留した現像剤Ｔが現像剤担持体５１の回転とともに次
回の現像に使用されることになるので、現像剤Ｔの帯電
量の安定性および現像剤Ｔの攪拌性にも問題点があっ
た。

【００１３】本発明の目的は、上述の点に鑑み、現像剤
の供給，帯電，薄層形成，現像域への搬送，飛翔力の制
御，除去，攬拌および循環を行う各機能をもちつつ、特
に現像剤を担持する現像剤担持体と、現像剤の供給，除
去および帯電に関与する導電性現像剤供給部材と、現像
剤の帯電の安定化に関与する導電性規制部材とを設け、
現像剤担持体，導電性現像剤供給部材および導電性規制
部材にそれぞれ接続される高圧電源の出力を制御するこ
とにより、画像不良がなく安定した現像ができるように
した現像装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】木発明の現像装置は、現
像剤を担持する現像剤担持体と、この現像剤担持体に接
触しながら回転可能に配設された導電性現像剤供給部材
と、前記現像剤担持体上への現像剤の層厚を規制して前
記現像剤担持体上に現像剤の薄層を形成するとともに現
像剤に対して所定量の帯電を行う導電性規制部材と、出
力が制御可能で前記現像剤担持体，前記導電性現像剤供
給部材および前記導電性規制部材に対してそれぞれ高電
圧を印加する高圧電源とを有することを特徴とする。

【００１５】

【作用】本発明の現像装置では、高電圧が印加された導
電性現像剤供給部材が現像剤担持体への現像剤の供給を
行うとともに現像剤に対して帯電を行い、高電圧が印加
された導電性規制部材が現像剤担持体上への現像剤の層
厚を規制して現像剤担持体上に現像剤の薄層を形成する
とともに現像剤に対して所定量の帯電を行い、高電圧が
印加された現像剤担持体が現像剤の薄層を静電潜像保持
体に対向する現像域に運んで静電潜像保持体上の静電潜
像画像部電位と現像剤担持体の表面電位との間の電界中
で現像剤の移動を生じさせて現像を行わせ、導電性現像
剤供給部材が現像後に現像剤担持体上に残留する現像剤
を掻き取る。さらに、周囲環境の変化，それに伴う現像
剤の帯電性能の変化，静電潜像保持体の特性の変化等に
伴う現像性能の変化に対しても、高圧電源の出力を制御
して静電潜像保持体への現像剤の付着量を一定に保つ。

【００１６】

【実施例】次に、本発明について図面を参照して詳細に
説明する。

【００１７】＜第１実施例＞図１は、本発明の第１実施
例に係る現像装置が配設された画像記録装置の構成図で
ある。本実施例の現像装置は、静電潜像が形成された感
光体（静電潜像保持体）１０とギャップｇをもって対向
されて回転可能に支持された金属ローラでなる現像剤担
持体１と、現像剤担持体１に一部が接触されつつ回転可
能に支持されたローラ状の多孔質導電性弾性部材（導電
性現像剤供給部材）２と、非磁性一成分現像剤（以下、
単に現像剤という）Ｔの層厚を規制して現像剤担持体１
上に現像剤Ｔの薄層を形成するとともに現像剤Ｔに対し
て所定量の帯電を行う導電性層厚規制板（導電性規制部
材）３と、現像剤供給部内の現像剤Ｔを攪拌する攪拌パ
ドル５と、現像剤担持体１の上部より現像剤Ｔが漏れる
のを防止する漏洩防止カバー６と、上記各部材を取り付
け現像剤Ｔを収納する現像剤供給部を形成する現像槽容
器７と、多孔質導電性弾性部材２に接続された高圧電源
Ｅ１と、導電性層厚規制板３に接続された高圧電源Ｅ２
と、現像剤担持体１に接続された高圧電源Ｅ３とから、
その主要部が構成されている。

【００１８】多孔質導電性弾性部材２は、導電性カーボ
ンを含んだ３次元構造の骨格組織をもった軟質ポリウレ
タンフォーム等の材料で、現像槽容器７の壁に支持され
回転可能となった金属軸２ａ上にロール状に形成されて
いる。多孔質導電性弾性部材２の金属軸２ａへの接着に
は、銀（Ａｕ）フィラー含有エポキシ系接着剤やカーボ
ンフィラー含有アクリル系接着剤などの導電性接着剤が
用いられる。多孔質導電性弾性部材２は、比抵抗が１０
^３〜１０^１０Ωｃｍ程度となっている。このため、多孔
質導電性弾性部材２に接続されている高圧電源Ｅ１と現
像剤担持体１に接続されている高圧電源Ｅ３との間での
リークはなく、多孔質導電性弾性部材２と現像剤担持体
１とはそれぞれの高圧電位を維持できるようになってい
る。なお、高圧電源Ｅ１の極性と現像剤Ｔの帯電極性と
は同極性となっている。

【００１９】また、多孔質導電性弾性部材２の多孔質の
レベルは、セル（孔）数として２５ｍｍ当たり１５個以
上〜４５個以下が望ましい。また、多孔質導電性弾性部
材２の現像剤担持体１への接触深さ（くい込み量）は、
現像剤Ｔの搬送性および現像後に現像剤担持体１上に残
留する現像剤Ｔの除去効果の面から見て０．５〜１．０
ｍｍ程度が実験的に良好であった。

