JP2712262B2 - キャリア回収装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はプリンタ、複写機等の画像記録・形成装置に
関し、特に、二成分現像剤により現像するように構成し
た画像記録・形成装置に関する。

従来の技術 プリンタ、複写機等の画像記録・形成装置において
は、一様に帯電した感光体ドラム表面を露光して原稿あ
るいはプリント内容に応じた静電潜像を形成し、この静
電潜像をトナー等の現像剤で現像した後に転写紙等に転
写し、これを熱等により定着した所望の画像を記録・形
成している。

感光体ドラム上に形成された静電潜像を現像する現像
装置としては、染料や熱可塑性樹脂等からなるトナー
と、スチール系あるいはフェライト系の磁性材料からな
るキャリアが混合された二成分現像剤を使用し、キャリ
アとの摩擦帯電によりトナーに静電潜像と逆極性の電荷
を与え、トナーを静電潜像に静電吸着させる二成分現像
装置が広く実用に供されている。二成分現像方法の代表
的なものはカスケード現像方法及び磁気ブラシ現像方法
が挙げられるが、べた黒再現性等の画質の観点から、最
近は磁気ブラシ現像方法が主流になっている。

磁気ブラシ現像方法は、磁石の回りに非磁性スリーブ
を回転させることにより、スリーブ上で現像剤を搬送
し、ブラシ状に穂立ちしたトナーを静電潜像の形成され
た感光体ドラムに接触させることにより静電潜像と逆極
性であるトナーが吸着され、これを現像する方法であ
る。

しかし、静電潜像端部（トナーを吸着すべき部分とト
ナーを吸着しない部分との境界部分の近傍）に発生する
フリンジ電界により、あるいは背景部（トナーを吸着し
ない部分）と現像バイアスとの電位差により、キャリア
が感光体ドラム表面に吸着されてしまう場合があり、以
下のような障害を引き起こしていた。

トナーを用紙等に転写するときに、用紙とトナーとの
間に空隙を発生させ、転写不良による画像乱れを誘発し
ていた。

用紙に転写されたキャリアにより、ヒートロールタイ
プの定着装置を使用している場合に、定着装置に傷を発
生させ、定着装置の短命化や定着不良の原因となること
があった。

プリントの終了した用紙上にキャリアが黒点となって
現れるプリントディフェクトを発生させることがあっ
た。

このため、第５図に示すように、磁石10と、磁石10の
回りに円筒状のスリーブ12を設け、スリーブ12を回転さ
せ、磁石10の磁力により、現像時に感光体ドラム14の表
面に吸着されてしまったキャリア16を回収するキャリア
回収装置18を感光体ドラム14になるべく接近するよう
に、現像装置20の下流側に設けていた。22はスリーブ12
表面に吸着されたキャリア16を除去するスクレーパ、24
はトナーである。

発明が解決しようとする課題 しかし、このような従来のキャリア回収装置では、そ
の加工精度の制約から感光体ドラムに対する間隙を狭く
することができず、このため、キャリアに強力な磁力を
作用することができず、キャリアの回収が十分に行われ
ないという問題点があった。

これを解決するためには、希土類等を用いて磁力の強
力な磁石を形成したり、あるいは、径を大きくして感光
体ドラムとの近接部分の面積を拡大する必要がある。し
かし、希土類は高価であり、径を大きくするのは感光体
ドラム周囲に設けられる他の装置との関係から、あるい
は装置の小型化の要請等から実施が困難であった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、
その目的とするところは、希土類等の高価な材料を用い
ることなく、強力な磁力をキャリアに作用せしめ、感光
体ドラムに付着したキャリアを効率よく回収することの
できるキャリア回収装置を提供することである。

課題を解決するための手段 第１図に示すように、板状磁石26と透磁率の高い金属
板28とを、金属板先端28aが突き出すように接合して、
金属板先端部28a近傍に磁束密度の高い磁界を発生さ
せ、これを像担持体である感光体ドラム30に対向して設
け、キャリア32を吸着回収する。

または、第２図に示すように、固定磁石34の周囲に非
磁性円筒スリーブ36を回転させ、スリーブ36表面に磁性
粉体38を付着せしめて磁気ブラシとし、スリーブ36上に
穂立ちした磁性粉体38をトリマ39により一定層厚に規制
して、この磁気ブラシが感光体ブラシ30に近接するよう
にして、キャリア32を吸着回収する。

