JP2003345131A

JP2003345131A - 画像形成装置および現像剤回収装置

Info

Publication number: JP2003345131A
Application number: JP2002150791A
Authority: JP
Inventors: Kouta Arimoto; 孝太有元
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-05-24
Filing date: 2002-05-24
Publication date: 2003-12-03

Abstract

(57)【要約】【課題】現像剤の交換作業が不要であるという高メン
テナンス性と長期にわたり現像剤を高いレベルで維持し
ながら、感光体表面に傷が発生しない画像形成装置を簡
易な構成で実現し、提供すること。【解決手段】２成分現像装置における、現像剤排出時
のかぶり取り電位を画像形成時の非画像部のかぶり取り
電位よりも大きくすることで、感光体上に劣化したキャ
リアを優先的に排出する現像剤交換方式において、感光
体上に排出したキャリアを、現像装置と転写装置間にも
うけた現像剤回収装置によって回収することで、転写部
およびクリーニング部で感光体表面が傷つくことを防止
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は複写機やプリンタな
どの画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の電子写真方式の画像形成装置、そ
の中でも特に有彩色の画像形成を行う画像形成装置にお
いて、非磁性トナーと磁性キャリアを混合して現像剤と
して使用する２成分現像方式が広く利用されている。２
成分現像方式は現在提案されている他の現像方式に比較
して、画質の安定性、装置の耐久性などの長所を備えて
いる一方、長期の耐久による現像剤の劣化、特にキャリ
アの劣化が不可避であったため、画像形成装置の長期使
用に伴い現像剤交換という作業を行う必要がある。

【０００３】この問題に対する解決策として従来よりい
くつかの方式が提案されている。例えば、特公平２−２
１５９１号公報によると、「キヤリアとトナーを撹拌す
る撹拌手段と、同撹拌手段で撹拌された現像剤を感光体
へ供給する現像ロールとを備えた電子写真複写機用現像
装置において、前記撹拌手段の上方にキヤリア補給装置
とトナー補給装置とを分離しまたは一体化して設け、現
像装置ハウジングの側壁に現像剤溢出部を設けたため、
新しい現像剤を前記補給装置により少しづつ補給すると
ともに前記現像剤溢出部より排出することができ、前記
現像装置ハウジング内の現像剤の特性を一定に維持させ
ることができ、その結果、複写物の画質も一定に保持さ
せることができる。／また本発明においては、前記現像
装置ハウジング内の古くなつた現像剤は前記現像剤溢出
部より順次自動的に排出されるため、従来のもののよう
に、現像装置を複写機より外し、同装置のハウジング内
の古い現像剤を取出し、新しい現像剤を再充填した後、
再び現像装置を取付けるといった面倒な現像剤交換作業
が不必要となり、しかも現像剤飛散が防止されて衛生的
である。」とある。

【０００４】つまり、劣化した現像剤（キャリア）を新
しいものと徐々に入れ替えていくことで、見かけ上のキ
ャリアの劣化進行が止まり、現像剤全体としては特性が
安定する。これによって現像剤交換という作業を不要に
し、メンテナンス性を向上させているのである。

【０００５】一方、提案受付ＮＯ．４１５５１３２によ
ると、「長期の使用による現像剤の劣化は、キャリア表
面にトナーが固着する所謂トナースペントと、トナーか
ら離脱した外添剤がキャリア表面に付着する所謂外添剤
付着の２つが大きな原因である。キャリアに比べてトナ
ーの抵抗率は高いため、トナースペントが進行していく
とキャリアの抵抗率は高くなる。キャリアはトナーと接
触し摩擦帯電することで、トナーと逆極性に帯電する
が、現像スリーブや空気中に放電することで徐々に減衰
する。しかし、トナースペントが起こり抵抗率が高くな
ると減衰しずらくなるため、初期キャリアに比べてトリ
ボが高くなる。トリボの高い劣化キャリアは初期キャリ
アより、かぶり取り電位（トナーに対し、感光ドラムか
ら現像スリーブ側に力が働く電位：Ｖｂａｃｋ電位）に
よって感光ドラムに現像され易い。また、外添剤付着量
が多いとスペーサー効果によって、キャリアはトナーや
現像スリーブから離れやすい。従って現像剤を、現像ス
リーブから感光体上に、かぶり取り電位によって現像す
ることで、劣化現像剤を優先的に排出することができ
る。」とある。

