JPH0241030B2

JPH0241030B2 -

Info

Publication number: JPH0241030B2
Application number: JP56032312A
Authority: JP
Inventors: Fumitaka Kan; Kimio Nakahata
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1981-03-06
Filing date: 1981-03-06
Publication date: 1990-09-14
Also published as: JPS57147668A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は一成分現像剤を使用する現像装置に関
する。この種の一成分現像剤を適用する現像装置
としては各種方法が知られ或いは提案されてい
る。

この中でもジヤンピング現像法が特異な存在と
して知られている。この方法は、現像剤保持手段
上に一成分現像剤を均一に薄層として塗布した
後、この現像剤保持手段と潜像保持手段とを小間
隙を保つて対向させた構成となす。そして、その
潜像の静電引力により現像剤を現像剤保持手段か
ら静電潜像保持手段上に飛翔させて現像する方法
である。（特公昭41−9475号公報、米国特許第
2839400号明細書参照）この方法によると潜像の
ない非画像部では現像剤が引き付けられないばか
りか現像剤が非画像部に接触しないのでカブリの
全くない良好な現像が行なわれる。更にキヤリヤ
粒子を用いないので現像剤の混合比に変動がなく
キヤリヤ粒子の劣化もない。等良好な効果が得ら
れる。

また、出願人はこのジヤンピング現像法とは別
異の現像法として特開昭54−43037号及び特開昭
55−18659号に記載した如き全く新しい現像法を
提案した。

前者の現像法は一成分磁性現像剤と現像剤保持
手段（非磁性）と磁界発生手段とをこの順で配置
し、磁界発生手段による磁力により現像剤保持手
段上に均一な現像剤薄層を形成し、この現像剤薄
層表層が静電潜像形成面に接触しないように徴小
間隙を離して潜像保持手段を対向させた構成とな
す。そしてその潜像の静電引力により画像部に対
向した現像剤を伸長させることにより現像を行な
う。これも又、非画像部に現像剤が接触しない状
態で現像を行なうのでカブリの全くない現像画像
が得られる。

後者の現像法は、前者と同一構成であるが、潜
像保持手段に現像バイアス電圧として交流バイア
ス電圧（直流電圧と交流電圧を重畳したものでも
よい。）を印加し、更には静電潜像保持手段と現
像剤保持手段との間隙を経時的に変化させること
により現像を行なうものである。この現像法によ
り現像の初期においては静電潜像の非画像部にも
現像剤を到達させることによりハーフトーン部の
現像を行ない経時的に画像部のみに到達するよう
にして現像を行なう。これにより前者の現像法に
比較してハーフトーンの再現性の良い、しかもカ
ブリのない現像が行なわれる効果が得られる。

このように一成分現像剤の薄層を潜像面に対向
配置して現像する現像方法では従来のものに比し
て現像性能、画像再現性、現像剤の寿命等におい
て極めて秀れた効果が得られる。

しかし、実際の現像においては使用する潜像保
持手段として感光体および現像剤の特性が、環境
時に湿度により変化して常に最適条件で現像を行
なうことは困難である。

例えば光導電層として硫化カドミウム（CdS）
を用い、その光導電層上にアクリル系樹脂による
絶縁層を形成した感光体の露光量Ｅに対する表面
電位Ｖの湿度依存性は第１図のようになる。図
中、曲線１ａは常湿時、曲線１ｂは低湿時、曲線
１ｃは高湿時の特性を示す。これ等の曲線１ａ，
１ｂ，１ｃから明らかな如く、高湿時には、露光
量が多くなつても表面電位は急激には下らない
（カブリ易くなる）。露光量が少ないときも表面電
位が低くなる（現像濃度の低下）。また低湿時に
は、高湿時とは逆に表面電位の上限と下限は増加
して曲線の傾きγが大となる。すなわち、硬調の
画像となる。

これらの現像は感光体、特に絶縁層あるいは絶
縁層および光導電体層間の目止め剤の吸湿による
電気抵抗の低下によるものであるが、高湿時にカ
ブリ易くなる問題は現像バイアスの直流電圧分を
上昇させることで解決できる。