作用 本発明の板状磁石と金属板を接合したキャリア回収装
置によれば、磁石には一般に用いられるフェライト等
を、金属板には鉄等を用いて、磁束密度の高い磁界を形
成することができるから、装置のコストが安く、且つ装
置を小型にすることができる。そして構成が簡単なの
で、精度的にも安定しており、感光体ドラムに従来より
も接近させることも可能であり、感光体ドラムに吸着さ
れてしまったキャリアを十分に回収することができる。

また、磁気ブラシ式のキャリア回収装置によれば、磁
石の磁力を磁性粉体を媒体として感光体ドラム上のキャ
リアに作用せしめ、これを吸着するので、スリーブと感
光体ドラムとの間隙が従来と同様であっても、従来より
も強い磁力を感光体ドラム上のキャリアに作用させるこ
とができ、トナー像を乱すことなくキャリア回収効率が
向上する。

実 施 例 本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明すること
にする。

第３図は板状磁石と金属板の構成によるキャリア回収
装置の実施例図である。40は回転する感光体ドラムであ
り、感光体ドラム40の表面は帯電コロトロン42により一
様に帯電され、露光装置44により、原稿あるいはプリン
ト内容に応じて静電潜像が形成される。

46は現像装置であり、現像装置46は磁石48の回りに円
筒状のスリーブ50を回転させ、スリーブ50表面に一定層
厚の現像剤を供給し、スリーブ50上に穂立ちした現像剤
を感光体ドラム40に接触させるように構成されている。
現像剤は染料や熱可塑性樹脂等からなるトナーと、スチ
ール系あるいはフェライト系の磁性キャリアとから構成
されており、キャリアとの摩擦帯電によりトナーに静電
潜像と逆極性の電荷が与えられている。この現像剤が感
光体ドラム40に接触すると、トナーが静電潜像に吸着さ
れ、トナー像が形成される。

52はDCを重畳したACコロナを感光体ドラム40表面に与
え、静電潜像の画像部（トナーを吸着して画像となる部
分）と背景部（トナーを吸着しない部分）との電位差を
縮小し、用紙への転写効率を高くするための転写前処理
用コロトロンであり、この転写前処理用コロトロン52の
側部には、板状磁石54と透磁率の高い鉄等の金属板56を
接合してなるキャリア回収装置が取りつけられている。
板状磁石54と金属板56とは、金属板56の先端56aが突き
出すように接合されており、これにより、金属板56の先
端56a近傍に磁束密度の高い磁界が形成される。

58は用紙搬送路、60は転写コロトロン、62は剥離コロ
トロンである。

然して、感光体ドラム40表面は帯電コロトロン42によ
り一様に帯電され、露光装置44により原稿あるいはプリ
ント内容に応じた静電潜像が形成される。静電潜像は現
像装置46近傍で現像剤に接触し、静電潜像と逆極性に帯
電しているトナーが吸着され現像される。このとき、感
光体ドラム40上でトナーを吸着すべき部分とトナーを吸
着しない部分との境界部分の近傍に発生するフリンジ電
界により、あるいは、トナー吸着しない部分と現像バイ
アスとの電位差により、キャリアが感光体ドラム40に吸
着されてしまうことがある。

次に、転写前処理用コロトロン52により、画像部（ト
ナーを吸着する部分）と背景部（トナーを吸着しない部
分）との電位差が縮小され、板状磁石54と金属板56から
なるキャリア回収装置により感光体ドラム40表面に吸着
されてしまったキャリアが回収される。

感光体ドラム40の回転に同期して用紙搬送路58を用紙
が送られ、感光体ドラム40に静電吸着され、転写コロト
ロン60により、トナー像が感光体ドラム40から用紙に転
写され、剥離コロトロン62により用紙と感光体ドラム40
との静電吸着力が弱められ、トナー像を担持した用紙が
感光体ドラム40から剥離されるようになっている。

本実施例によれば、現像時にキャリアが感光体ドラム
40に吸着されても、その先端部56aに強い磁力をもつキ
ャリア回収装置により、確実にキャリアが回収されるか
ら、画像乱れや、他の装置に障害を発生させたりするこ
とが少なくなる。

