JPH06208303A - 画像形成装置における現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】現像剤中に存在する異物が電極ワイヤに蓄積さ
れる前に、その異物を除去して信頼性を向上するととも
に、画像形成装置を小型にかつ安価に形成する。 【構成】磁気ロール５におけるドナーロール４との最接
近位置より上流側に、異物除去装置１３が設けられ、こ
の異物除去装置１３は、平板状のメッシュ部材からなる
異物除去部材１４と、この異物除去部材１４を実線で示
す作動位置と破線で示す退避位置とに設定する回転可能
な支持部材１５とから構成されている。異物除去部材１
４は作動位置にあるとき磁気ロール５の現像剤層３ａに
接触し、退避位置にあるとき清掃部材１６に接触するよ
うになっている。磁気ロール５の現像剤層３ａが作動位
置にある異物除去部材１４を通過するとき、現像剤層３
ａ中の異物が異物除去部材１４により除去される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真複写機、静電
記録装置、ファクシミリ、伝送記録装置あるいはレーザ
ープリンターなどの画像形成装置に関し、更に詳細に
は、トナーによりトナー層をドナーロール上に形成し、
感光体とドナーロールとの間に配設された電極ワイヤに
より、現像領域においてドナーロール上のトナー層から
トナー雲を発生させ、このトナー雲のトナーにより感光
体上の潜像を現像するようになっている現像装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一成分現像剤および二成分現像剤に関わ
らず、トナーの磁気ブラシを感光体に接触させることな
く、高効率で高画質の現像を行うことができるようにし
た画像形成装置における現像装置が、従来から種々開発
されている。この種の現像装置の一例としては、現像剤
のトナーによりトナー層をドナーロール上に形成し、感
光体とドナーロールとの間に配設された電極ワイヤによ
り、現像領域においてドナーロール上のトナー層からト
ナー雲を発生させ、このトナー雲のトナーにより感光体
上の潜像を現像するようになっている現像装置が、特開
平１ー３０４４７７号公報において提案されている。

【０００３】また、前述の現像装置の他の例としては、
磁気ロールを用いて二成分現像剤をドナーロールに進ま
せ、このドナーロール上に二成分現像剤のトナーを転移
させてトナー層を形成し、感光体とドナーロールとの間
に配設された電極ワイヤにより、現像領域においてドナ
ーロール上のトナー層からトナー雲を発生させ、このト
ナー雲のトナーにより感光体上の潜像を現像するように
なっている現像装置が、特開平３ー１１３４７４号公報
において提案されている。

【０００４】これらの方式の現像装置によれば、電極ワ
イヤに交流電圧を印加するなどの方法により、ドナーロ
ール上に形成したトナー層からトナー雲を発生させ、こ
のトナー雲により高効率でしかも高画質の現像を行うこ
とができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
いずれの方式の現像装置においても、ドナーロール上の
トナー層からトナー雲を発生させるために、電極ワイヤ
がドナーロールに近接して設けられている。このため、
この電極ワイヤに、粗大トナー粒子、トナーの凝集体、
現像剤中に混入している繊維状の埃や転写紙を形成する
紙の繊維などの異物が現像動作中に引っ掛かるととも
に、引っ掛かった異物は電極ワイヤに局部的に蓄積する
ようになる。

【０００６】そして、電極ワイヤに蓄積された異物がド
ナーロール上に形成したトナー層に接触してそのトナー
層に筋を作ったり、電極ワイヤに印加するバイアス電圧
により形成される電界の均一性を局部的に乱したりする
ようになり、その結果、様々な画像欠陥をもたらすとい
う問題が生じる。

【０００７】このような異物による画像欠陥に対処する
ために、バイアス電圧印加により異物を捕獲する方法が
種々開発されており、例えば特開昭６３−８６８１号公
報および特開昭５７−１３９７７０号公報等において提
案されているとともに、特許出願されている（特願平３
−１０７６６５号および特願平３−１９７９５０号）。
これらの異物除去方法によれば、バイアス電圧により帯
電状態にある異物が効果的に捕獲されるようになる。