また、高湿時における現像濃度の低下について
は、比較的表面電位が低電位でも現像画像濃度が
飽和すること、また後述のように高湿時には現像
画像濃度の飽和値も減少するが、吸湿性の少ない
抵抗値が減少しないような現像剤を選択使用する
ことにより解決できる。一般に現像バイアスの直
流分電圧は露光量が多い領域での湿度による感光
体の電位変動量と同じ量だけ変動させればカブリ
は発生しない。一方、現像剤としてマグネタイ
ト、ポリエチレンを主成分とする絶縁性の現像剤
を、現像剤保持手段としてステンレス製の現像ス
リーブを用いる場合における現像剤の表面電位Ｖ
に対する現像濃度の湿度依存性は第２図のように
なる。第２図中、曲線２ａは常湿時、曲線２ｂは
低湿時曲線２ｃは高湿時の特性を示す。すなわ
ち、高湿時には常湿時に比べその飽和濃度も減少
する。また、低湿時には常湿時に比べ同一の表面
電位では濃度が低下する。しかし、実際に使用す
る表面電位レベルより相当に大きい表面電位に対
しては常湿時と同等の現像濃度が得られる。

これ等の現像のうち、上記高湿時の現像は、現
像剤の帯電量がその電気抵抗の減少により低下す
るため、現像および転写部材への転写が十分に行
なわれないためであるが、前述のように吸湿性が
少なく高湿時でも十分な帯電量を維持する材質の
現像剤を選択することにより解決できる。

一方、上記低湿時における現像につき実験、検
討を行なつたところ、以下のようなことが解明さ
れた。

(1) 現像剤層の最下層すなわちスリーブ表面に接
している現像剤の帯電量は湿度低下とともに上
昇する。

(2) 現像剤の現像スリーブ表面からの距離（μm）
に対する帯電量（μc／ｇ）の湿度依存性は第
３図のようになる。第３図中、曲線３ａは常湿
時、曲線３ｂは低湿時、曲線３ｃは高湿時の特
性であつて、図面から明らかなように低湿時で
は現像スリーブ上の現像剤の帯電量分布は下層
が大きく上層が小さくなつている。このような
帯電現象は低湿時には現像スリーブ上の現像剤
は大きな鏡映力により現像スリーブに固着し、
また、上層の現像剤は現像スリーブとの接触に
より摩擦帯電が付与されにくくなるため、帯電
量が小さくなるからと推定される。

このような現像に対し、現像スリーブと感光体
の間に比較的大きな交流電界を加えると、現像ス
リーブに固着した帯電量の大きな現像剤も現像作
用に寄与させることができると考え実験したとこ
ろ良好な結果を得ることができた。その実験結果
を第４図に示す。この図は現像バイアスの交流振
幅に対する感光体上の表面電位500Vに対応する
画像濃度の湿度依存性を示すもので、曲線４ａは
常湿時、曲線４ｂは低湿時、４ｃは高湿時の特性
である。

実験条件としては、現像スリーブ上に厚さ
100μm程度の薄層にコーテイングしたマグネタイ
トとポリエチレンを主成分とする一成分絶縁性現
像剤を感光体と300μmの間隔をあけて対向させ、
その間に周波数100〜1500Hzの交流電界を現像バ
イアスとして印加したものである。

第４図から明らかなように低湿時には現像濃度
が現像バイアスの交流振幅に大きく依存し、また
100〜1500Hzの間では周波数には依存しないこと
がわかつた。すなわち現像バイアスの交流振幅を
大きくすることにより現像濃度の低下を改善する
ことができる。

しかし乍ら現像バイアスの交流振幅を増加させ
るといわゆるカブリが増加してしまうことが知ら
れており、常湿時ではバイアス周波数400Hzに対
し交流振幅は1000V_pp程度が適当である。

しかし、前記第１図に示した如く、低湿時はＥ
−Ｖカーブが曲線１ｂのようになつて曲線の傾き
γが大きくなり、加電位のラチチユードが広がつ
て比較的かぶりにくい状態となる。