尚、キャリア回収装置の板状磁石54と金属板56の配置
は図示のごとく板状磁石54を感光体ドラム40の回転方向
に対して上流側に配置することにより、キャリアへの磁
力の作用が、滑らかに徐々に高まるようになり、その回
収効率が高くなる。また、金属板56の先端56aの形状は
できるだけ鋭利にするほど、磁束密度の高い磁界を形成
でき、キャリアの回収効率をそれだけ高めることができ
る。板状磁石54の磁力の強さ、材質、大きさ、及び金属
板の厚さ、材料、感光体ドラム40との間隙等は、使用す
るキャリアの材質、大きさ、及び感光体ドラム40の回転
速度等により適切なものを選択すればよい。

第４図は磁気ブラシ式のキャリア回収装置の実施例図
である。第３図と同一構成部分には同一の番号を付し、
その説明を省略する。64は固定磁石、66は磁石64の回り
を回転する円筒状の非磁性スリーブである。スリーブ66
の周囲には磁性粉体68が付着しており、トリマ70により
一定層厚に規制されて、この磁性粉体68がスリーブ66の
回転に伴って回転し、感光体ドラム40の表面に接近する
ようになっている。72は転写前処理用コロトロンであ
る。

然して、感光体ドラム40上に形成された静電潜像が現
像装置46により現像され、このときに感光体ドラム40表
面に付着してしまったキャリアは、スリーブ66とともに
回転している磁性粉体68に吸着され、キャリア回収装置
のハウジング74内に回収されるようになっている。

本実施例によれば、磁石64による磁力を帯びた磁性粉
体68が感光体ドラム40の表面に近接して回転し、キャリ
アを磁力により吸着するから、キャリアが極めて高い磁
力により吸着され、トナー像を乱すことなくキャリアの
回収を効果的に行うことができる。

キャリア回収装置内に回収されたキャリアは、現像装
置内の現像剤に混ぜ再使用してもよいが、複数の現像装
置を有する多色の画像形成装置の場合は、キャリア回収
装置によりキャリアとともにトナーも若干回収してしま
うことがあり、これを再使用すると混色を起こすことが
あるから、フィルタ等を有する吸引手段（感光体ドラム
周囲に浮遊するトナーや紙粉等を吸引回収するエアーサ
クションと同様のもの）等を設けて、これを吸引し、定
期的にフィルタを交換するようにしても良い。

尚、複数の現像装置を有する多色の画像形成装置の場
合であっても、キャリア回収装置は全ての現像装置の下
流にそれぞれ設ける必要は無く、最下流の現像装置の下
流に１個設けるだけでよい。

また、本実施例においては、感光体ドラムを用いた場
合を例にとり説明したが、ベルト状等の感光体や、他の
像担持体を用いた場合にも適用できることは明らかであ
る。

発明の効果 本発明は以上詳述したように、高価な部材を使用しな
くても、像担持体に付着してしまったキャリアに強い磁
力を作用させることができ、キャリアの回収効率が高い
から、画像乱れや、他の装置に障害を与える等のトラブ
ルが少なくなるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の原理構成説明図、 第３図は本発明の実施例説明図、 第４図は本発明の他の実施例説明図、 第５図は従来技術の説明図である。 26……板状磁石、 28……金属板、 30……感光体ドラム、 32……キャリア、 34……磁石、 36……スリーブ、 38……磁性粉体。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】移動する像担持体表面に形成された静電潜
   像をトナーとキャリアからなる二成分現像剤を用いて現
   像する現像装置の下流に設けられ、該像担持体表面に現
   像の際に付着したキャリアを回収するキャリア回収装置
   であって、 板状磁石に透磁率の高い金属板を、該金属板先端が突き
   出すように接合して、該金属板先端部近傍に磁束密度の
   高い磁界を形成するようにしたことを特徴とするキャリ
   ア回収装置。
2. 【請求項２】移動する像担持体表面に形成された静電潜
   像をトナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤を用い
   て現像する現像装置の下流に該現像装置と独立して設け
   られ、該像担持体表面に現像の際に付着したキャリアを
   回収するキャリア回収装置であって、 磁石の周囲に非磁性円筒スリーブを回転させ、該スリー
   ブ表面に一定層厚の磁性粉体を付着せしめて磁性粉体の
   磁気ブラシを形成し、 該磁気ブラシを前記像担持体表面に近接させて、該像担
   持体表面のトナー像を乱すことなく該像担持体表面に付
   着したキャリアのみを回収するようにしたことを特徴と
   するキャリア回収装置。