【０００８】しかしながら、これらの異物除去方法で
は、現像機内に混入する紙紛や未帯電トナーの凝集体等
の十分帯電されていない異物は、バイアス電圧によって
は効果的に捕獲されない。

【０００９】また、更に他の異物を捕獲する方法とし
て、電極ワイヤを移動させることにより電極ワイヤとド
ナーロールとの間の空間を適宜広げ、その空間内に清掃
部材を設ける方法が本出願人によって開発され、特許出
願されている（特願平３−１８８７１３号）。

【００１０】この特許出願の異物除去方法は、電極ワイ
ヤに引っ掛かった異物により、画像欠損が発生した場合
に、異物を効果的に除去するものである。したがって、
この特許出願の異物除去方法は電極ワイヤに既に引っ掛
かった異物に対する処置であるため、異物が電極ワイヤ
に引っ掛かることを阻止する、すなわち未然防止の観点
からすると、あまり効果的ではない。

【００１１】更に他の異物除去方法として、空気吸引に
よる異物除去方法が特開平２−１９５３６８号公報にお
いて提案されている。この異物除去方法によれば、吸引
装置により、現像機内に浮遊している異物を吸引除去す
るものであり、異物が電極ワイヤに引っ掛かる前に除去
できるものである。しかしながら、この異物除去装置で
は、異物の吸引除去の効果を十分に得るためには吸引圧
力を十分高くする必要があり、このため大型の吸引装置
が必要となり、画像形成装置が大型になるばかりでな
く、コストも高くなってしまう。

【００１２】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たものであって、その目的は、現像装置内に存在する異
物が電極ワイヤに引っ掛かってその電極ワイヤに蓄積さ
れる前に、その異物を効果的に除去することにより信頼
性を向上できるとともに、小型に形成できる安価な画像
形成装置における現像装置を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段および作用】前述の課題を
解決するために、本発明は、ドナー部材に現像剤層のト
ナーを供給する現像剤供給装置に、磁気ロールとドナー
部材との最接近位置より磁気ロール回転方向上流側に、
異物除去装置の異物除去部材を磁気ロール上の現像剤層
と接触させた状態で配設している。

【００１４】したがって、磁気ロールが回転することに
より現像剤層がドナー部材の方へ移動するとき、この現
像剤層は異物除去部材を通過するようになる。このと
き、現像剤層中に混入している異物は、異物除去部材に
より捕獲される。こうして、現像剤層中の異物は確実に
除去される。

【００１５】本発明によれば、磁気ロール上に形成され
た現像剤層中の異物がドナー部材に移動する前に捕獲さ
れるようになるので、電極部材への異物の引っ掛かりを
未然に防止することができるようになる。

【００１６】またこれにより、異物が電極部材とドナー
部材との間にほとんど侵入しなくなる。したがって、異
物は電極部材とドナー部材との間に挟まれることはな
く、異物によりドナー部材上のトナー層に筋が形成され
たり、電極部材に印加するバイアス電圧により形成され
る電界の均一性を局部的に乱したりすることはほとんど
なくなる。その結果、画像欠陥が回避され、画像形成装
置の信頼性が大幅に向上するようになる。

【００１７】そのうえ、フィルター部材を現像剤循環経
路に設置するだけであるので、異物除去装置の構成はき
わめて簡単であり、その結果低価格で異物除去装置を実
現することができる。

【００１８】

【実施例】図１は、本発明にかかる画像形成装置におけ
る現像装置の一実施例を模式的に示す図である。図１に
示すように、本実施例の現像装置１は所定量の現像剤２
を貯蔵するハウジング３を有しており、このハウジング
３の内部には、表面にトナー層が形成されてトナーを感
光体の方へ搬送するドナーロール４と、このドナーロー
ル４の下方に位置して現像剤をドナーロール４へ供給す
る磁気ロール５とが時計方向および反時計方向に互いに
独立して回転可能に設けられている（図１に示す状態で
は、ドナーロール４および磁気ロール５とも、反時計方
向βに回転するようになっている）。

