JPH04324469A - 現像方法および現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば電子写真複写
機あるいは電子写真プリンタ等のような電子写真記録装
置における現像方法および現像装置、中でも層厚規制部
材によって現像剤担持体に現像剤の均一な薄層を形成し
、現像剤担持体を介して潜像担持体に現像剤を供給する
現像方法および現像装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６は従来の現像装置を搭載した電子写
真記録装置の部分断面／側面図である。１はドラム状の
潜像担持体であり、その外周に、一様帯電器２、露光手
段３、現像剤担持体４、転写ローラ５、クリーニング手
段６の順に配設されている。

【０００３】潜像担持体１は、表面に形成された潜像を
現像部に搬送した後、現像によるトナー像を記録用紙７
への転写位置に搬送するものである。この潜像担持体１
には、潜像形成方法によって、光導電材料である感光体
（有機感光体、セレン系感光体、アモルファスシリコン
系感光体等）や絶縁体等を用いることができる。

【０００４】潜像担持体１の表面を、回転ブラシ等から
なる一様帯電器２によって均一に帯電させた後、レーザ
光学ユニットなどの潜像書込み手段（露光手段）３で静
電潜像を形成し、次の現像剤担持体４によってトナー像
が形成される。

【０００５】現像剤担持体４は、回転軸８を中心に回転
することにより、現像剤を潜像担持体１の現像部に搬送
／供給するものである。現像剤担持体４と潜像担持体１
との間に、潜像の画像部と背景部において逆方向の電界
が生じるように、回転軸８を介して導電性部材である現
像剤担持体４に電圧印加が行われる。

【０００６】例えば、潜像担持体１に有機感光体を用い
た場合、画像部電位は約−１００Ｖ、背景部電位は約−
６００Ｖ程度であるので、現像剤担持体４には−３００
Ｖの電圧を印加する。現像剤担持体４の材料には、多孔
質ウレタンスポンジに導電性を付与したものが用いられ
る。

【０００７】現像剤担持体４には、ブレード状の層厚規
制部材９が押しつけられ、現像剤担持体４上の現像剤の
層厚が一定に規制される。また、この層厚規制部材９に
は、現像剤を摩擦帯電するとともに電荷注入帯電により
帯電電荷量を大きくするため、−４００Ｖの電圧が印加
される。

【０００８】１０は現像剤補充手段であり、潜像を現像
した後に現像剤担持体４上に残っている現像剤を回収し
、かつ現像剤担持体４に現像剤を供給することによって
、現像剤担持体４上の現像剤の層厚を均一にする機能を
有する。１１は現像剤補充手段１０の回転軸であり、導
電性部材である現像剤補充手段１０に電圧を印加すると
ともに、現像剤補充手段１０を回転させるものである。

【０００９】現像剤補充手段１０への印加電圧は、現像
剤担持体４に負に帯電した現像剤を機械的にも電気的に
も供給できるよう、現像剤担持体４の印荷電圧より低い
−４００Ｖ程度が適している。現像剤補充手段１０には
、スポンジやブラシ等を用いることができる。なお、１
２は現像剤溜め部であり、現像剤担持体４に供給する現
像剤を溜めるものでる。

【００１０】現像剤担持体４から潜像担持体１上の静電
潜像にトナーが付着され現像が行われると、潜像担持体
１が転写部に移動し、トナー像が転写ローラ５などの転
写器により記録用紙７に転写される。このとき転写され
ずに潜像担持体１上に残った現像剤は、ブレード状のク
リーニング手段６で除去され、初期状態に戻る。一方、
記録用紙７に転写されたトナー像は、定着手段１３で熱
定着される。

【００１１】ところで、このように現像剤担持体４に層
厚規制部材９が当接して現像剤の均一な薄層を形成し、
潜像担持体１に現像剤を供給する現像装置においては、
１成分系の現像剤、すなわちトナーのみで構成されキャ
リア粒子を含まない現像剤を使ったものが多く知られて
いる。

【００１２】この現像装置において、トナーは層厚規制
部材９の印荷電圧により電荷注入されて帯電し、現像剤
担持体４の回転により現像部に搬送され、現像剤担持体
４に付与された電圧が潜像担持体１の画像部と背景部に
おいて逆方向の電界が生じるように設定することで、潜
像担持体１へのトナー付着が行われる。