【０００６】つまり、かぶり取り電位によって劣化した
現像剤（キャリア）が優先的に感光ドラム上に付着する
ことを利用して排出を行い、一方で、新しい現像剤（キ
ャリア）と徐々に入れ替えていくことで現像剤交換とい
う作業を不用にし、メンテナンス性が向上するばかりで
なく、現像剤全体の特性が安定するレベルを高めている
のである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】近年フルカラー複写機
／プリンタの市場が拡大しさまざまな機能が要求されて
いる中で、例えば高画質高安定を追求した画像形成装置
が多く製品化されており、今後も市場の主流のひとつに
なっていくと思われる。しかし、特公平２−２１５９１
号公報の画像形成装置では、補給されたばかりでまだ劣
化していないキャリアも一緒に排出してしまうため、現
像装置内に収容されるキャリアは、長期の使用に従って
著しく劣化したキャリアと軽微な劣化キャリアが混在し
た状態になるため、見かけ上のキャリアの劣化進行が止
まり、現像剤全体としては特性が安定するとはいえ、そ
の安定するレベルが初期よりかなり悪化したレベルにな
ってしまう。

【０００８】つまり、現像剤の交換が不要になりメンテ
ナンス性は向上するが、現像剤の特性としては低いレベ
ルでの安定であり、高画質を維持するにはほど遠いもの
であった。

【０００９】また、提案受付ＮＯ．４１５５１３２の画
像形成装置では、現像スリーブと感光体間のＶｂａｃｋ
電位によって、劣化したキャリアを優先的に感光体上に
排出しながら、初期のキャリアを補給するので、長期に
おける画像形成後でも、現像剤は高いレベルの状態を維
持することができるが、転写部やクリーニング部での圧
力によりキャリアが感光体表面押し付けられるため、感
光体表面に傷がつくことがあった。この感光体表面の傷
がついた部分は帯電しないので、現像部ではこの傷の部
分が現像されてしまい、傷と同形状のトナーかぶりが発
生し、画質が著しく劣化していた。

【００１０】つまり、長期における画像形成後でも現像
剤の特性は高いレベルを維持するが、現像装置から感光
体上に排出したキャリアが転写部もしくはクリーニング
部で圧力を受けると感光体表面に傷がつき、画質は著し
く劣化していた。

【００１１】そこで、本発明の目的は、現像剤の交換が
不要であるという高メンテナンス性と、長期における画
像形成後でも現像剤の状態を高いレベルで維持し、且
つ、初期と変わらない画質を維持するという高画質高安
定を有する画像形成装置を簡易な構成で実現し提供する
ことである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】（手段）上記の目的は、
以下に述べるような画像形成装置と現像剤回収装置によ
って達成される。

【００１３】本発明の第１は、電子写真方式を用いた画
像形成装置であって、感光体上の静電潜像を現像するた
めの、トナ−とキャリアからなる２成分現像剤を収容し
た現像装置と、転写材を支持する転写材支持手段と、該
転写材支持手段により支持された転写材上に感光体上の
現像像を転写する転写装置を有し、該現像装置は、該現
像装置に補給するためのトナー及びキャリアを収容した
現像剤補給容器と、前記現像剤補給容器から前記現像装
置へ前記トナー及びキャリアの補給を行なう手段を具備
し、画像形成域以外の感光体と現像スリーブ間の電位差
を、画像形成域の感光体上の非画像部と現像スリーブ間
の電位差より大きくすることによって、前記現像装置か
ら前記感光体上へ２成分現像剤の排出を行なう機構を有
し、前記現像装置から前記感光体上に排出した２成分現
像剤を回収するための、現像剤回収装置を前記現像装置
と前記転写装置間に有することを特徴とする画像形成装
置。

【００１４】本発明の第２は、前記現像装置から前記感
光体上に排出された前記２成分現像剤を回収する回収ス
リーブと、前記回収スリーブが回収する前記２成分現像
剤を収容する容器を有することを特徴とする現像剤回収
装置。

【００１５】本発明の第３は、前記感光体と前記回収ス
リーブ間の電位差によって、前記現像装置から前記感光
体上に排出された前記２成分現像剤を回収することを特
徴とする現像剤回収装置。

