JPH0429169A - 画像形成装置における感光体のキャリア引き防止方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子写真複写機、プリンター、ファクシミリ
に代表される感光体上に形成された静電潜像を現像して
得られたトナー像を用紙等に転写する画像形成装置にお
いて、二成分現像剤を用いて磁気ブラシ現像する際、現
像剤中のキャリアが現像器から出て感光体に付着し、感
光体を傷つけ、クリーニング装置のブレード等を破損す
るのを防止する方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、上ヤリアとトナーからなる二成分現像剤を磁気ブ
ラシ現像方式で現像する場合、特にコントラストの高い
部分のフリンジ電場によって現像剤中のキャリア粒子が
現像器から出て感光体に付着してしまう現象である感光
体のキャリア引きが発生して、白地の複写に黒い点が点
々と生じる問題点があった。このようなフリンジ電場に
よる感光体のキャリア引きとは別に、現像器の磁場パラ
メータ等を変えると、画像と画像の間のインターイメー
ジ部において感光体のキャリア引きが発生することがあ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のようなインターイメージ部における感光体のキャ
リア引きは、特に、磁気ブラシ現像器の回転スリーブを
停止した時に多く発生することが分かった。そして、こ
のような感光体のキャリア引きが発生すると、キャリア
が感光体を傷つけ、また、クリーニング装置のクリーニ
ングブレード等を破損し、クリーニング不良を起こすこ
とになる。

本発明はこのような状況に鑑みたなされたものであり、
その目的は、静電潜像を現像して得られたトナー像を用
紙等に転写する画像形成装置において、二成分現像剤を
用いて磁気ブラシ現像する際、現像剤中のキャリアが現
像器から出て感光体に付着し、感光体を傷つけ、クリー
ニング装置のブレード等を破損するのを防止する方法を
提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成する本発明の画像形成装置における感光
体のキャリア引き防止方法は、感光体表面に形成された
静電潜像を現像して得られたトナー像を用紙等に転写す
る画像形成装置であって、電位を絶対値で考える場合に
現像前のインターイメージ部の感光体表面電位が画像部
の白地電位よ低い画像形成装置においてにおいて、二成
分現像剤を用いて磁気ブラシ現像する際、インターイメ
ージ部における磁気ブラシ現像器の現像バイアス電位を
画像部におけるそれより下げることを特徴とする方法で
ある。

この場合、インターイメージ部における感光体表面電位
と現像バイアス電位との差が画像部における現像バイア
ス電位と白地電位の差と略同程度になるように、インタ
ーイメージ部における磁気ブラシ現像器の現像バイアス
電位を下げるようにするのが実際的である。

また、この場合、インターイメージ部において磁気ブラ
シ現像器のスリーブの回転を停止するようにすることが
でき、キャリアの疲労を軽減することができる。

さらに、帯電器による帯電時に感光体表面の画像部のみ
を一様帯電し、インターイメージ部の感光体表面は帯電
しないようにすると、感光体のキャリア引きはさらに少
なくなる。

〔作用〕

本発明によると、二成分現像剤を用いて磁気ブラシ現像
する際、インターイメージ部における磁気ブラン現像器
の現像バイアス電位を画像部におけるそれより下げてい
るので、インターイメージ部における感光体表面電位と
現像バイアス電位との差がより小さくなるので、インタ
ーイメージ部において発生しやすい感光体のキャリア引
きが少なくなり、現像器から出たキャリアが感光体を傷
つけ、クリーニング装置のクリーニングブレード等を破
損し、クリーニング不良を起こすことはなくなる。

〔実施例〕

以下、添付の図面を参照にして、本発明の前提になる複
写器とその現像器の１例をについて説明する。

ここでは、ドラム１回転で、ブラックとカラーの２色を
現像、転写する例を示すが、従来のドラム１回転で１色
の現像、転写を行う場合も全く同様である。その場合ブ
ラック現像剤は、二成分のものを用いる。

第１図は本発明の方法の１実施例が適用される複写機の
１例を示す斜視図、第２図はその２色カラー複写機の概
略断面図である。

第１図及び第２図に示すように、カラー複写機１は、本
体２と、この本体２の上面側に設けられ、図示しない原
稿が載置されるプラテン３と、このプラテン３の下方に
設けられ、原稿の画像情報を読み取る画像情報読取部４
と、この画像情報読取部４からの慣号を受けて所定の画
像を形成する画像形成装置５と、この画像形成装置５に
形成された画像を転写媒体である用紙６に転写する転写
部７と、用紙６を供給及び搬送する用紙供給部８及び用
紙搬送部９とから構成されている。

