JPH05127538A - キヤリア選別方法及びキヤリア選別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、電子写真方式画像形成装置の現像
剤に用いられるキャリアの選別方法及び選別装置に関
し、潜像担持体への付着を起こさないキャリアを選別す
ることのできるキャリア選別方法及びキャリア選別装置
を提供することを目的としている。 【構成】 本発明のキャリア選別装置１０は、電荷担持
体１１と、所定の電位を有する電極板１６を備え、該電
極板１６と前記電荷担持体１１との電位差により該電荷
担持体１１に静電力でキャリアを付着させるキャリア付
着手段１３と、該キャリア付着手段１３により該電荷担
持体１１上に付着したキャリアのうち、静電力より磁気
力の方が強いキャリアを磁力により回収する磁気回収手
段１４とを少なくとも備えて構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真方式画像形成
装置の現像剤に用いられるキャリアの選別方法及び選別
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真プリンタ，複写機等の電子写真
方式画像形成装置において静電潜像を現像する手段とし
て、二成分磁気ブラシ現像方式が広く用いられている。
この現像方式は、磁性粉から成るキャリアと、基材樹脂
に着色剤等を添加した粉体インクであるトナーとの混合
物である二成分現像剤を用いる。この現像剤を感光ドラ
ム等の潜像担持体に搬送する現像ローラは、内部にマグ
ネットがあり、その外周を金属性のスリーブが覆ってい
る。マグネットは固定で、スリーブは回転する。

【０００３】現像剤のキャリアは、トナーを摩擦により
帯電し、潜像担持体表面までトナーを運ぶ機能を有して
おり、キャリア自身は現像ローラ上に磁力により吸引保
持される。現像ローラ上には、現像ローラ内のマグネッ
トにより、現像剤の磁気ブラシが形成される。この磁気
ブラシは、現像ローラのスリーブの回転により搬送さ
れ、潜像担持体上に形成されている静電潜像に付着して
現像が行われる。

【０００４】キャリアは、現像ローラ内のマグネットに
よりスリーブ表面に吸引されているので、通常潜像担持
体に付着することはない。ところが、キャリアの一部に
磁力の弱いキャリアが混入していると、このキャリアは
電荷注入により帯電し、潜像担持体に付着してしまう場
合がある。この付着が起こると、キャリアの外径（６０
μｍ程度）はトナーの外径（１０μｍ程度）より大きい
ため、現像されたトナー像を記録紙に転写する際にキャ
リアによって用紙の密着性が損なわれ、部分的な転写抜
けを起こす場合がある。

【０００５】このため、従来は、図６に示すように、矢
印方向に回転するスリーブ１を備えた図示磁性の磁気ロ
ーラ２と、図示磁性の磁気ローラ３とを対向させて設け
て、これらの間にキャリア１００を落下させ、磁気吸引
力が強いキャリアを選別する方式が用いられている。弱
磁力キャリアは容器４に落下し、強磁石キャリアは容器
５に回収される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このようにし
て選別された強磁力キャリアを用いて実際に印字を行う
と、キャリアが潜像担持体に付着してしまう場合があ
る。これは、磁力が強いキャリアの中に電荷注入し易い
キャリアがあり、電荷注入によりキャリアが帯電し、潜
電力によりキャリアが付着するためである。

【０００７】本発明は、潜像担持体への付着を起こさな
いキャリアを選別することのできるキャリア選別方法及
びキャリア選別装置を提供することを目的としている。

【０００８】上述の目的を達成するため、本発明では、
回転する電荷担持体の表面にキャリアを静電力により付
着させ、該付着したキャリアのうち、静電力より磁気力
の強いキャリアを磁力により回収することを特徴とする
構成とする。

【０００９】また、電荷担持体と、所定の電位を有する
電極板を備え、該電極板と前記電荷担持体との電位差に
より該電荷担持体に静電力でキャリアを付着させるキャ
リア付着手段と、該キャリア付着手段により該電荷担持
体上に付着したキャリアのうち、静電力より磁気力の方
が強いキャリアを磁力により回収する磁気回収手段とを
少なくとも備えて成ることを特徴とする構成とする。