【００１６】本発明の第４は、前記感光体を、アモルフ
ァスシリコン感光体とすることを特徴とする画像形成装
置。

【００１７】（作用）長期の使用による現像剤の劣化
は、キャリア表面にトナーが固着する所謂トナースペン
トと、トナーから離脱した外添剤がキャリア表面に付着
する所謂外添剤付着の２つが大きな原因である。キャリ
アに比べてトナーの抵抗率は高いため、トナースペント
が進行していくとキャリアの抵抗率は高くなる。キャリ
アはトナーと接触し摩擦帯電することで、トナーと逆極
性に帯電するが、現像スリーブや空気中に放電すること
でキャリアの電荷量は徐々に減衰する。しかし、トナ
ースペントが起こり抵抗率が高くなったキャリアは電荷
量が減衰しずらくなるため、初期キャリアに比べてトリ
ボが高くなる。トリボの高い劣化キャリアは初期キャリ
アより、かぶり取り電位（トナーに対し、感光体から現
像スリーブ側に力が働く電位：Ｖｂａｃｋ電位）によっ
て感光体に現像され易い。また、外添剤付着量が多いと
スペーサー効果によって、キャリアはトナーや現像スリ
ーブから離れやすい。つまり、所謂劣化したキャリアほ
どＶｂａｃｋ電位によって感光体に現像されやすい。従
って、劣化したキャリアを優先的に感光体上に排出しな
がら、初期のキャリアを補給することによって、長期に
わたる画像形成後においても現像装置に収容される２成
分現像剤のキャリアの状態を高いレベルに維持すること
ができる。

【００１８】一方、現像装置から感光体上に排出した現
像剤を現像装置と転写装置間に設けた現像剤回収装置に
よって回収するので、現像装置から排出されたキャリア
が感光体上の転写部およびクリーニング部に達すること
がなく、両部での感光体上への圧力によって、感光体表
面に傷がつくことはない。さらに、感光体上の現像剤を
マグネットを内包した回収スリーブの磁気力により、非
接触で回収するため、回収時にも感光体表面に傷がつく
ことはない。

【００１９】また、感光体上に排出されたキャリアを回
収する際に適当なバイアス電位を回収スリーブに印加
し、感光体と回収スリーブ間に適当な電位差を設けるこ
とによって、感光体上のキャリアは回収スリーブ上へ静
電気的な力で引き付けられるので、さらに安定したキャ
リア回収が可能となる。

【００２０】一方、感光体をアモルファスシリコン感光
体とすることによって、感光体表面上に傷がつきづらく
なる。

【００２１】上記の現像剤回収装置を備えた画像形成装
置によって、現像剤を自動交換してメンテナンス性を上
げ、長期の画像形成においても現像剤の状態を高いレベ
ルで維持することができ、且つ、感光体表面に傷がつく
ことがないので、長期にわたる画像形成においても初期
と変わらない画質を維持する画像形成装置を提供するこ
とができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】（第１の実施例）図１はこの本実
施例の画像形成装置を説明する図である。図１を用い
て、画像形成装置全体の動作について説明する。画像形
成の手順は、まず帯電器２１によって帯電された感光ド
ラム２８表面をレーザー２２によって露光することで感
光ドラム２８上に静電潜像を形成し、この潜像を現像装
置１によって現像することで感光ドラム２８上にトナー
像を形成する。このトナー像が転写帯電器２３による転
写バイアスによって、転写ベルト２４によって搬送され
る記録紙２７に転写された後、記録紙２７は転写ベルト
２４から剥離され、定着器２５によって加圧／加熱さ
れ、永久画像を得る。転写後に感光ドラム２８上に残っ
た残トナーはクリーナー２６により除去され、次の画像
形成に備える。一方、現像装置１から感光体２８上への
現像剤の排出は感光体２８上の非画像形成域２８ｂに行
ない、排出されたキャリアは現像剤回収装置で回収され
る。

【００２３】図２は本実施例の現像装置を説明する図で
ある。現像装置１には、非磁性トナ−と磁性キャリアか
らなる２成分現像剤が収容されており、その混合比は重
量比でおおよそ７：９３程度である。この比はトナーの
帯電量、キャリア粒径、画像形成装置の構成などで適正
に調整されるべきものであって、必ずしもこの数値に従
わなければいけないものではない。