【００２０】導電性層厚規制板３は、導電性材料（例え
ば、導電性カーボン）を分散あるいは付着させることに
より導電性を付与したシリコーンゴム板等により硬度６
０〜８０°程度で厚さが２〜３ｍｍ程度に形成されてい
る。導電性層厚規制板３は、シリコーンゴム板等の腹の
部分あるいは腹とエッジの部分が現像剤担持体１に当た
っており、接触圧によって規定されるものの、２０〜４
０μｍ程度の現像剤Ｔの薄層が現像剤担持体１上に形成
されるように現像剤Ｔの層厚を規制するとともに、現像
剤Ｔに対して所定量の帯電を行う。

【００２１】導電性層厚規制板３は、比抵抗が１０^３〜
１０^１０Ωｃｍ程度に選定されている。このため、導電
性層厚規制板３に接続されている高圧電源Ｅ２と現像剤
担持体１に接続されている高圧電源Ｅ３との間でのリー
クはなく、導電性層厚規制板３と現像剤担持体１とはそ
れぞれの高圧電位を維持できるようになっている。な
お、高圧電源Ｅ２の極性と現像剤Ｔの帯電極性とは同極
性となっている。

【００２２】なお、ここでは、導電性層厚規制板３を同
一材質にて構成する例を示したが、導電性層厚規制板３
の構成は、これに限られるものではなく、現像剤担持体
１と当接する面を含む付近が高電圧を印加できるととも
に所定の比抵抗をもち、かつそれを支持する部材により
現像剤担持体１への機械的な当接条件を満足できれば、
導電性層厚規制板３としての機能を満たすものである。

【００２３】攪拌パドル５は、特に形状等が限定される
ものではないが、現像槽容器７内の現像剤供給部におけ
る現像剤Ｔの攪拌および循環に効果的な形状のものであ
り、かつ現像剤Ｔの停留部や凝集部を形成しないものが
よい。

【００２４】漏洩防止カバー６は、厚み０．０２ｍｍ程
度のウレタンゴム板等で形成されるのが適当である。

【００２５】現像剤担持体１，多孔質導電性弾性部材２
および攪拌パドル５は、現像槽容器７外で歯車（図示せ
ず）を介して連結されており、矢印に示す方向にそれぞ
れ同時に回転するようになっている。

【００２６】一方、感光体１０の周りには、一様帯電を
行うコロトロンあるいはスコロトロンでなる帯電部１１
と、画像情報に従って露光を行うレーザスキャン方式等
による露光部（図示せず）と、感光体１０上の現像剤像
を記録媒体に転写するローラあるいはコロトロンでなる
転写部１２と、感光体１０上の現像剤像の反射濃度を測
定する反射濃度センサ１３と、感光体１０上に残留する
現像剤Ｔを除去するクリーニング装置１４と、感光体１
０上に残留する電荷を除電する除電ランプ１５とが配設
されている。

【００２７】感光体１０は、アルミニューム等の金属で
なる円筒体状のベース部材と、ベース部材の外周面にセ
レン等の感光物質を被覆してなる感光層とから構成され
ていて、ベース部材は接地されている。

【００２８】反射濃度センサ１３は、感光体１０の一周
面に対向するように配置され、基準光を出射して感光体
１０の表面で反射させてから入射することにより、感光
体１０上の現像剤濃度を検出するものである。感光体１
０のみのときの光反射率を基準とすると、現像剤Ｔがあ
る場合には光反射率は低い値となるので、反射濃度セン
サ１３の出力は低下する。反射濃度センサ１３の出力端
子は、比較制御部１６の一方の入力端子に接続されてい
る。

【００２９】比較制御部１６は、他方の入力端子が基準
データメモリ１７に接続され、３つの出力端子が高圧電
源Ｅ１，Ｅ２およびＥ３の制御端子にそれぞれ接続され
ている。比較制御部１６は、反射濃度センサ１３からの
出力と基準データメモリ１７からの基準データとを比較
して、高圧電源Ｅ１，Ｅ２およびＥ３の出力電圧を制御
する。

【００３０】高圧電源Ｅ１，Ｅ２およびＥ３は、比較制
御部１６からの出力に応じて出力電圧を変化させる定電
圧電源となっていて、多孔質導電性弾性部材２，導電性
層厚規制板３および現像剤担持体１にそれぞれ高電圧を
印加する。

【００３１】なお、高圧電源Ｅ１，Ｅ２およびＥ３の出
力が定電圧に制御されているにもかかわらず、現像装置
の現像性能は、周囲環境の変化に伴う現像剤Ｔの帯電性
能の変化，同じく周囲環境の変化に伴う感光体１０およ
び現像剤担持体１間の現像剤Ｔの飛翔能力の変化等によ
り変化する。また、現像装置の構成部材の長期間使用あ
るいは長期間未使用による状態変化によっても変化す
る。

【００３２】次に、このように構成された第１実施例の
現像装置の動作について、画像記録装置の動作とともに
説明する。

【００３３】画像記録装置が起動されると、実際の画像
形成プロセスに先立ち、画像濃度設定プロセスが開始さ
れ、現像剤担持体１，多孔質導電性弾性部利２，攪拌パ
ドル５および感光体１０は、それぞれ矢印で示す方向に
回転を開始する。