前−記用紙供給部８は、サイズに応じた用紙６をそれぞ
れ収容する３つの用紙トレイ８１．８２．８３、大容量
トレイ８４、両面トレイ８５及び手差しトレイ８６によ
り構成されている。また、用紙搬送部９は、用紙反転シ
、−）９１、各トレイ８１〜８６から送り出される用紙
６を画像形成装置５へ搬送する第１用紙搬送路９２及び
複写済みの用紙６を再度画像形成装置５へ搬送する第２
用紙搬送路９３とにより構成されている。

また、画像形成装置５によりトナー像が転写された用紙
６は、排出側搬送路９４を通って定着器１０へ送られ、
定着器１０の加圧ロール１０１及び加熱ロール１０２に
よりトナー像の定着が行われた後、排出トレイ８７へ搬
送されるようになっている。

第３図に示すように、画像形成装置５は、感光ドラム５
１と、この感光ドラム５１の外周に沿って順次配設され
る帯電器５２、第１潜像形成手段５３、第１現像器５４
、第２潜像形成手段５５、第２現像器５６及び転写前帯
電器５７とから構成されている。前記感光ドラム５１に
形成された顕画像が転写部７において用紙６に転写され
るようになっている。

このように構成された画像形成装置５においては、カラ
ー画像を記録するにあたり、本体２のコンソールパネル
２１のモードをカラーモードに切換操作すると、第４図
（ａ）に示すように帯電器５２により感光ドラム５１上
が一様に帯電されて感光ドラム５１の表面電位が一方の
極性に帯電された状態となる。この状態において、同図
（ｂ）に示すように第１潜像形成手段５３により感光ド
ラム５１上に第１潜儒が形成された後、同図（Ｃ）に示
すように第１現像器５４に所定の現像バイアス電圧が印
加されることにより、第１トナー像が反転現象により形
成される。次に、同図（ｄ）に示すように第２潜像形成
手段５５により感光ドラム５１上に第２潜像が形成され
、第２現像器５６に所定の現像バイアス電圧が印加され
ることにより、同図（ｅ）に示すように感光ドラム５１
上にトナー像が正規現像により形成される。そして、同
図（ｆ）に示すように転写前帯電器５７により両トナー
像の極性が揃えられた後、転写部７により用紙６上に両
トナー像が一括転写されることにより、カラー画像の記
録が行われるようになっている。

この場合、前記第１及び第２潜像形成手段５３゜５５は
、レーザーダイオードにより形成されており、画像情報
読取部４からの償号を受けて所定の潜像を感光ドラム５
１上に書き込むようになっている。なお、第１潜像形成
手段５３は画像部を書き込む方式となっており、また第
２潜像形成手段５５は背景部を書き込む方式となってい
る。しかし、これら第１及び第２潜像形成手段５３．５
５は必ずしもこれらの方式である必要はなく、逆に第１
潜像形成手段５３が背景部を書き込む方式であり、第２
潜像形成手段５５が画像部を書き込む方式であってもよ
く、また両潜像形成手段５３゜５５は共に画像部あるい
は背景部を書き込む方式％式％ 第１現像器５４は、カラー（赤）用の二成分系現像剤を
有するもので、感光ドラム５１側に配設された現像ロー
ル５４１と、この現像ロール５４１の背面側において仕
切り５４２を介して併設される第１オーガ５４３ａ及び
第２オーガ５４３ｂと、これらオーガ５４３ａ、　５４
３ｂの上方側において受板５４４を介して設けられる第
３オーガ５４３ｃと、ハウジング５４ａの開口部の上流
側に装着されて感光ドラム５１に接触するフィルム上の
シール部材５４５と、現像ロール５４１により搬送され
るトナーを掻き取るブレード５４６と、ハウジング５４
ａの背面側に取り付けられるトナーボックス５４７内に
配設されるトナー搬送用コイルオーガ５４７ａ及びトナ
ー搬送用オーガ５４７ｂとにより構成されている。この
場合、前記現像ロール５４１は、例えばアルミニウム合
金やステンレス鋼等の非磁性導電性部材により形成され
ている。

前記第２現像器５６は、黒の二成分系現像剤を有する現
像器であり、ＦＸマイクロトーニング方式の磁気ブラシ
現像法により第２の潜像を現像する。

これらの両現像器５４．５６は、それぞれに対応して配
設されたりトラクト機構５８により、感光ドラム５１に
対して接離する方向に移動されるようになっている。こ
れらのりトラクト機構５８は図示しない駆動源により作
動されるようになっている。