【００２４】現像装置１は感光ドラム２８に対向した現
像領域が開口しており、この開口部に一部露出するよう
にして現像スリーブ３が回転可能に配置されている。磁
界発生手段である固定のマグネット４を内包する現像ス
リーブ３は非磁性材料で構成され、現像動作時には図１
の矢印方向に回転し、現像容器２内の２成分現像剤を層
状に保持して現像領域に担持搬送し、感光ドラム２８と
対向する現像領域に２成分現像剤を供給して、感光ドラ
ム２８に形成されている静電潜像を現像する。静電潜像
を現像した後の現像剤は、現像スリーブ３の回転にした
がって搬送され、現像容器２内に回収される。また現像
容器２には第１現像剤循環スクリュー２ａ（現像スリー
ブ３に近い側）、第２現像剤循環スクリュー２ｂ（現像
スリーブ３から遠い側）により現像容器２内を循環し、
また混合攪拌される。現像剤循環の方向は、本実施例で
は第１現像剤循環スクリュー２ａ側で図２の手前側から
奥側に向かう方向、第２現像剤循環スクリュー２ｂ側で
は図２の奥側から手前側に向かう方向である。

【００２５】現像剤カートリッジ５は図４に示すよう
に、略円筒形で画像形成装置本体から容易に脱着可能で
ある。現像剤カートリッジ５を画像形成装置に手前側か
ら挿入し、手前側の把手５ｃを右側にひねることで回転
し、現像剤補給口６が開口する。なお現像剤カートリッ
ジ５を画像形成装置から離脱する際には把手５ｃを左側
にひねることで開口部が閉じ、内包する粉体が外部にも
れることはない。また現像剤カートリッジ５内には、補
給される現像剤を攪拌するための攪拌部材７が内蔵され
ている。図４に現像剤カートリッジ５の内部が一部示さ
れているが、攪拌部材７はこれに示したように樹脂フィ
ルムなどをらせん状にしたものを剛体の軸で回転駆動す
るようにしたもので、適宜回転することで現像剤カート
リッジ５内の現像剤を攪拌し、また現像剤の補給を補助
する。

【００２６】画像形成によって消費された分のトナー
は、攪拌部材７の回転力と重力によって、現像剤カート
リッジ５から現像剤補給口６を通過して、現像容器２に
配設された補給スクリュー８へと搬送され、補給スクリ
ュー８の回転に従い現像容器２内に補給される。

【００２７】このようにして現像剤カートリッジ５から
現像装置１に補給現像剤が補給される。この補給現像剤
のトナー及びキャリアの混合比は重量比で９：１程度で
あるが、特にこの数値に限定されるものではない。即ち
現像容器２内の２成分現像剤の比に対してトナー量が圧
倒的に多く、体積比を考えればトナー中にキャリアが微
量混合されているものと考えることもできる。つまり、
画像形成によって消費されたトナーを補う際に、微量の
キャリアを徐々に補給していくことになる。補給される
現像剤のキャリアの比が多くなれば同じ量のトナー補給
でキャリアの入れ替わり量が多くなり、現像器１内の２
成分現像剤はフレッシュな状態に近づくが、その分キャ
リアの消費量が多くなる。このためそれぞれの装置にお
いて適当な混合比を別途定めるのが好ましい。

【００２８】また、２成分現像剤の補給量は補給スクリ
ュー８の回転数によっておおよそ定められるが、この回
転数は図示しない現像剤補給量制御手段によって定めら
れる。現像剤補給量制御の方法としては２成分現像剤の
トナー濃度を光学的あるいは磁気的に検知するものや、
感光ドラム２８上の基準潜像を現像してそのトナー像の
濃度を検知する方法などさまざまな方法が知られている
ので、いずれかの方法を適宜選択することが可能であ
る。

【００２９】次に、本実施例にて用いられる２成分現像
剤について説明する。

【００３０】トナーは、結着樹脂、着色剤、そして、必
要に応じてその他の添加剤を含む着色樹脂粒子と、コロ
イダルシリカ微粉末のような外添剤が外添されている着
色粒子とを有している。そして、トナーは、負帯電性の
ポリエステル系樹脂であり、体積平均粒径は５μｍ以
上、８μｍ以下が好ましい。本実施例では７．０μｍで
あった。

【００３１】又キャリアは、例えば表面酸化或は未酸化
の鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、希土類
などの金属、及びそれらの合金、或は酸化物フェライト
などが好適に使用化能であり、これらの磁性粒子の製造
法は特に制限されない。そして、キャリアは、重量平均
粒径が２０〜５０μｍ、好ましくは３０〜４０μｍであ
り、抵抗率が１０^７Ωｃｍ以上、好ましくは１０^８Ωｃ
ｍ以上である。本実施例では１０^８Ωｃｍのものを用い
た。