【００１３】このような現像方式を採用した現像装置に
おいて、良好な印字を得るには、現像剤担持体４上に形
成する現像剤の層が均一な薄層であり、かつムラなく帯
電していることが重要である。そのために、現像剤担持
体４へ現像剤補充手段１０によって供給された現像剤を
、現像剤担持体４上で様々な形状および材質の層厚規制
手段９によって薄層化し、かつ帯電させている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】このように現像剤担持
体４表面の現像剤の薄層を均一にすることによって、潜
像担持体１に常に一定量の現像剤が供給され、記録用紙
７に一定濃度の印字が行われる。ただし、記録用紙７に
おける印字率が通常の場合に、最適濃度の印字が行われ
るように現像剤の供給量が設定されているため、記録用
紙７における印字率が高い場合は、潜像担持体１表面に
おける現像剤の消費量が増えるため、次第に現像剤が不
足の状態となり、印字濃度が薄くなってくる。

【００１５】すなわち、同じ１枚の印字であっても、印
字率の高い印字と低い印字とでは、現像剤の消費量は全
く違っている。例えば、印字率が８０％の印字は１％の
印字の８０倍の現像剤を消費する。しかしながら、従来
の装置では、現像剤担持体４の過不足現像剤を補ってい
る現像剤補充手段１０は一定の周速度で回転し、どんな
場合であっても現像剤担持体４へ補充する現像剤は常に
一定量でしかない。

【００１６】そのため、印字率の高い印字の場合、現像
剤補充手段１０による現像剤補充量は、現像剤担持体４
から現像で消費していく量に追いつかず、現像剤担持体
４上の現像剤が不足する状態が起きる。このため、印字
が濃度不足となり、特に単一のページ内で、印字の始ま
りと終わりとで印字濃度が変わり、始まりは濃く、終わ
りになるに従い薄くなってしまう問題が発生していた。

【００１７】本発明の技術的課題は、このような問題に
着目し、印字率が変動しても印字濃度は常に一定となる
ようにすることにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】請求項１は本発明の基本
原理であり、潜像担持体１に現像剤を供給する現像剤担
持体４と、該現像剤担持体４上の現像剤の層厚を規制す
る手段９と、該現像剤担持体４に現像剤を補充する現像
剤補充手段１０とを有する現像装置で現像が行われる電
子写真記録装置において、該現像剤補充手段１０が回転
部材からなり、かつ周速度を変えられるように構成され
ている。この装置において、印字情報から印字率を検出
し、印字率に応じて前記現像剤補充手段１０の回転周速
度を変えるようになっている。

【００１９】請求項２の発明は、この方法を実施する装
置であって、潜像担持体１に現像剤を供給する現像剤担
持体４と、該現像剤担持体４上の現像剤の層厚を規制す
る手段９と、該現像剤担持体４に現像剤を補充する現像
剤補充手段１０とを有する現像装置で現像が行われる電
子写真記録装置において、現像剤担持体４の少なくとも
表面が多孔質のスポンジ状体からなっている。

【００２０】そして、現像剤の層厚規制手段９は、バネ
圧で現像剤担持体４の外周に弾圧されており、また該現
像剤補充手段１０は回転部材からなり、モータ制御回路
１４で周速度を制御可能となっている。１５は印字情報
から印字率を検出する回路であり、この印字率検出回路
１５から入力される印字率信号によって前記のモータ制
御回路１４が制御されるように構成されている。

【００２１】

【作用】請求項１の方法により、印字情報から印字率を
検出し、印字率に応じて現像剤補充手段１０の回転周速
度を変えることにより、印字率に応じて、潜像担持体１
への現像剤供給量を制御することができる。

【００２２】すなわち、印字率が高くなると、現像剤補
充手段１０の周速度が高くなり、印字率が低下すると、
現像剤補充手段１０の周速度が低くなるように制御され
る。 その結果、印字率が高くなると、印字率に見合った大量
の現像剤が供給され、印字率が低くなると、現像剤の供
給量が減少するので、記録用紙への印字率が高い場合に
印字濃度が低下するといった問題が解消され、印字率が
高い場合も低い場合も、常に一定の濃度となり、判読し
易い良好な印字品質が得られる。

【００２３】請求項２は、この方法を実施する装置の発
明であり、潜像担持体１に現像剤を供給する現像剤担持
体４と、該現像剤担持体４上の現像剤の層厚を規制する
手段９と、該現像剤担持体４に現像剤を補充する現像剤
補充手段１０とを有する現像装置で現像が行われる電子
写真記録装置において、現像剤担持体４の少なくとも表
面が多孔質のスポンジ状体からなっている。また、現像
剤の層厚規制手段９は、バネ圧で現像剤担持体４の外周
に弾圧されている。

【００２４】そのため、現像剤補充手段１０の周速度が
速くなり、現像剤担持体４に供給される現像剤の量が増
加すると、現像剤担持体４の表面の現像剤の層によって
、弾力に富む現像剤担持体表面および層厚規制手段９を
押し退けて、層厚規制手段９の下を通過する。このよう
に、現像剤補充手段１０による現像剤担持体４への現像
剤供給量に応じた層厚が得られ、潜像担持体１への現像
剤供給量を制御することができる。