【００３４】このとき、高圧電源Ｅ１，Ｅ２およびＥ３
は、比較制御部１６からの出力により制御されて、初期
設定出力電圧にそれぞれ設定されている。例えば、高圧
電源Ｅ１は６００Ｖに、高圧電源Ｅ２は４００Ｖに、高
圧電源Ｅ３は５００Ｖにそれぞれ初期設定される。これ
らの初期設定出力電圧は、室温状態にて新規供給現像剤
Ｔが用いられる際に、感光体１０上に規定画像濃度とな
るように現像剤Ｔを移行するために、高圧電源Ｅ１，Ｅ
２およびＥ３の出力電圧として設定される値である。

【００３５】現像剤担持体１，多孔質導電性弾性部材２
および攪拌パドル５の回転が始まると、現像槽容器７内
の現像剤供給部に収納されている現像剤Ｔは、多孔質導
電性弾性部材２の回転により、図２中のに示すよう
に、多孔質導電性弾性部材２と現像剤担持体１との接触
部分に運ばれ、高圧電源Ｅ１に接続されている多孔質導
電性弾性部材２により電荷付与を受けて帯電される。

【００３６】多孔質導電性弾性部材２から電荷付与を受
けた現像剤Ｔは、現像剤担持体１および多孔質導電性弾
性部材２の回転とともに図２中のに示すように動き、
一部は導電性層厚規制板３により２０〜４０μｍ程度の
厚さに規制されて現像剤担持体１上に薄層を形成すると
ともに、高圧電源Ｅ２から高電圧が印加された導電性層
厚規制板３から電荷付与を受けて安定した所定の帯電量
に制御される。このときの現像剤担持体１と現像剤Ｔと
の付着力は、現像剤Ｔがもつ電荷と金属性の現像剤担持
体１との間での鏡像力である。

【００３７】現像剤担持体１上に形成された現像剤Ｔの
薄層は、現像剤担持体１の回転とともに静電潜像が形成
される感光体１０と（ギャップｇ−現像剤Ｔの薄層厚）
の距離をもって対向する現像域に運ばれる。

【００３８】現像剤担持体１には高圧電源Ｅ３から高電
圧が印加されており、現像域では感光体１０上の静電潜
像の画像部と非画像部とで表面電荷密度が異なるため、
現像剤Ｔの帯電量をｑ、現像域の位置での電界をＥとす
ると、静電潜像の画像部と非画像部とでは現像剤Ｔに働
く力Ｆ＝ｑＥが異なって、画像部のみで現像剤Ｔが現像
剤担持体１より感光体１０側に飛翔して移行する。

【００３９】現像に使用されなかった現像剤担持体１上
の現像剤Ｔは、現像剤担持体１の回転とともに現像槽容
器７内の現像剤供給部に再収納されるべく漏洩防止カバ
ー６の方向へと搬送される。漏洩防止カバー６は、現像
剤担持体１に当たっているが、柔らかく接触しており、
かつ湾曲状部分で当たっているため、現像剤Ｔは漏洩防
止カバー６により現像剤担持体１上から剥ぎ取られるこ
となく現像槽容器７内に導かれる。

【００４０】現像槽容器７内へと導かれた現像剤担持体
１上に残留する現像剤Ｔは、図２ので示すように、多
孔質導電性弾性部材２の方向へと搬送され、多孔質導電
性弾性部材２により現像剤担持体１上から掻き取られ、
図２中のに示すように多孔質導電性弾性部材２の回転
とともに現像槽容器７内の攪拌パドル５の方向へと運ば
れる。そこで、現像剤Ｔは、再び現像に寄与すべく現像
槽容器７内を循環し攪拌されることになる。

【００４１】現像槽容器７内の現像剤供給部では、現像
剤Ｔとして残留現像剤Ｔや未使用現像剤Ｔが入り混じっ
ているが、現像剤Ｔとして感光体１０に付着寄与するも
のはすべて多孔質導電性弾性部材２および導電性層厚規
制板３による接触および搬送を経るため、そこでの電荷
付与によって帯電量が制御される。

【００４２】現像剤Ｔの消費にともなって現像槽容器７
内の現像剤供給部に現像剤Ｔを補給する場合には、供給
用蓋７ａを開放することにより行うことができるし、ま
たカートリッジにて行うことも可能である。

【００４３】なお、画像濃度の確保のために感光体１０
の周速よりも現像剤担持体１の周速を速くしておくこと
は有効な方法である。また、多孔質導電性弾性部材２の
周速を現像剤担持体１の周速よりも速めておくことは、
現像剤担持体１上に残留する現像剤Ｔの掻取り効果を向
上させることができるばかりでなく、次の現像工程にお
ける多孔質導電性弾性部材２による現像剤担持体１への
現像剤Ｔの供給および帯電にも効果がある。

【００４４】一方、現像装置に対向して配置されている
感光体１０は、画像記録装置の起動とともに回転を開始
すると、まず帯電部１１により一様帯電され、感光体１
０上に実際に画像情報に基づく静電潜像を形成するのに
先立って、現像装置の現像性能をチェックするために、
露光部からの基準露光エネルギーの光ビームによって規
定面積、例えば５ｃｍ×５ｃｍ程度を露光され、基準静
電潜像を形成される。

【００４５】感光体１０上に形成された基準静電潜像
は、高圧電源Ｅ１，Ｅ２およびＥ３の出力電圧が前述の
初期設定出力電圧に設定された現像装置によって現像さ
れる。

【００４６】基準静電潜像の現像後、基準静電潜像が現
像された基準現像剤像が感光体１０の回転に伴って反射
濃度センサ１３と対向する位置まで移動されると、ここ
で反射濃度センサ１３によって基準現像剤像の光反射率
が測定され、反射濃度センサ１３からの出力が比較制御
部１６に入力される。