【００１０】また、上記構成のキャリア選別装置に、キ
ャリア付着手段の上流側で電荷担持体を帯電させる帯電
手段を付加したことを特徴とする構成とする。

【００１１】

【作用】キャリア選別に際しては、キャリア付着手段に
キャリアを供給し、電荷担持体を回転させる。この回転
によりキャリアは電荷担持体と電極板の間を通過する
が、このとき、電極板と電荷担持体の電位差により、キ
ャリアに、電荷担持体と逆極性の電荷が注入され、該キ
ャリアは静電力により電荷担持体に付着する。

【００１２】電荷担持体に付着したキャリアが磁気回収
手段に達すると、静電力により磁気力の強いキャリアが
磁力により磁気回収手段に回収される。このように、本
発明によれば、磁気的付着力が大きくしかも静電付着力
の弱いキャリアを選別，使用することができるので、白
抜けのない高画質の印字を実現することができる。

【００１３】

【実施例】以下、図１乃至図５に関連して本発明の実施
例を説明する。

【００１４】図１は本発明の第１の実施例のキャリア選
別装置１０の側面図で、図中、１１は電荷担持体、１２
は帯電手段、１３はキャリア付着手段、１４は磁気回収
手段である。電荷担持体１１は、金属ドラム１１ａに誘
電体または感光体の表面層１１ｂを形成したもので、矢
印方向に回転する。帯電手段１２は、電荷担持体１１を
一定電位に帯電させるためのもので、コスロトロン，コ
ロトロン等のコロナ放電器、あるいは、導電性ブラシに
電圧を印加し電荷担持体１１に接触させて帯電を行う接
触帯電器等が用いられる。

【００１５】キャリア付着手段１３は、電荷担持体１１
にキャリアを静電力で付着させるためのもので、図２に
詳細を示すように、キャリア収容部１５の下端に電極板
１６を設けて構成されている。電極板１６は、キャリア
に電荷を注入し、さらに電荷担持体１１に付着するキャ
リアが一層となるようにキャリア搬送量を規定するため
のもので、弾性，導電性を有している。この電極板１６
は、板厚０．３ｍｍのステンレス、または黄銅板等の板
ばね材，導電性ゴム等で形成され、キャリア１００が無
い状態では電荷担持体１１に押し付けられている。

【００１６】磁気回収手段１４は、電荷担持体１１に付
着しているキャリア（良キャリア）を磁力により回収す
るためのもので、通常のマグネットを用いても良いが、
本例では、ローラ状のマグネット１７（磁性は図１に示
す）とブレード１８を備えたものを示している。マグネ
ット１７は、電荷担持体１１と一定の間隔を保持して設
けられており、矢印方向に回転する。

【００１７】キャリア選別に際しては、電荷担持体１１
を矢印方向に回転し、その表面を帯電手段１２により帯
電させる。この状態で、キャリア収容部１５にキャリア
１００を投入すると、キャリア１００は電荷担持体１１
と電極板１６の間をすりぬける。このとき、電荷担持体
１１は帯電しているので、キャリア１００には、電極板
１６を通して、電荷担持体１１の帯電極性とは逆極性の
電荷が注入される。従って、キャリア１００は、静電力
により電荷担持体１１に付着する。

【００１８】付着キャリア１００がマグネット１７に達
すると、該マグネット１７は、静電力により電荷担持体
１１に付着しているキャリア１００を、磁力により吸引
して電荷担持体１１から回収する。この場合、磁力より
静電力の方が強いキャリアは、回収されずに電荷担持体
１１上に残る。なお、回収されたキャリア１００ａは、
ブレード１８により規制され、容器１９の底部に落下す
る。

【００１９】磁気回収手段１４で回収されずに電荷担持
体１１上に残ったキャリア１００ｂは、静電力よりも磁
力が弱い不良キャリアで、磁気回収手段１４の下流側に
設けられた不良キャリア回収手段２０のブレード２１
（ウレタンゴム等の弾性材で形成されて電荷担持体１１
に圧接している）によりストッカ２２へかき落とされ
る。なお、不良キャリアを回収する必要がないときは、
不良キャリア回収手段２０を設ける必要はない。

【００２０】このように、本例によれば、磁気的付着力
が強くしかも静電的付着力が弱いキャリアを選別するこ
とができ、該選別されたキャリアを使用することによっ
て、感光ドラム等の潜像担持体に付着するキャリアの量
を低減することができる。

【００２１】次に、第１の実施例の各種応用例を図３，
４により説明する。

【００２２】図３は応用例を示す側面図である。図１，
２と異なる点は、電荷担持体１１を帯電する帯電手段１
２をなくし、電極板１６に、電源２３により一定の電圧
を印加した点である。電荷担持体１１と電極板１６間に
電位差があれば、キャリア１００に電荷が注入されるの
で、この場合も、キャリアを静電力により電荷担持体１
１に付着させることができる。