【００３２】尚、本実施例にて用いられるトナーについ
て、体積平均粒径は以下に示す装置及び方法にて測定し
た。

【００３３】測定装置としては、コールターカウンター
ＴＡ−ＩＩ型（コールター社製）、個数平均分布、体積
平均分布を出力するためのインターフェース（日科機
製）及びＣＸ−Ｉパーソナルコンピュータ（キヤノン
製）を使用し、電界水溶液として、一級塩化ナトリウム
を用いて調製した１％ＮａＣｌ水溶液を使用した。

【００３４】測定方法は以下に示す通りである。即ち、
上記の電界水溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として
界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩
を０．１ｍｌ加え、測定試料を０．５〜５０ｍｇ加え
る。

【００３５】試料を懸濁した電界水溶液は超音波分散器
で約１〜３分間分散処理を行ない、上記のコールターカ
ウンターＴＡ−ＩＩ型により、アパーチャーとして１０
０μｍアパーチャーを用いて２〜４０μｍの粒子の粒度
分布を測定して体積平均分布を求める。こうして求めた
体積平均分布より、体積平均粒径を得る。

【００３６】又、本実施例にて用いられるキャリアの抵
抗率は、測定電極面積４ｃｍ、電極間間隔０．４ｃｍの
サンドイッチタイプのセルを用いて、片方の電極に１ｋ
ｇの重量の加圧下で、両電極間の印加電圧Ｅ（Ｖ／ｃ
ｍ）を印加して、回路に流れた電流から、キャリアの抵
抗率を得る方法によって測定した。

【００３７】次に、現像剤の排出方法について図５，図
６を用いて詳しく説明する。

【００３８】図５は、図１の画像形成装置を上方向から
示したもので、感光ドラム２８上の画像形成域２８ａ、
非画像形成域２８ｂを示している。非画像形成域２８ｂ
は画像形成域２８ａ間にあり、回転方向の幅は３０ｍｍ
である。現像剤の排出をこの非画像形成域２８ｂにのみ
行なうので、画像形成域２８ａにはキャリア付着、白地
部へのトナーかぶり等の現像剤排出に伴う画像不良は全
く起こらない。

【００３９】図６（ａ）は、帯電器２１によって帯電さ
れた感光ドラム２８表面をレーザー２２によって露光し
た後の、ドラム回転方向のドラム上電位と現像装置に印
加される現像バイアス電位を表している。

【００４０】感光ドラム２８は帯電器によって−７００
Ｖに一様に帯電され、画像形成域２８ａの画像部はレー
ザによって露光され−２００Ｖになる。画像形成域２８
ａを現像する時の現像バイアスはＡＣ＋ＤＣ現像バイア
スで、ＡＣ成分の振幅は９００Ｖ、ＤＣ成分電位は−５
５０Ｖであり、現像電位（Ｖｃｏｎｔ電位）＝３５０Ｖ
でドラム上にトナーが現像され、白地部はかぶり取り電
位（Ｖｂａｃｋ電位）＝１５０Ｖでドラム上からかぶり
トナーが現像スリーブ側に引き戻される。図７に示す、
Ｖｂａｃｋ電位とキャリア付着量の関係からわかるよう
に、１５０ＶのＶｂａｃｋ電位では、キャリアに働くド
ラム側に引き付ける静電気的な力が、現像スリーブの磁
気力によって現像スリーブ側に引き付ける力より弱いの
で、キャリアがドラムに付着することはない。

【００４１】感光ドラム上の非画像形成域２８ｂでは、
画像形成域と同様に感光ドラムは−７００Ｖに帯電して
おり、現像バイアスは電位は−３００Ｖで、Ｖｂａｃｋ
電位は４００Ｖである。図７からわかるように、この場
合は感光ドラム上へのキャリア付着が起こる。さらに、
課題を解決するための手段および作用で述べたように、
この時感光ドラム上に付着するキャリアは、劣化したキ
ャリアが優先的であり、極性はややプラスに帯電してい
る。