次に、本発明の方法が適用される第２現像器５６につい
てさらに詳述する。

第５図に示すように、第２現像器５６はＦＸマイクロト
ーニング方式の磁気ブラシ現像法により感光ドラム５１
上に形成された第２潜像を現像するものであり、大きく
は、ハウジング１００１内の一端に配設された開口部か
ら外周面の一部をハウジング１００１外に露出させた現
像ロール１００２　（現像剤担持体）と、現像ロール１
００２の背面側のハウジング１００１内に配設された現
像剤撹拌手段１００３と、現像ロール１００２の上方の
ハウジング１００１天板に取り付けられ、現像ロール１
００２上に形成された現像剤の磁気ブラシの穂立高さを
規制するトリマープレート１００４　（）　！Ｊママ−
とから構成されている。また、その他に、ＦＸマイクロ
トーニング方式を実施するにあたって必要とされる各種
補機類が取り付けられている。

第６図に示すように、現像ロール１００２は、固定支持
されたほぼ円柱形状のマグネット部材（マグロール）　
１００５の外周を覆うようにして同心状に回動可能な円
筒状スリーブ１００６を配設したものであり、マグロー
ル１００５の磁力によりスリーブ１００６上に現像剤の
磁気ブラシが形成されると共に、スリーブ１００６の回
動に伴い磁気ブラシを感光ドラム５１に面した現像領域
へ搬送するようになっている。

現像バイアス電圧はスリーブ１００６に印加されている
。マグロール１００５には、剥離極Ｎ１、吸着極Ｎ２、
搬送極Ｓ３．Ｎ３及び現像主極Ｓｌ、Ｓ２の複数の磁極
が反時計回りにこれらの順に設けられており、第７図に
示すように、これらは焼結系フェライト製の強磁性体材
１００５ａをロール本体１００５ｂに埋め込むことによ
り形成されている。その場合、現像主極Ｓｌ、Ｓ２は、
これら現像主極Ｓｌ。

Ｓ２の間に凹嵌部１００５ｃが形成された１つの強磁性
体材により形成されている。このように強磁性体材を埋
め込んでマグネットロールを形成することにより、マグ
ネットロール自体を強磁性体材で形成しなくて済むので
、安価に現像ロール１００２を形成することができる。

そして、このような磁極配置を有する本実施例の現像ロ
ール１００２においては、異なる磁性の磁極が交互に連
続する吸着極Ｎ２−搬送極Ｓ３−搬送極Ｎ３−現像主極
Ｓｌ、Ｓ２＝吸着極Ｎ１の間で現像剤がスリーブ１００
６表面に保持される一方、同磁性の磁極が隣接配置され
た剥離極Ｎ１→吸着極Ｎ２の間では現像剤がスリーブ１
００６から剥離するようになっている。

ところで、このような現像ロール１００２においては、
剥離極Ｎ１、吸着極Ｎ２、搬送極Ｓ３．　Ｎ３及び現像
主極Ｓｌ、Ｓ２により、第７図に示すような磁気パター
ンＡが形成される。現像主極Ｓｌ。

Ｓ２の間に形成された凹嵌部１００５ｃにより、現像主
極Ｓｌ、Ｓ２における磁気パターンは、互いにほぼ等し
く磁力の高し）二つの山ＡＩ、Ａ２と、これらの山Ａ１
．Ａ２の間の磁力の低い谷Ａ３、すなわち磁力の落込み
ｉＡ３とからなる磁気パターンに設定されている。この
磁力の落込み部Ａ３により、現像主極５ｌ−３２の間で
は、反発磁界が形成されてＳｌ、Ｓ２の磁力が所定の角
度で拡開して作用するようになっていて、これら両磁極
Ｓ１．８２間では現像剤に作用する磁力が一時的に弱ま
る。このため、この反発磁界の中では、キャリアが現像
ロール１００２から飛び出して撹乱されるようになるの
で、現像剤を高効率で感光ドラム５１に摺擦することが
できるようになる。これにより、現像性が向上する。