【００２５】また、該現像剤補充手段１０はモータＭで
回転駆動でき、印字率検出回路１５から入力される印字
率信号にしたがって、モータ制御回路１４で現像剤補充
手段１０の周速度が制御されるため、印字情報における
印字率に応じて忠実に現像剤補充手段１０の周速度を制
御し、印字率に応じて現像剤補充量を制御できる。

【００２６】

【実施例】次に本発明による現像方法および現像装置が
実際上どのように具体化されるかを実施例で説明する。 図２、図３はともに印字情報中の印字率の検出方法の実
施例を示すブロック図である。

【００２７】図２の実施例では、ＣＰＵ１６から送られ
て来る用紙１枚分のデータをバッファメモリ１７に取込
み、その後ページ解釈部１８へ印字情報を送り、出力の
ため１行分ずつ、露光手段３と黒画素の検出部１５へ同
時に印字信号が送られる。黒画素の検出部１５では、入
力して来た１行分の印字信号の中における黒画素の数を
検出することで、全画素数に対する印字率を算出し、モ
ータ制御回路１４に通知する。

【００２８】また、１行分の印字信号が露光手段３に入
力されることで、１行単位に潜像担持体に潜像が書き込
まれる。なお、図１に示すように、潜像担持体１上の露
光手段３によって潜像が書き込まれた部分Ｐ１が現像部
Ｐ２に到達する際に、同じ行の黒画素検出による印字率
に応じて現像剤供給量が制御された現像剤担持体４上の
位置が現像部Ｐ２に到来するように、同期が取られてい
る。例えば、潜像担持体１の現像部Ｐ２と潜像書込み部
Ｐ１間の寸法や、現像剤担持体４の現像剤補充手段１０
との接触部〜潜像担持体１との接触部Ｐ２間の寸法など
を設定することによって、同期可能である。

【００２９】このようにして、１ページ分につき、各行
単位に印字率を検出し、現像剤補充手段１０の周速度を
制御しながら印字を終了すると、次のページの印字情報
をバッファメモリ１７に取込み、前記と同じ動作を繰り
返すことで、現像剤補充量を制御しながら、印字が行わ
れる。

【００３０】図３の実施例では、ＣＰＵ１６から１行分
ずつ送られて来る印字情報を、バッファメモリ１７を介
して露光手段３に送り、潜像担持体１に潜像を書き込む
。同時に、１行分の印字信号中の黒画素をカウンタ１５
ｃでカウントして印字率を計算し、モータ制御回路１４
に印字率を通知する。

【００３１】このようにして、１行分ずつ印字率を検出
し、現像剤補充手段１０の周速度を印字率に応じて制御
し、現像剤補充量を制御しながら、潜像の書込みを行な
う。

【００３２】図４は本発明による現像装置の実施例を示
す部分断面／側面図である。潜像担持ドラム１に現像剤
を供給する現像剤担持体４が、回転軸８を中心に回転し
、潜像担持体１の現像部Ｐ２に一成分現像剤が搬送／供
給される。一成分現像剤担持体４の材質は、気孔径１０
μｍ、セル数約　２００セル／インチ、体積抵抗率　１
０４〜　１０７Ω・ｃｍ、硬度２３度（アスカーＣ硬度
計）の多孔質ウレタンスポンジ（トーヨーポリマー製　
　品名ルビセル）を用いた。

【００３３】一成分現像剤の補充手段１０は、一成分現
像剤担持体４に一成分現像剤を補充するもので、セル数
約４０セル／インチ、体積抵抗率　１０４Ω・ｃｍのウ
レタンスポンジを用いた。

【００３４】現像剤担持体４への現像剤付着量を規制す
る層厚規制手段９は、ステンレス（ＳＵＳ３０４）板の
先端をラウンドエッジ処理して丸みをつけた板バネから
成り、かつコイルスプリング１９を用い、現像剤担持体
４への押し付け圧力が　３５ｇｆ／ｃｍとなるようにし
た。

【００３５】このように、現像剤担持体４を多孔質のウ
レタンスポンジで構成し、層厚規制手段９を板バネとし
、かつ層厚規制手段９をコイルスプリング１９で現像剤
担持体４に押しつける構造としたことにより、現像剤補
充手段１０によって供給量が制御された現像剤量に応じ
た現像剤層厚を形成できる。