そこで、本発明は湿度環境変動に応じて現像バ
イアス電源の交流振幅を変化させる特に低湿時に
は現像バイアスの交流振幅を常湿時より500V_pp
程度増大させることにより、湿度環境変動による
現像濃度の低下を改善して地かぶりせず十分な現
像濃度を得ることができるようにすることを目的
とする。

以下、本発明を具体的実施例について詳述す
る。

実施例１第５図は本発明現像装置の概要図であつて、１
はマグネシウムスピネル（MgCr₂O₄）とルチル
（TiO₂）からなる金属酸化物セラミツクでできた
湿度センサーであり、湿度変化を10⁴〜10⁸Ωの抵
抗値変化に変換して検出する。この湿度センサー
の温度特性は感温素子によつて補正されている。

２は上記湿度センサーの抵抗値変化に応じた現
像バイアス電圧を発生する電源である。この電源
２の湿度に対応した出力電圧は第６図に示すよう
になる。第６図中、６ａは交流分、６ｂは直流分
である。

第５図において現像スリーブ３上のトナー厚約
100μm、現像スリーブ３と感光体４間の距離
300μm、感光ドラムとしてCdS上にアクリル系樹
脂製の絶縁層を有するものを使用し周速150mm／
secで回転させた例であり現像バイアスの交流分
は400Hzとした。

このような、環境に応じて現像バイアスが第６
図の如く変化する本発明の構成において、各湿度
環境下で現像特性を測定したところ常にかぶりの
ない十分な画像濃度の高品位の現像画像を得るこ
とができた。

実施例２実施例１と同様な現像装置で、現像バイアス電
源の交流分周波数を400Hzに固定し、湿度センサ
ー１の出力に応じ高湿時、直流分250V交流分
900V_pp、常湿時、直流分200V交流分1000V_pp低湿
時、直流分150V交流分1500V_ppの３段階に可変で
きるようにしたところ、各湿度環境下でわずかな
露光量の補正のみで実施例１とほぼ同等の結果が
得られた。

実施例３現像バイアス電源として実効値直流分が第６図
の電圧特性と同一となるような矩形波（デユーテ
イ50％）及び第７図のように直流電圧Vdcで片側
のみを歪ませた正弦波を使用したところ、実施例
１と同等の結果が得られた。

本発明は上記の如く、湿度環境変動に応じて現
像バイアス電源の交流振幅を変化させ、特に低湿
時にはその交流振幅を増加させるようにしたか
ら、湿度環境変動による現像濃度の低下を改善す
ることができる。また白地原稿に対応するような
露光量の多い領域での感光体の湿度による電位変
動に対しては、現像バイアスの直流分を上記電位
変動と略等量変化させるようにしたので、現像剤
の材質を選択することによつて高湿時における現
像濃度の低下を改善することと相俟つて低湿度か
ら高湿度の環境下で、かぶりがなく十分な濃度の
現像画像を得ることができる効果がある。

なお、第５図中、５は現像剤容器、６は容器内
に収納した現像剤、７は現像スリーブ３に現像剤
６を均一層厚に塗布させるブレードを示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は感光体の露光量に対する表面電位の湿
度依存性を示す特性図、第２図は現像剤の表面電
位に対する現像濃度の湿度依存性を示す特性図、
第３図は現像剤の現像スリーブ表面からの距離に
対する帯電量の湿度依存性を示す特性図、第４図
は現像バイアスの交流振幅に対する画像濃度の湿
度依存性を示す特性図、第５図は本発明現像装置
の概要図、第６図は現像バイアス用電源の湿度に
対応した出力電圧の特性図、第７図は現像バイア
波形図である。１は湿度センサ、２は現像バイアス用電源、３
は現像スリーブ、４は感光体。

Claims

【特許請求の範囲】

１潜像保持体と一成分現像剤を均一に保持した
現像剤保持部材とを間隙をおいて対向配置し、そ
の両者間に交流電圧に直流電圧を重畳した現像バ
イアス電源から交流電界を印加する現像装置にお
いて、湿度検出器を設け、この湿度検出器の出力
に応じて、湿度が高い場合は低い場合よりも上記
直流電圧を増加し、交流電圧の振幅を減少するよ
うに制御することを特徴とする現像装置。