【００４７】データメモリ１７には、規定画像濃度とな
るときの感光体１０上の基準現像剤像の光反射率に対応
する第１の基準データが記録されており、比較制御部１
６は、基準データメモリ１７から第１の基準データを読
み出して、反射濃度センサ１３からの出力と比較する。

【００４８】ここで、第１の基準データに比べて反射濃
度センサ１３からの出力の方が高い値の場合、すなわち
初期設定出力電圧での現像による感光体１０上の基準現
像剤像の光反射率が規定画像濃度となるべき感光体１０
上の現像剤Ｔの光反射率より高い場合には、画像濃度の
不足ということになり、比較制御部１６は、現像装置の
現像性能をアップする必要があると判断する。そこで、
比較制御部１６は、例えば高圧電源Ｅ１の出力電圧を上
げるように、また高圧電源Ｅ２の出力電圧を下げるよう
に制御する。実験によれば、高圧電源Ｅ１の出力電圧が
６００Ｖ、高圧電源Ｅ２の出力電圧が４００Ｖ、高圧電
源Ｅ３の出力電圧が５００Ｖにそれぞれ初期設定されて
いるときに、例えば高圧電源Ｅ１の出力電圧を６００Ｖ
から６５０Ｖに上昇させるか、または高圧電源Ｅ２の出
力電圧を４００Ｖから３５０Ｖに低下させることにより
現像装置の現像性能をアップすることが可能であった。

【００４９】高圧電源Ｅ１の出力電圧を高くすることに
よる現像性能のアップは、多孔質導電性弾性部材２と現
像剤担持体１との間での電界上昇により現像剤担持体１
への現像剤Ｔの供給量が向上することによるものであ
る。また、高圧電源Ｅ２の出力電圧を低下させることに
よる現像性能のアップは、現像剤担持体１上の現像剤Ｔ
を導電性層厚規制板３により機械的および静電的に層厚
規制している中で静電的に規制している能力を低減させ
て現像域に運ばれる現像剤Ｔの量を増加させることによ
るものである。

【００５０】静電的に層厚規制している能力について
は、現像剤担持体１と導電性層厚規制板３との間を通過
する現像剤Ｔに対して、両者間で電界が形成されている
ため、この電界の変化によって現像剤担持体１への現像
剤Ｔの付着量が変化することによるものであり、現像剤
担持体１が導電性層厚規制板３より相対的に高電圧とな
れば、現像剤Ｔが現像剤担持体１により多く付着するこ
とになる。

【００５１】なお、現像性能を変化させる一般的な方法
とレては、現像剤担持体１に接続されている高圧電源Ｅ
３の出力電圧を変化させる方法があるが、この方法で
は、ちょっとした変化で画像濃度が変化しやすく、また
単純に現像バイアスを変化させることになるため、画像
濃度のアップとなるように変化させると地汚れが発生し
やすい。したがって、高圧電源Ｅ３の出力電圧のみの変
化だけでは十分な制御は難しいものである。

【００５２】次に、反射濃度センサ１３からの出力が第
１の基準データに等しいかより低い場合、すなわち現像
性能が十分と判断される場合には、感光体１０上の基準
現像剤像の光反射率の測定のみならず、感光体１０上の
非現像部の光反射率の測定をも行うようにする。このと
き、感光体１０上の非現像部には現像剤Ｔはないはずで
あるから、感光体１０のみの光反射率が測定されなけれ
ばならない。感光体１０のみの光反射率に対応するデー
タは第２の基準データとしてデータメモリ１７に記憶さ
れており、この第２の基準データが非現像部の光反射率
の測定時の反射濃度センサ１３からの出力と比較され
る。

【００５３】感光体１０上の非現像部の光反射率の測定
時に、反射濃度センサ１３からの出力が第２の基準デー
タより低い場合には、地汚れが発生していることにな
り、現像性能を低下させるように現像装置を制御する必
要がある。この場合も、比較制御部１６からの出力に応
じて高圧電源Ｅ１，Ｅ２およびＥ３が現像性能を低下さ
せるように制御される。例えば、高圧電源Ｅ１の出力電
圧の低下、高圧電源Ｅ２の出力電圧の上昇が考えられ
る。高圧電源Ｅ３の出力電圧の低下も考えられるが、先
の現像性能のアップのときの状況と同じく、ちょっとし
た変化で画像変化が大きく、またベタ黒の画像濃度の低
減にもなりかねないため、あまり好ましい制御とはいえ
ない。また、比較の結果として高圧電源Ｅ１，Ｅ２およ
びＥ３の出力電圧を１つだけ制御するばかりでなく、２
つあるいは３つを組み合わせて制御することも可能であ
る。

【００５４】このように、高圧電源Ｅ１，Ｅ２およびＥ
３の出力を制御することによって、画像濃度の不足や地
汚れを防止し、画像再現安定性が確保されることにな
る。

【００５５】反射濃度センサ１３による光反射率の測定
が終了した基準現像剤像は、クリーニング装置１４によ
りクリーニングされ、感光体１０上の残留電荷は除電ラ
ンプ１５により除電されて、画像濃度設定プロセスが終
了する。

【００５６】画像濃度設定プロセスが終了すると、画像
記録装置は、実際の画像形成プロセスに入り、まず感光
体１０の回転に伴って、帯電部１１により感光体１０の
表面が一様に帯電される。一様に帯電された感光体１０
は、画像情報に基づく露光部からの光ビームによって選
択的に露光され、その表面に静電潜像が形成される。