ところで、このような現像器を用いると、スリーブ１０
０６に印加する現像バイアス電圧を一定に保つと、特に
画像と画像の間のインターイメージ部において、二成分
現像剤中のキャリアが現像器５６の現像ロール１００２
の磁界から外れて感光ドラム５１に付着してその表面を
傷付け、また、この付着したキャリアがクリーニング装
置３００に達し、そのクリーニングブレード３０１を破
損し、クリーニング不良を起こすことになる。このよう
な感光体のキャリア引きは、キャリアの疲労を軽減する
ためにインターイメージ部においてスリーブ１００６の
回転を停止する場合に特に顕著である。このような感光
体のキャリア引きが起こるメカニズムは必ずしも明らか
ではないが、現像バイアスと感光体の表面電位の電位差
に関係があるものと推測される。例えば、第８図に示す
ように、感光体の一様帯電電位レベル、現像バイアス電
位レベル、画像部の白地電位レベル、インターイメージ
部の残留電位レベルが設定され、二成分現像剤中のトナ
ーが正に摩擦帯電され、キャリアが負に摩擦帯電されて
いる場合、白地は現像バイアス電位より正の方向に１３
０ｖだけ電位が高いので、正に帯電されたトナーは白地
に着かない。同様に、インターイメージ部は正の方向に
２３０Ｖ電位が高いにで正のトナーはインターイメージ
部に付着しない。

これに対して、負に帯電しているキャリアは現像バイア
ス電位より正の方向に電位が高い白地及びインターイメ
ージ部に付着する傾向にある（もちろん、白地、インタ
ーイメージ部とも絶値電位は負であるから、負に帯電し
ているキャリアはこれらの部位には静電的にすぐ吸着さ
れないが、相対電位差を考えると、白地、インターイメ
ージ部とも電位が現像バイアス電位より高いから、負に
帯電しているキャリアは現像バイアス電位より正の方向
に電位が高い白地及びインターイメージ部に付着しやす
い傾向にある。）。そして、現像器の現像バイアス電位
と白地、インターイメージ部の感光体表面の電位差がよ
り大きくなると、相対的にキャリアは感光体に付着しや
すくなるものと推測される。そこで、白地電位を一１２
０Ｖに設定し、現像バイアス電位を一２５０Ｖから一４
６０Ｖまで変化させたときの感光体のキャリア引きの程
度をグレード評価で調べてみた。その結果を第９図に示
す。この結果から明らかのように、現像バイアス電位と
感光体表面の電位差が１３０Ｖよりも大きくなると、感
光体のキャリア引きが悪化する。したがって、第８図の
ような電位レベルを設定した画像形成装置においては、
インターイメージ部において、感光体のキャリア引きが
発生しやすくなると言える。第９図から明らかなように
、この例の場合、白地及びインターイメージ部の電位と
現像バイアス電位の差は１３０Ｖ以下にすることが望ま
しいと言える。しかしながら、この電位差を余り小さく
すると、画像部においては白地の地肌カブリが発生しや
すくなり、インターイメージ部においては、その部分の
電位変動が除電ランプ等の関連で大きいため、トナーが
付着し、クリーニング装置の負担を大きくするので、上
記の電位差を余り下げることはできない。

したがって、本発明においては、インターイメージ部の
電位レベルが画像部の白地電位レベルよ低い画像形成装
置において、磁気ブラシニ成分現像器の現像バイアス電
位レベルを、画像部とインターイメージ部において同一
にするのではなく、インターイメージ部において下げる
ようにするものである。すなわち、第１０図に電位レベ
ルを示すように、インターイメージ部において、現像バ
イアス電圧を一２５０Ｖから一１５０Ｖへ下げて（厳密
には、負の領域であるので上げてと言うべきであろうが
、絶対電位の高低で考えている。）、感光体表面の電位
との差を画像部における白地電位との差と略等しくして
いる。もちろん、インターイメージ部において、現像バ
イアス電圧を一１５０Ｖより低くしてもよいが、余り残
留電位−２０Ｖに近くなると、トナーがインターイメー
ジ部に付着してクリーニング装置に負担をかけるように
なるので好ましくない。他方、−１５０Ｖより高くでき
るが、余り高いと、本発明の目的である感光体のキャリ
ア引き防止の効果が小さくなる。

以上のように、現像バイアス電位を制御することにより
、インターイメージ部においても、感光体のキャリア引
きは殆どなくなった。

ところで、前記したように、感光体のキャリア引きは、
磁気ブラシ現像器５６のスリーブ１０（１６の回転を停
止した時により多く発生することが分かっているが、上
記のようにインターイメージ部の現像バイアス電位を下
げ、白地電位との差と略同じ差になるようにすると、イ
ンターイメージ部においてスリーブ１００６の回転を停
止しても感光体のキャリア引きは殆ど発生しなかった。