【００４２】次に、本実施例における特徴な部分であ
る、現像剤の回収方法について詳しく説明する。図３は
本実施例の現像剤回収装置を説明する図である。

【００４３】現像剤回収装置３０は感光ドラム２８から
見て現像装置１と転写帯電器２３との間に設けられ、現
像装置１から感光ドラム２８上の非画像形成域２８ｂに
排出された現像剤の回収を行なう。現像剤回収装置３０
は回収スリーブ３１および回収容器３３から構成され、
回収スリーブ３１は外径が１６ｍｍ、長さは感光ドラム
の長手方向の長さと同長で、マグネット３２を内包して
おり、感光ドラムとはＮ極で対向し、Ｎ極の磁束密度は
１５００Ｇであり、回収スリーブ３１と感光ドラム２８
との間隙が４００μｍとなるように配置されている。本
実施例では１５００Ｇの磁束密度を得るために希土類の
プラスチックマグネットをマグネット３２内に埋め込む
構成としたが、これに限定されるものではない。上記の
構成により、感光ドラム２８上の非画像形成域２８ｂが
回収スリーブと対向する位置にある時は、キャリアを回
収スリーブ方向３１へ引き付ける磁力がキャリアと感光
ドラム２８との静電気力を上回るので、感光ドラム２８
上のキャリアは回収スリーブ３１上に付着する。Ｎ極で
回収スリーブ３１上に回収された現像剤は、回収スリー
ブ３１の回転に従って搬送され、隣接するＳ極同士によ
る反発磁界によって、回収スリーブ３１から離れ、回収
容器３３内に収容される。一方、感光ドラム２８上の画
像形成域２８ａが回収スリーブ３１と対向する位置にあ
る時は、回収スリーブ３１にはー８５０Ｖの直流バイア
ス電位を印加する。そのため、画像形成域２８ａ上に現
像された負に帯電しているトナーには、感光ドラム２８
方向に静電気力がはたらくので、現像像が乱れ、画像不
良が発生することはない。

【００４４】図８は、本実施例の画像形成装置におい
て、現像剤回収装置で現像剤の回収を行なった場合
（ａ）とクリーニング装置で回収を行なった場合（ｂ）
で、長期にわたる画像形成中に感光ドラム上についた傷
数を示している。図８からわかるように、現像部と転写
部間に設けた現像剤回収装置３０で現像剤を回収するこ
とによって、感光ドラム２８表面上に発生する傷数は大
幅に削減されることがわかる。これは、クリーニング装
置２６で現像剤の回収を行なう場合では、転写部およぼ
クリーニング部において感光ドラム２８表面へ圧力がか
かるので、キャリアによって多くの傷が発生するのに対
して、現像剤回収装置による回収では転写部およびクリ
ーニング部の上流でキャリアを回収するため、両部で傷
つくことはなく、また、回収スリーブ３１の磁力によっ
て、非接触でキャリアの回収を行なうためである。

【００４５】従って、クリーニング装置２６で現像剤の
回収を行なう場合は、転写材上に形成される画像に傷と
同型状のトナーがぶりが多数発生して、画質は劣化する
が、蒸気構成の現像剤回収装置３０で現像剤の回収を行
なう場合は、トナーかぶりはほとんど発生せず、画質は
大幅に向上した。

【００４６】本実施例にて用いた回収スリーブ３１径、
マグネット３２の磁束密度、および感光ドラム２８と回
収スリーブ３１間の距離や感光ドラム上電位、現像バイ
アス、Ｖｃｏｎｔ電位、Ｖｂａｃｋ電位、非画像形成域
幅等の値はこれらの値に限ったものではなく、現像剤や
装置構成の違いによって適宜変わるものである。例え
ば、本実施例においては現像剤排出時のＶｂａｃｋ電位
を現像バイアス電位によって変えているが、図６（ｂ）
に示すように、現像バイアス電位を画像形成時と同電位
とし、感光ドラム２８上の帯電電位を適当な電位とする
ことで、Ｖｂａｃｋ電位を変える方式でも良い。また、
現像剤を感光ドラム上に排出する際の現像バイアスを直
流バイアスとしても良い。この場合、交流成分を重畳し
た現像バイアスに比べ、抵抗値が低い、つまり、劣化し
ていないキャリアへ注入される電荷量が激減するため、
感光ドラム上に付着しずらくなるので、劣化したキャリ
アがさらに優先的に感光体上に付着する。一方、感光ド
ラム２８上の画像形成域２８ａが回収スリーブ３１の対
向位置にある時に、現像剤回収装置３０を３ｍｍ程度離
間する構成によっても、感光ドラム２８上の現像像を乱
すことはない。

【００４７】以上説明したように、本発明の第１実施例
の画像形成装置によって、現像剤を自動交換することで
高いメンテナンス性を有し、長期の画像形成においても
現像剤の状態を高いレベルで維持することができ、且
つ、感光体表面に傷がつくことがないので、長期にわた
る画像形成においても初期と変わらない画質を維持する
ことができる画像形成装置を提供することができる。