【００５７】感光体１０上に形成された静電潜像は、画
像濃度設定プロセスにおいて現像性能が適切に制御され
た現像装置によって現像剤像として顕像化される。

【００５８】現像装置により現像された感光体１０上の
現像剤像が転写部１２と対向する位置まで移動すると、
図示しない記録媒体が感光体１０と転写部１２との間に
送り込まれ、転写部１２により記録媒体の背面に帯電さ
れる電荷等によって感光体１０上の現像剤像が記録媒体
の表面に転写される。この後、現像剤像が転写された記
録媒体は、定着部（図示せず）により現像剤像を定着さ
れる。

【００５９】一方、転写されずに感光体１０上に残留し
た現像剤Ｔは、クリーニング装置１４によりクリーニン
グされ、感光体１０上の残留電荷は除電ランプ１５によ
り除電されて、次の画像形成プロセスに備える。

【００６０】なお、感光体１０上の基準現像剤像の光反
射率の変化に対する高圧電源Ｅ１，Ｅ２およびＥ３の出
力の制御は、画像情報に基づく画像形成プロセスに先立
って行うばかりでなく、画像形成プロセスの間、すなわ
ち記録媒体間相当部においても行うようにしてもよい。

【００６１】ところで、図１中には、反射濃度センサ１
３を、感光体１０の回転方向から見て転写部１２の後方
側に配置した場合を例示したが、反射濃度センサ１３の
配置位置は、現像装置とクリーニング装置１４との間で
あればどの位置であってもよい。また、図２中に破線で
示すように、感光体１０上の現像剤像の光反射率を測定
するのではなしに、現像剤担持体１上に形成される現像
剤Ｔの薄層の光反射率を測定するように、反射濃度セン
サ１３を現像剤担持体１に対向させて配置するようにし
てもよい。

【００６２】また、高圧電源Ｅ１およびＥ２として、直
流電源を図示したが、現像剤Ｔの凝集の防止や搬送性の
向上のためには、（直流＋交流）の重畳電源を用いるこ
とも効果的である。ただし、交流が重畳されても、現像
剤Ｔの極性が変化しないような直流分があることは必要
である。

【００６３】さらに、各高圧電源Ｅ１，Ｅ２およびＥ３
からの出力電流を比較制御部１６に入力データとして入
力し、異常な電流植となったときに現像剤のエンプティ
を検出して、画像記録装置の動作停止情報，現像剤補給
表示情報等として利用することも可能である。

【００６４】＜第２実施例＞図３は、本発明の第２実施
例に係る現像装置を示す構成図である。本実施例の現像
装置は、導電性現像剤供給部材として、図１中に示した
第１実施例の現像装置における多孔質導電性弾性部材２
の代わりに、繊維状導電性部材８を使用するようにした
ものである。

【００６５】繊維状導電性部材８は、例えば、導電性カ
ーボンを分散させたナイロン，レーヨン等の導電性の樹
脂繊維や中央に導電性物質の層をもたせたナイロン，レ
ーヨン等の導電性の樹脂繊維によりブラシ状に形成され
ている。繊維の導電化については、導電性カーボン等を
微粒子化して表面に付着させるなどの後処理にて導電化
する方法等もある。導電性の樹脂繊維としては、毛の太
さが１００〜２０００デニール／１００本、すなわち１
ｇの材料を９０００ｍに伸ばしたときの太さを１デニー
ルとして１本で１〜２０デニール（１００本で１００〜
２０００デニール）となるようにし、密度もインチ平方
当たり（１０〜１０００）×１０^３本程度が適当と考え
られる。

【００６６】繊維状導電性部材８は、多孔質導電性弾性
部材２と同様に、現像槽容器７の壁に支持され回転可能
となった金属軸８ａ上にブラシ状に形成されている。繊
維状導電性部材８の金属軸８ａへの接着には、多孔質導
電性弾性部材２の場合と同様に、銀（Ａｕ）フィラー含
有エポキシ系接着剤やカーボンフィラー含有アクリル系
接着剤などの導電性接着剤が用いられる。

【００６７】繊維状導電性部材８の現像剤担持体１との
接触深さは、０．５〜２．０ｍｍ程度の間で設定される
ことで、目的とする機能をもたせることができる。

【００６８】繊維状導電性部材８の回転数は、繊維状導
電性部材８の径によっても異なるが、周速として現像剤
担持体１の周速と同じかより速くしておく方がよいとい
う点は、多孔質導電性弾性部材２の場合と同様である。

【００６９】また、第２実施例の現像装置では、第１実
施例の現像装置とは異なり、導電性層厚規制板３が現像
剤担持体１の上部側に配設され、漏洩防止カバー６が下
部側に配設されている。

【００７０】さらに、現像槽容器７内の繊維状導電性部
材８の上部に、仕切板９が配設されている。この仕切板
９は、攪拌パドル５付近の現像剤Ｔが繊維状導電性部材
８にかかわることなく現像剤担持体１上に直接行くこと
を防止し、かつ導電性層厚規制板３による薄層の形成に
おいて現像域に運ばれることを阻止された現像剤Ｔや現
像後に残留する現像剤Ｔとして現像剤担持体１の回転と
ともに現像槽容器７に再回収されてきて繊維状導電性部
材８により掻き取られた現像剤Ｔを現像槽容器７内の攪
拌パドル５付近に導き入れるような形状となっている。