したがって、画像部においてのみスリーブ１０（ｌｆｌ
ｉを回転するようにして、キャリアの疲労がより少ない
現像器を構成することができる。

なお、理由は明確でないが、第１０図に示したインター
イメージ部は、第３図の帯電器５２によって一様に帯電
され、図示していないインターイメージランプによって
除電されて、残留電位まで下げられているが、このよう
な帯電、除電工程を経ないで、帯電器５２による帯電時
にインターイメージ部を帯電しないようにすると、上記
のような感光体のキャリア引きの発生頻度はさらに低下
することが分かった。したがって、画像形成装置の帯電
制御において、画像部に相当する感光体領域のみを一様
帯電し、インターイメージ部に相当する感光体領域は帯
電しないようにするのが望ましい。

なお、現像器の現像バイアス電圧を第１０図に示したよ
うに周期的に上下に制御する手段自体は種々の周知の手
段を用いることができる。

〔発明の効果〕

本発明の画像形成装置における感光体のキャリア引き防
止方法によると、二成分現像剤を用いて磁気ブラシ現像
する際、インターイメージ部における磁気ブラシ現像器
の現像バイアス電位を画像部におけるそれより下げてい
るので、インターイメージ部における感光体表面電位と
現像バイアス電位との差がより小さくなるので、インタ
ーイメージ部において発生しやすい感光体のキャリア引
きが少なくなり、現像器から出たキャリアが感光体を傷
つけ、クリーニング装置のクリーニングブレード等を破
損し、クリーニング不良を起こすことはなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法の１実施例が適用される複写機の
１例を示す斜視図、第２図はこの２色カラー複写機の概
略断面図、第３図はこのカラー複写機の画像形成装置の
拡大断面図、第４図はこの画像形成装置における画彎形
成プロセスを説明する図、第５図は現像器の拡大断面図
、第６図は現像ロールを示し、（ａ）は軸方向に沿った
断面図、（ｂ）は軸方向と直交する方向に沿った断面図
、第７図は第６図の現像ロールの磁気パターンの１例を
示す図、第８図は感光体の一様帯電電位レベル、現像バ
イアス電位レベル、画像部の白地電位レベル、インター
イメージ部の残留電位レベルの１設定例を示す図、第９
図は白地電位を一定に設定して現像バイアス電位を変化
させたときの感光体のキャリア引きの変化を示す図、第
１０図は本発明に基づいて現像バイアス電位レベルをイ
ンターイメージ部において下げた場合の各電位レベルを
示す図である。 １・・・カラー複写機、５・・・画像形成装置、５１・
・・感光ドラム、５４・・・第１現像器、５６・・・第
２現像器、１００２・・・現像ロール、１００５・・・
マｆ　ｏ　−ル、１００５ａ・・・強磁性体材、１００
５ｃ・・・凹嵌部、１００６・・・スリーブ、Ｓｌ、Ｓ
２・・・現像主極、Ｓ３・・・搬送極、Ｎ１・・・剥離
極、Ｎ２．Ｎ３・・・吸着極、Ａ・・・磁気パターン、
ＡＩ、Ａ２・・・磁力の山、Ａ３・・・磁力の谷、ａ・
・・極谷間差、ｂ・・極間距離比　　願　　人　富士ゼ
ロックス株式会社代理人　弁理士　韮　　澤　　　弘（
外７名）第１図 第４図 第５図 第７図 第８ 図 第９ 図 硯豫ハ“１アス電圧（−Ｖ）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）感光体表面に形成された静電潜像を現像して得ら
   れたトナー像を用紙等に転写する画像形成装置であって
   、電位を絶対値で考える場合に現像前のインターイメー
   ジ部の感光体表面電位が画像部の白地電位よ低い画像形
   成装置においてにおいて、二成分現像剤を用いて磁気ブ
   ラシ現像する際、インターイメージ部における磁気ブラ
   シ現像器の現像バイアス電位を画像部におけるそれより
   下げることを特徴とする画像形成装置における感光体の
   キャリア引き防止方法。
2. （２）インターイメージ部における感光体表面電位と現
   像バイアス電位との差が画像部における現像バイアス電
   位と白地電位の差と略同程度になるように、インターイ
   メージ部における磁気ブラシ現像器の現像バイアス電位
   を下げることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置
   における感光体のキャリア引き防止方法。
3. （３）インターイメージ部において磁気ブラシ現像器の
   スリーブの回転を停止することを特徴とする請求項１又
   は２記載の画像形成装置における感光体のキャリア引き
   防止方法。
4. （４）帯電器による帯電時に感光体表面の画像部のみを
   一様帯電し、インターイメージ部の感光体表面は帯電し
   ないようにすることを特徴とする請求項１から３の何れ
   か１項記載の画像形成装置における感光体のキャリア引
   き防止方法。