【００２３】また、図４は他の応用例を示す側面図であ
る。図１，２及び図３と異なる点は、磁気回収手段１
４′に、矢印方向に回転するスリーブ２４ａを備えたマ
グネットローラ２４を設け、さらに、該スリーブ２４ａ
上のキャリアを剥離するキャリア剥離手段２５を設けた
点である。図１，２及び図３の例では、マグネット上に
磁気ブラシが形成されているので、磁気ブラシが電荷担
持体１１に接触することにより、不良キャリア１００ｂ
も回収してしまうことがある。本例はこの問題を解決す
るために上記キャリア剥離手段２５を設けたもので、そ
の構成，作用は次の通りである。

【００２４】キャリア剥離手段２５は、マグネットロー
ラ２４に同極の磁極Ｓ，Ｓを隣接させて設け、さらに該
磁極Ｓ，Ｓの間でマグネットローラ２４の外周のスリー
ブ２４ａに、剥離されたキャリアによる磁気ブラシが形
成されないように、接触（あるいは近接）する板２６を
設けて構成されている。スリーブ２４ａ上のキャリアは
このキャリア剥離手段２５により剥離され、磁気ブラシ
が形成されなくなるため、不良キャリアの回収は防止さ
れる。なお、キャリア剥離手段２５は、キャリアをほぼ
完全にスリーブ２４ａから剥離し（キャリア剥離手段２
５の下流側にキャリアが流出しない）、かつ、機械的ス
トレス等によりキャリア粒子を破損しなければ、板２６
をスリーブ２４ａに接触あるいは近接させるだけの構成
で良い。

【００２５】次に、上記方式により選別されたキャリア
を用いて印字試験を行った結果について説明する。選別
条件は、電荷担持体１１の表面電位が−６００Ｖで、磁
気回収手段１４，１４′の電荷担持体１１と対向する磁
極の強さが９５０Ｇである。また、電荷担持体１１と磁
気回収手段１４のマグネット１７との間隔は１．５ｍ
ｍ、電荷担持体１１と磁気回収手段１４′のマグネット
ローラ２４との間隔は１ｍｍとした。さらに、使用した
キャリアは、平均粒子径が６０μｍで、飽和磁化が８５
emu ／ｇの樹脂コートされたフェライトキャリアであ
る。

【００２６】試験は、選別したキャリアとトナーを混合
して行った。ここで、トナー濃度は５．５％である。感
光体の表面電位は−５５０Ｖ、現像バイアス電位は−３
５０Ｖ、現像磁極の強さは９５０Ｇである。印字は、用
紙全面に斜線（ハッチング）を印字し、印字が白く抜け
た数で評価した。次表１に評価結果を示す。

【表１】

【００２７】ここで、白抜けの数は、１００枚の印字を
行い、Ｂ４用紙１枚当たりの白抜けを計数した結果であ
る。表１より、従来例と比べて、図１の装置使用の場合
は１／２０に白抜けの数が減少し、図４の装置使用の場
合は白抜けがなくなり、本発明の効果が確認された。

【００２８】図５に第２の実施例を示す。

【００２９】図５は本例のキャリア選別装置３０の側面
図で、図中、３１はキャリア付着手段である。なお、そ
の他の構成部材は図１と同様である。キャリア付着手段
３１は電荷担持体１１にキャリアを静電力で付着させる
ためのもので、二成分磁気ブラシ現像器をそのまま用い
ることができる。３２は現像ローラ、３３はキャリア搬
出量規制用のブレードで、現像ローラ３２は、スリーブ
３２ａとマグネット３２ｂを備えている。

【００３０】キャリア選別に際しては、キャリア付着手
段３１にキャリア１００を投入し、現像ローラ３２にバ
イアス電圧を印加する。また、電荷担持体１１を、帯電
手段１２により、適当な電位に帯電する。投入されたキ
ャリア１００は、現像ローラ３２内のマグネット３２ｂ
により現像ローラ３２に吸引されて、矢印方向に回転す
るスリーブ３２ａにより搬送され、ブレード３３で搬出
量を規制されて電荷担持体１１の表面に供給される。