【００７１】仕切板９は、樹脂等で形成してもよいが、
そこでの現像剤Ｔの帯電電荷やその後の現像剤Ｔの帯電
性の面から金属材料で形成し、かつ接地しておくことが
有効である。

【００７２】仕切板９は、繊維状導電性部材８と接触す
ることがあっても、繊維状導電性部材８が１０^３〜１０
^１０Ωｃｍ程度の比抵抗をもっているため、高圧電源Ｅ
１の高電圧をリークすることはない。

【００７３】また、第２実施例の現像装置の近傍には、
周囲環境情報として温度を測定する温度センサ２１およ
び湿度を測定する湿度センサ２２がそれぞれ配置されて
おり、それらの出力端子は比較制御部１６の入力端子に
それぞれ接続されている。比較制御部１６は、温度セン
サ２１および湿度センサ２２からの出力に対応してデー
タメモリ１７から制御データを読み出し、それに基づい
て高圧電源Ｅ１，Ｅ２およびＥ３の出力電圧を制御す
る。

【００７４】温度センサ２１としては、Ｍｏ，Ｎｉ，Ｃ
ｏなどでの金属酸化物粉末を焼結成形したサーミスタや
熱電対等が使用できる。

【００７５】湿度センサ２２としては、塩化リチウム，
炭素膜，アルマイト等でなるものがあり、センサ部分の
材料への水分の吸着による電気抵抗の減少を測定するも
のである。

【００７６】さらにまた、第２実施例の現像装置では、
高圧電源Ｅ３として定電圧電源を、高圧電源Ｅ１および
Ｅ２として定電流電源を用いている。高圧電源Ｅ１およ
びＥ２を定電流電源としたのは、現像剤Ｔの帯電として
帯電電荷に注目したとき、現像剤Ｔと接触する部分にお
いて電荷を与える考えから出力電流を制御してやること
で現像剤Ｔへの電荷注入の安定性がより図れるからであ
る。出力電流値としては、５〜２００μＡの範囲で制御
されていればよい。

【００７７】なお、その他の特に言及しなかった部材
は、図１中に示した第１実施例の現像装置における部材
と同様に構成されているので、対応する部材には同一の
符号を付して、それらの詳しい説明を省略する。

【００７８】このように構成された第２実施例の現像装
置は、第１実施例の現像装置の場合と同様に、画像記録
装置の起動時に画像形成プロセスに先立って画像濃度設
定プロセスを行う。詳しくは、比較制御部１６は、画像
情報に基づく画像形成プロセスに先立って温度センサ２
１および湿度センサ２２からの出力、すなわち使用環境
情報を入力し、これらの出力に対応して周囲環境の変化
にかかわらず安定して画像の現像を行うためにあらかじ
め記憶されている高圧電源Ｅ１，Ｅ２およびＥ３の制御
データをデータメモリ１７から読み出し、高圧電源Ｅ１
およびＥ２からの出力電流および高圧電源Ｅ３からの出
力電圧を規定値に制御する。

【００７９】温度および湿度の変化に対する高圧電源Ｅ
１，Ｅ２およびＥ３の制御としては、例えば高温高湿で
は高圧電源Ｅ１およびＥ２の一方または双方の出力電流
を増加させ、低温低湿では高圧電源Ｅ１およびＥ２の一
方または双方の出力電流を減少させるなどの制御があ
る。高圧電源Ｅ３の出力電圧の変化による制御も可能で
あるが、第１実施例の現像装置の場合と同様に、高圧電
源Ｅ３の出力電圧の変化のみによる制御だけでは好まし
いものとはいえない。しかし、高圧電源Ｅ１，Ｅ２およ
びＥ３を組み合わせた出力の制御により、安定した現像
性能を確保することができる。

【００８０】また、温度および湿度の変化に対する高圧
電源Ｅ１，Ｅ２およびＥ３の出力の制御は、図１中に示
した第１実施例の現像装置の場合と同様に、画像形成プ
ロセスの前ばかりでなく、画像形成プロセスの間、すな
わち記録媒体間相当部においても行うようにしてもよ
い。

【００８１】第２実施例の現像装置では、温度センサ２
１を現像装置の近傍に配設して周囲温度を測定するよう
にしたが、温度センサ２１を感光体１０のベース部材，
取付金属部材等に接触させて配設して感光体１０の温度
を測定するようにしてもよく、この場合には感光体１０
の帯電性能や感度の温度特性の変化に、より迅速に対応
することが可能となる。

【００８２】第２実施例の現像装置の場合も、繊維状導
電性部材８の代わりに、図１中に示した第１実施例の現
像装置のように、多孔質導電性弾性部材２を使用するこ
とも可能である。また、繊維状導電性部材８の回転方向
は一例であり、逆回転にしてもよい。この場合にも、仕
切板９はあった方がよい。

【００８３】また、現像剤担持体１として、中間調から
ベタ黒画像まで良好な現像性能が保てるように、表面に
半導電層を設けた現像剤担持体１を利用することもでき
る。半導電層としては、導電性粉末を分散した比抵抗１
０^４〜１０^１２Ωｃｍの樹脂を厚み１．５〜５ｍｍ程度
に形成することが適当である。