【００４８】（第２の実施例）次に本発明の第２の実施
例ついて説明する。

【００４９】本実施例では、現像剤回収装置３０の回収
スリーブ３１に適当な回収バイアス電位を印加すること
によって、現像装置１から感光体２８上に排出されたキ
ャリアを磁力と静電気力によって回収する構成としてお
り、その他の構成などはその他の構成などは第１の実施
例での説明と同様である。

【００５０】図９は本実施例の特徴的な部分である、感
光ドラム上の非画像形成域２８ｂの電位、現像装置１に
印加される現像バイアス電位および現像剤回収装置３０
に印加される回収バイアス電位を表している。

【００５１】実施例１と同様に、感光ドラム２８は帯電
器によって−７００Ｖに一様に帯電される。非画像形勢
域２８ｂを現像する際の現像バイアス電位はー３００Ｖ
であり、４００ＶのＶｂａｃｋ電位で感光ドラム２８上
に現像剤を排出する。また、感光ドラム２８上の画像形
成域２８ａが回収スリーブ３１と対向する位置にある時
には、回収スリーブ３１にー８５０Ｖの直流バイアスを
印加することで、感光ドラム上の現像像を乱すことを静
電気的に防止している。一方、本実施例においては、非
画像形成域２８ｂに排出された現像剤を現像剤回収装置
３０で回収する際にも、回収スリーブ３１に電位がー８
５０Ｖの直流バイアスを印加している。この時、感光ド
ラム２８上のキャリアには１５０Ｖの回収電位による静
電気力が回収スリーブ３１方向に働く。つまり、感光ド
ラム２８上のキャリａを磁気力と静電気力で回収するの
である。従って、粒径が小さいキャリアは磁化量が小さ
いため、回収スリーブ３１の磁力のみでは回収しきれ
ず、転写部やクリーニング部での感光ドラム２８表面へ
の圧力により、感光体２８表面が傷つくことがあった
が、本実施例のように、静電気力で回収を促進すること
で、小粒径キャリアも完全に回収することができる。ま
た、回収スリーブ３１で回収した現像剤は、回収スリー
ブ３１の回転に従って搬送され、隣接するＳ極の反発磁
界によって、回収スリーブ３１から離れ、回収容器３３
内に収容される。

【００５２】図８（ｃ）は、回収スリーブ３１に上記の
ような回収バイアスを印加して、感光ドラム２８上の現
像剤の回収を行なう場合の、長期にわたる画像形成中に
感光ドラム２８表面上についた傷数を示している。図か
らわかるように、この場合、感光ドラム２８上に傷が生
じることはない。従って、感光ドラム２８表面上の傷に
よって発生するトナーかぶり等の画像不良も全く発生し
ない。

【００５３】本実施例にて用いた感光ドラム上電位、現
像バイアス、Ｖｃｏｎｔ電位、Ｖｂａｃｋ電位、回収バ
イアス、非画像形成域幅等の値はこれらの値に限ったも
のではなく、現像剤や装置構成の違いによって適宜変わ
るものである。

【００５４】以上説明したように、本発明の第２実施例
の画像形成装置によって、現像剤を自動交換することで
高いメンテナンス性を有し、長期の画像形成においても
現像剤の状態を高いレベルで維持することができ、且
つ、感光体表面に傷がつくことがないので、長期にわた
る画像形成においても初期と変わらない画質を維持する
ことができる画像形成装置を提供することができる。

【００５５】（第３の実施例）次に本発明の第３の実施
例ついて説明する。

【００５６】本実施例では、図１に示した画像形成装置
に用いる感光ドラム２８をアモルファスシリコンドラム
としたものであり、その他の構成や現像剤の排出方法、
現像剤の回収方法などは、第１又は第２の実施例での説
明と同様である。

【００５７】感光ドラム２８は、水素化アモルファスシ
リコンを感光層として用いている。周知のようにアモル
ファスシリコンドラムは、ビッカース硬度が１５００〜
２０００ｋｇ／ｃｍ^２と機械的強度が極めて高く、転写
部やクリーニング部で感光体表面への圧力を受けても、
現像剤回収装置で回収しきれなかったキャリアによっ
て、感光ドラム表面が傷つきずらい。