【００３１】この場合、通常印字に使う条件よりも、現
像ローラの表面磁束密度を弱くしたり、電荷担持体１１
の表面電位と現像ローラ３２に印加した電圧の差が大き
くなるようにすると、キャリア１００は電荷担持体１１
に付着する。ここで、キャリア１００が電荷担持体１１
に付着するのは、電荷担持体１１とバイアス電圧の電位
差により、キャリア１００に電荷が注入されるためであ
る。

【００３２】従って、バイアス電圧を調整することによ
り、電荷担持体１１を帯電させなくてもキャリア１００
を付着させることができる。このとき、キャリア１００
との摩擦による電荷担持体１１の帯電を防止するため、
帯電手段１２の代わりに除電手段（図示せず）を設ける
ことが望ましい。

【００３３】このようにして電荷担持体１１に付着した
キャリアのうち、良キャリアは磁気回収手段１４によ
り、磁力より静電力の方が強い不良キャリアは不良キャ
リア回収手段２０により、それぞれ回収されるが、その
詳細は、前述した通りであるので説明を省略する。

【００３４】なお、磁気回収手段においてマグネットの
代わりにマグネットローラを用いたり、さらに該マグネ
ットローラ上のキャリアを剥離するキャリア剥離手段を
設けたりしても良い。これらの詳細については、図４に
関連して前述した通りであるので、説明を省略する。

【００３５】次に、第２の実施例の方式により選別され
たキャリアを用いて印字試験を行った結果について説明
する。選別条件は、電荷担持体１１の表面電位が−６０
０Ｖで、現像ローラ３２の電荷担持体１１と対向する磁
極３２Ｐ（図５参照）の強さがスリーブ３２ａ表面で８
５０Ｇであり、バイアス電圧が−２００Ｖである。ま
た、磁気回収手段の電荷担持体と対向する磁極の強さは
９５０Ｇで、使用したキャリアは、平均粒子径が６０μ
ｍ，飽和磁化が８５emu ／ｇの樹脂コートされたフェラ
イトキャリアである。

【００３６】試験は、選別したキャリアとトナーを混合
して行った。ここで、トナー濃度は５．５％である。感
光体の表面電位は−５５０Ｖ、現像バイアス電位は−３
５０Ｖ、現像磁性の強さは９５０Ｇである。印字は、用
紙全面に斜線を印字し、印字が白く抜けた数で評価し
た。その結果、第１の実施例について表１に示したもの
と同様の効果（図５の場合は１／２０に白抜けの数が減
少し、図５のマグネットの代わりにキャリア剥離手段付
マグネットローラを用いた場合は白抜けがなくなる）が
確認された。

【００３７】以上述べたように、本発明によれば、磁気
的付着力が強くしかも静電的付着力が弱いキャリアを選
別するようにしたので、感光体に付着するキャリアの量
を低減することができる。このため、白抜けのない高画
質の印字が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例のキャリア選別装置の側
面図である。

【図２】図１の要部詳細図である。

【図３】本発明の第１の実施例の応用例を示す側面図で
ある。

【図４】本発明の第１の実施例の他の応用例を示す側面
図である。

【図５】本発明の第２の実施例のキャリア選別装置の側
面図である。

【図６】従来のキャリア選別方式説明図である。

【符号の説明】

１０，３０ キャリア選別装置 １１ 電荷担持体 １２ 帯電手段 １３，３１ キャリア付着手段 １４，１４′ 磁気回収手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転する電荷担持体（１１）の表面にキ
   ャリアを静電力により付着させ、該付着したキャリアの
   うち、静電力より磁気力の方が強いキャリアを磁力によ
   り回収することを特徴とするキャリア選別方法。
2. 【請求項２】 電荷担持体（１１）と、所定の電位を有
   する電極板（１６）を備え、該電極板（１６）と前記電
   荷担持体（１１）との電位差により該電荷担持体（１
   １）に静電力でキャリアを付着させるキャリア付着手段
   （１３）と、該キャリア付着手段（１３）により該電荷
   担持体（１１）上に付着したキャリアのうち、静電力よ
   り磁気力の方が強いキャリアを磁力により回収する磁気
   回収手段（１４）とを少なくとも備えて成ることを特徴
   とするキャリア選別装置。
3. 【請求項３】 請求項１のキャリア選別装置に、 キャリア付着手段（１３）の上流側で電荷担持体（１
   １）を帯電させる帯電手段（１２）を付加したことを特
   徴とするキャリア選別装置。