【００８４】第２実施例の現像装置では、高圧電源Ｅ１
およびＥ２を定電流電源とし、高圧電源Ｅ３を定電圧電
源として、それらの出力を制御するようにしたが、その
ときの高圧電源Ｅ１およびＥ２からの出力電圧および高
圧電源Ｅ３からの出力電流を比較制御部１６に入力デー
タとして入力し、異常な電圧値および電流値となったと
きに現像剤のエンプティを検出し、画像記録装置動作停
止情報，現像剤補給表示情報等として利用することも可
能である。

【００８５】＜第３実施例＞図４は、本発明の第３実施
例に係る現像装置を示す構成図である。本実施例の現像
装置は、図３に示した第２実施例の現像装置における温
度センサ２１および湿度センサ２２の代わりに、表面電
位センサ２３を配設するようにしたものである。

【００８６】一様帯電される感光体１０であるが、周囲
環境および使用状態によって帯電性能が変化するととも
に、帯電部１１そのものの使用劣化による影響もあり、
常に一定電荷が帯電されているとは限らない。また、そ
の後の基準露光エネルギーによる静電潜像の形成にあっ
ても、周囲環境や使用状熊等によって感光体１０の感度
が変化し、静電潜像の電位レベルは変動しやすいもので
ある。このように変動しやすい静電潜像の電位レベルに
対応して安定した現像を行うために、静電潜像の電位レ
ベルに対応した現像装置の現像性能を対応して変化させ
てやることが必要である。なお、感光体１０上の表面電
位の検出のために基準静電潜像を形成する基準露光エネ
ルギーとしては、感光体１０の半減露光量に相当するエ
ネルギーが適当であるが、この付近のエネルギー量なら
ば特に問題はない。

【００８７】表面電位センサ２３は、感光体１０の近傍
で露光後でかつ現像前の感光体１０の周方向位置に対向
して配置され、その出力端子は比較制御部１６の入力端
子に接続されている。

【００８８】表面電位センサ２３としては、振動容量
型，セクタ型，焦電型等があるが、振動容量型が一般的
であり、これは検出電極への被測定物からの静電誘導電
圧を圧電セラミック駆動による振動子チョッパにより周
期的に変化させて交流電圧として検出出力させるもので
ある。交流電圧とすることで、その後の増幅が容易とな
り、また応答性も向上するものである。また、被測定物
と検出電極との間の距離の依存性をなくすために、検出
プローブに被測定物電位と同電位をフィードバックして
信頼性を向上させることも可能である。

【００８９】図４中には特に図示なかったが、表面電位
センサ２３を駆動させるための駆動用回路が付設される
ことはいうまでもなく、これを比較制御部１６内の一部
に入れるか別回路として接続するかはいずれでもかまわ
ない。

【００９０】また、比較制御部１６は、表面電位センサ
２３からの出力に対応してデータメモリ１７からの制御
データを読み出し、それに基づいて高圧電源Ｅ１，Ｅ２
およびＥ３の出力を制御する。さらに、第３実施例の現
像装置では、高圧電源Ｅ１を定電流電源、高圧電源Ｅ２
およびＥ３を定電圧電源としている。

【００９１】なお、その他の特に言及しなかった部材
は、図２に示した第２実施例の現像装置における部材と
同様に構成されているので、対応する部材には同一の符
号を付して、それらの詳しい説明を省略する。

【００９２】このように構成された第３実施例の現像装
置も、第１および第２実施例の現像装置の場合と同様に
して、画像記録装置の起動時に画像形成プロセスに先立
って画像濃度設定プロセスを行う。詳しくは、帯電部１
１により一様帯電された感光体１０に対して露光部によ
り基準露光エネルギーの光ビームによって規定面積を露
光し、基準静電潜像を形成する。そして、基準静電潜像
の形成域が表面電位センサ２３と対向する位置を通過す
るのに同期して、表面電位センサ２３によって感光体１
０の表面電位を検出し、基準静電潜像の電位レベルを検
出する。

【００９３】基準静電潜像の電位レベルを検出した表面
電位センサ２３からの出力は、比較制御部１６に入力さ
れ、ここであらかじめ基準静電潜像の電位レベルに対応
してデータメモリ１７に記憶されていた高圧電源Ｅ１，
Ｅ２およびＥ３からの出力の制御データが読み出され、
高圧電源Ｅ１の出力電流ならびに高圧電源Ｅ２およびＥ
３の出力電圧が制御される。

【００９４】基準静電潜像の電位レベルの変化に対する
高圧電源Ｅ１，Ｅ２およびＥ３の制御としては、例えば
低電位と検出された場合には、高圧電源Ｅ１の出力電流
の低下、高圧電源Ｅ２の出力電圧の上昇などの制御があ
る。また、高電位と検出された場合には、高圧電源Ｅ１
の出力電流の上昇、高圧電源Ｅ２の出力電圧の低下など
の制御がある。高圧電源Ｅ３の出力電圧の変化のみによ
る制御も可能であるが、第１および第２の実施例の現像
装置の場合と同様に、高圧電源Ｅ３の出力電圧の変化の
みによる制御だけでは好ましいものとはいえない。しか
し、高圧電源Ｅ１，Ｅ２およびＥ３を組み合わせた出力
の制御により、安定した現像性能を確保することができ
る。

【００９５】第３実施例の現像装置においても、第１お
よび第２の実施例の現像装置の場合と同様に、基準静電
潜像の電位レベルの変化に対する高圧電源Ｅ１，Ｅ２お
よびＥ３の出力の制御は、画像形成プロセスの前のみで
はなく、画像形成プロセスの間、すなわち記録媒体間相
当部においても行うようにしてもよい。