【００５８】このように、感光ドラムをアモルファスシ
リコンドラムとすることで、感光ドラム表面に傷が発生
し画質を悪化させることを防止することができる。

【００５９】以上、３つの実施例によって本発明の画像
形成装置を説明したが、上記にあげた構成に限られるも
のではなく、本発明の提案に従ってさまざまな構成をと
ることが可能である。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
電子写真方式を用いた画像形成装置であって、感光体上
の静電潜像を現像するための、トナ−とキャリアからな
る２成分現像剤を収容した現像装置と、転写材を支持す
る転写材支持手段と、該転写材支持手段により支持され
た転写材上に感光体上の現像像を転写する転写装置を有
し、該現像装置は、該現像装置に補給するためのトナー
及びキャリアを収容した現像剤補給容器と、前記現像剤
補給容器から前記現像装置へ前記トナー及びキャリアの
補給を行なう手段を具備し、画像形成域以外の感光体と
現像スリーブ間の電位差を、画像形成域の感光体上の非
画像部と現像スリーブ間の電位差より大きくすることに
よって、前記現像装置から前記感光体上へ２成分現像剤
の排出を行なう機構を有し、前記現像装置から前記感光
体上に排出した２成分現像剤を回収するための、現像剤
回収装置を前記現像装置と前記転写装置間に有すること
を特徴とする画像形成装置によって、現像剤の交換が不
要であるという高メンテナンス性と、長期における画像
形成後でも現像剤の状態を高いレベルで維持し、且つ、
初期と変わらない画質を維持するという高画質高安定を
有する画像形成装置を簡易な構成で実現し提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の現像剤回収装置を用いた
画像形成装置を説明する図。

【図２】本発明の第１実施例の現像装置を詳しく説明す
る図。

【図３】本発明の第１実施例の現像剤回収装置を詳しく
説明する図。

【図４】本発明の第１実施例の現像剤カートリッジを説
明する図。

【図５】本発明の第１実施例の感光体上の画像形成域と
非画像形勢域を詳しく説明する図。

【図６】本発明の第１実施例のドラム上および現像バイ
アス電位を詳しく説明する図。

【図７】本発明の第１実施例のかぶり取り電位とキャリ
ア付着量を説明する図。

【図８】本発明の第１、２実施例の感光ドラム表面に発
生する傷数を説明する図。

【図９】本発明の第２実施例のドラム上電位、現像バイ
アス電位および回収バイアス電位を詳しく説明する図。

【符号の説明】

１現像装置２現像容器２ａ第１現像剤循環スクリュー２ｂ第２現像剤循環スクリュー３現像スリーブ４マグネット５現像剤カートリッジ５ａ把手６現像剤補給口１０トナー濃度検出装置２１一次帯電器２２レーザー２３転写帯電器２４転写紙搬送ベルト２５定着装置２６クリーニング装置２７転写紙２８感光ドラム２８ａ画像形成域２８ｂ非画像形成域２８ｃ現像剤排出域３０現像剤回収装置３１回収スリーブ３２マグネット３３回収容器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子写真方式を用いた画像形成装置であ
って、感光体上の静電潜像を現像するための、トナ−と
キャリアからなる２成分現像剤を収容した現像装置と、
転写材を支持する転写材支持手段と、該転写材支持手段
により支持された転写材上に感光体上の現像像を転写す
る転写装置を有し、該現像装置は、該現像装置に補給するためのトナー及び
キャリアを収容した現像剤補給容器と、前記現像剤補給
容器から前記現像装置へ前記トナー及びキャリアの補給
を行なう手段を具備し、画像形成域以外の感光体と現像スリーブ間の電位差を、
画像形成域の感光体上の非画像部と現像スリーブ間の電
位差より大きくすることによって、前記現像装置から前
記感光体上へ２成分現像剤の排出を行なう機構を有し、前記現像装置から前記感光体上に排出した２成分現像剤
を回収するための、現像剤回収装置を前記現像装置と前
記転写装置間に有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記現像装置から前記感光体上に排出さ
れた前記２成分現像剤を回収する回収スリーブと、前記回収スリーブが回収する前記２成分現像剤を収容す
る容器を有することを特徴とする請求項１記載の現像剤
回収装置。
【請求項３】前記感光体と前記回収スリーブ間の電位
差によって、前記現像装置から前記感光体上に排出され
た前記２成分現像剤を回収することを特徴とする請求項
１もしくは２記載の現像剤回収装置。
【請求項４】前記感光体を、アモルファスシリコン感
光体とすることを特徴とする請求項１記載の画像形成装
置。