【００３６】なお、２０はケーシング、２１は現像剤、
２２は現像剤攪拌手段、２３は現像剤搬送手段である。

【００３７】図５は、この実施例の装置において、現像
剤補充手段１０の周速を、現像剤担持体４の周速を基準
にして変化させたときの印字濃度差を測定した結果であ
る。印字率５０％の印字を行ない、ページ間の濃度差（
印字の始まりと終わりの部分での差）の変化を調べたと
ころ、層厚規制手段９の圧力が同一条件であっても、現
像剤補充手段１０の周速比が１．４　〜１．５　より低
速となると、印字濃度差が大きくなり、現像剤が不足し
ていることが認められる。これに対し、周速比１．６　
以上の高速になると、黙視では識別不能な程度まで印字
濃度差が減少し、印字の始まりと終わりが均一濃度にな
っている。

【００３８】

【表１】

【００３９】表１は、一成分現像剤担持体４に対する一
成分現像剤補充手段１０の周速度の比を、印字率に応じ
て変化させた例である。この実施例に従って、現像剤担
持体４に対する現像剤補充手段１０の周速度比を設定し
、現像、転写および熱定着を行なったところ、いずれの
印字率に対しても濃度低下および印字履歴の発生も認め
られなかった。

【００４０】なお通常の電子写真記録装置では、現像剤
補充手段１０は現像剤担持体４とギヤを介して連結され
、周速度比は一定に設定されているが、本発明の場合は
、現像剤補充手段１０は単独の駆動モータに連結され、
該駆動モータの回転数を印字率に応じて変化させること
になる。

【００４１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、印字率が
変化すると印字率に応じた量の現像剤を潜像担持体１の
現像部に供給する方法を採っているため、常に現像剤消
費量に応じた量を供給でき、印字率が変化しても印字濃
度は一定となる。

【００４２】また、現像剤担持体４を多孔質のウレタン
スポンジで構成し、層厚規制手段９を板バネで構成した
り、この層厚規制手段９をコイルスプリング１９で現像
剤担持体４に押しつける構造とすることにより、現像剤
補充手段１０の周速度を変えることで、現像剤担持体４
への現像剤の補充量を容易に制御し、印字率に応じて潜
像担持体１への現像剤の供給量を制御することができる
。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による現像方法および現像装置の基本原
理を説明するブロック図である。

【図２】印字情報の印字率の検出方法の第一実施例を示
すブロック図である。

【図３】印字情報の印字率の検出方法の第二実施例を示
すブロック図である。

【図４】本発明による現像装置の実施例を示す部分断面
／側面図である。

【図５】実施例の現像装置において、現像剤担持体に対
する現像剤補充手段の周速比を変化させたときの印字濃
度差を測定した結果である。

【図６】従来の現像装置を搭載した電子写真記録装置の
部分断面／側面図である。

【符号の説明】

１　　潜像担持体（潜像担持ドラム） Ｐ１　　潜像書込み部 Ｐ２　　現像部 ２　　一様帯電器 ３　　露光手段 ４　　現像剤担持体 ５　　転写手段（転写ローラ） ６　　クリーニング手段 ７　　記録用紙 ９　　層厚規制手段（層厚規制部材） １０　　現像剤補充手段 １２　　現像剤溜め部 １３　　定着手段 Ｍ　　現像剤補充手段の駆動モータ １４　　モータ制御回路 １５　　印字率検出回路（黒画素の検出部）１５ｃ　黒
画素のカウンタ １９　　コイルスプリング ２１　　現像剤

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　潜像担持体（１）　に現像剤を供給す
   る現像剤担持体（４）　と、該現像剤担持体（４）　上
   の現像剤の層厚を規制する手段（９）　と、該現像剤担
   持体（４）に現像剤を補充する現像剤補充手段（１０）
   とを有する現像装置で現像が行われる電子写真記録装置
   において、該現像剤補充手段（１０）が回転部材からな
   り、かつ周速度を変えられるように構成されており、印
   字情報から印字率を検出し、印字率に応じて前記現像剤
   補充手段（１０）の回転周速度を変えることを特徴とす
   る現像方法。
2. 【請求項２】　　潜像担持体（１）　に現像剤を供給す
   る現像剤担持体（４）　と、該現像剤担持体（４）　上
   の現像剤の層厚を規制する手段（９）　と、該現像剤担
   持体（４）に現像剤を補充する現像剤補充手段（１０）
   とを有する現像装置で現像が行われる電子写真記録装置
   において、現像剤担持体（４）　の少なくとも表面が多
   孔質のスポンジ状体からなること、現像剤の層厚規制手
   段（９）　は、バネ圧で現像剤担持体（４）　の外周に
   弾圧されていること、該現像剤補充手段（１０）は回転
   部材からなり、モータ制御回路（１４）で周速度を制御
   可能となっていること、印字情報から印字率を検出する
   回路（１５）を有し、該印字率検出回路（１５）から入
   力される印字率信号によって前記のモータ制御回路（１
   ４）が制御されるようになっていること、を特徴とする
   現像装置。