【００９６】第３実施例の現像装置では、感光体１０上
の基準静電潜像の形成域の表面電位を測定するようにし
たが、第１実施例の現像装置の説明中で述べた現像剤担
持体１に対向して配置された反射濃度センサ１３のよう
に、表面電位センサ２３を現像剤担持体１上に形成され
た現像剤Ｔの薄層の表面電位を測定するように現像剤担
持体１と対向させて配置するようにしてもよい。

【００９７】第３実施例の現像装置の場合にも、繊維状
導電性部材８に代わって、図１中に示した第１実施例の
現像装置におけるように、多孔質導電性弾性部材２を使
用することが可能である。また、第２実施例の現像装置
の説明の中で述べたような現像剤のエンプティの検出を
行ったり、半導電層を設けた現像剤担持体１を使用した
りすることが可能である。

【００９８】なお、上記各実施例では、正帯電型の現像
剤Ｔで反転現像するプロセスの場合について述べたが、
特にこれに限定されるものではなく、負帯電型の現像剤
Ｔを使用する場合や正規現像プロセスにおいても本発明
が同様に適用可能であることはいうまでもない。

【００９９】また、上記各実施例では、現像剤濃度，温
度および湿度ならびに表面電位に基づく制御を個別に示
してきたが、これらを複合して比較制御部１６への入力
データとしてもよい。特に、温度と表面電位との組合せ
の制御では、表面電位測定部から現像域までの間の減衰
が感光体１０の温度によって異なることも考慮すること
ができ、このようにすればより細かな制御が可能であ
る。現像剤濃度と温度との組合せによる制御では、現像
剤担持体１上の現像剤濃度の安定と温度によって感光体
１０の特性が変化することへの対応を組み合わせること
ができ、より安定した現像を行うことができる。

【０１００】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
非磁性一成分の現像剤による現像プロセスを形成するう
えで重要となる現像剤の供給，帯電，簿層形成，現像域
への搬送，飛翔力の制御，除去，攪拌および循環の各機
能を有した構成であり、特に現像剤担持体，導電性現像
剤供給部材および導電性規制部材を設け、それらにそれ
ぞれ制御可能な高圧電源を接続したことにより、これま
での摩擦帯電や現像剤の流れを無視した構成による現像
条件の不安定さをなくすとともに、画像再現を良好に行
うための適正現像条件の設定を容易とする（すなわち、
各パラメータを個々に設定できる）ようになっており、
画像の安定した現像を実現でき、信頼性の面において優
れたものになるという効果がある。

【０１０１】また、現像装置の内部の構成により、異物
の混入があった場合でも導電性現像剤供給部材の上部付
近までは行くものの、その後は導電性現像剤供給部材で
現像剤が送られることからして、異物がその次の工程に
は進むことが少なく、この面においても信頼性が優れた
ものになるという効果がある。

【０１０２】さらに、環境特性の面においても、周囲環
境や材料の表面状態に大きく影響を受ける摩擦帯電方式
を用いていないため、安定した特性を示すものになると
いう効果がある。

【０１０３】さらにまた、現像剤担持体，導電性現像剤
供給部材および導電性規制部材への印加電圧を制御する
ことで画像濃度を制御でき、環境変動，現像剤変動ある
いはこれら構成部材の電気抵抗変動，ロットのばらつき
等が生じた場合でも、各印加電圧を制御することで画像
濃度のレベルを合わせることが可能であるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る現像装置が配置され
た画像記録装置を示す構成図である。

【図２】図１中に示した第１実施例の現像装置における
現像剤の流れを示す要部拡大図である。

【図３】本発明の第２実施例に係る現像装置を示す構成
図である。

【図４】本発明の第３実施例に係る現像装置を示す構成
図である。

【図５】従来の現像装置の一例を示す断面図である。

【符号の説明】

１現像剤担持体２多孔質導電性弾性部材（導電性現像剤供給部材）２ａ金属軸３導電性層厚規制板（導電性規制部材）５攪拌パドル６漏洩防止カバー７現像槽容器７ａ供給用蓋８繊維状導電性部材（導電性現像剤供給部材）８ａ金属軸９仕切板１０感光体（静電潜像保持体）１１帯電部１２転写部１３反射濃度センサ１４クリーニング装置１５除電ランプ１６比較制御部１７データメモリ２１温度センサ２２湿度センサ２３表面電位センサＥ１，Ｅ２，Ｅ３高圧電源Ｔ現像剤

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】現像剤を担持する現像剤担持体と、この現像剤担持体に接触しながら回転可能に配設された
導電性現像剤供給部材と、前記現像剤担持体上への現像剤の層厚を規制して前記現
像剤担持体上に現像剤の薄層を形成するとともに現像剤
に対して所定量の帯電を行う導電性規制部材と、出力が制御可能で前記現像剤担持体，前記導電性現像剤
供給部材および前記導電性規制部材に対してそれぞれ高
電圧を印加する高圧電源とを備えることを特徴とする現
像装置。
【請求項２】現像剤濃度を検出する反射濃度センサか
らの出力に応じて前記高圧電源の出力を制御することを
特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】温度を検出する温度センサからの出力に
応じて前記高圧電源の出力を制御することを特徴とする
請求項１記載の現像装置。
【請求項４】表面電位を検出する表面電位センサから
の出力に応じて前記高圧電源の出力を制御することを特
徴とする請求項１記載の現像装置。