【００１９】また、ハウジング２内の底部には、磁気ロ
ール５の下方でこの磁気ロール５を挟んで一対のミキシ
ング用オーガ６,７が回転可能に取り付けられており、
これらのミキシング用オーガ６,７により、貯蔵されて
いる現像剤２が混合攪拌されるようになっている。

【００２０】更に、ドナーロール４の上方には所定の間
隔を置いて、無端ベルト状の感光体８（図１にはベルト
の一部のみしか図示していない）が矢印方向αに移動可
能に設けられている。この無端ベルト状の感光体８は、
前述の従来の現像装置における感光体と同じものであ
り、図示しない帯電装置および露光装置によりベルト表
面に潜像Ｂが形成される。

【００２１】ドナーロール４と感光体８との間には、一
対の電極ワイヤ９,９が配設されている。この電極ワイ
ヤ９とドナーロール４との距離は、電極ワイヤ９が、ド
ナーロール４の上に形成されるトナー層に当接すること
により、自動的にドナーロール２０から離れる方向に移
動するため、このトナー層の厚みと等しくなっている。
一般的にには、電極ワイヤ９とドナーロール４との距離
は、約５μｍから３０μｍ位である。図２に示すよう
に、電極ワイヤ９の両端部は、トナー層を含むドナーロ
ール４の最上位置における接線より若干下に位置してハ
ウジング２に取り付けられている。

【００２２】更に、磁気ロール５には直流バイアス電圧
電源１０が、またドナーロール４には直流バイアス電圧
電源１１が接続されている。直流バイアス電圧電源１０
により、磁気ロール５には約−３００ボルトの直流電圧
が印加されているとともに、直流バイアス電圧電源１１
により、ドナーロール４には約−１００ボルトの直流電
圧が印加されている。これらの直流電圧によりドナーロ
ール４と磁気ロール５との間に静電界が形成され、これ
の静電界により、磁気ロール５に付着しているトナー粒
子が磁気ロール５からドナーロール４へ引き付けられ、
ドナーロール４の表面には一様な厚さのトナー層が形成
されるようになっている。

【００２３】電極ワイヤ９には交流バイアス電圧電源１
２が接続されており、この交流バイアス電圧電源１２に
より交流バイアス電圧が電極ワイヤ９に印加されるよう
になっている。この印加された交流バイアス電圧によ
り、電極ワイヤ９とドナーロール４との間に交流電界が
作られ、この交流電界により、ドナーロール４の表面か
らトナーが分離されて電極ワイヤ９の回りにトナー雲が
形成されるようになっている。この交流バイアス電圧の
大きさは、約３kHz〜１５kHzの範囲の周波数においてピ
ーク電圧が２００ボルト〜１０００ボルト程度の大きさ
である。

【００２４】また、ドナーロール４に直流バイアス電圧
電源１１から約−１００ボルトの直流電圧が印加されて
いるので、この直流電圧によりドナーロール４と感光体
８との間には静電界が形成されるようになる。この静電
界により、電極ワイヤ９の回りに形成されたトナー雲か
らトナー粒子が分離されるとともに、分離されたトナー
粒子が感光体８上に形成されている潜像Ｂへ引き付けら
れ、潜像Ｂが現像されてトナー像Ｃが感光体８上に形成
されるようになっている。なお、電極ワイヤ９またはド
ナーロール４上に誘電体被覆を施すことにより、印加す
る交流電圧の短絡が防止されるようになる。

【００２５】ところで、本実施例においては、磁気ロー
ル５におけるドナーロール４との最接近位置より上流側
に、異物除去装置１３が設けられている。図３に示すよ
うに、この異物除去装置１３は、異物除去部材１４と、
この異物除去部材１４を支持するとともに異物除去部材
１４を実線で示す作動位置と破線で示す退避位置とに設
定する回転可能な支持部材１５とから構成されている。

【００２６】異物除去部材１４は、ともに網または線材
を格子状に編んだ平板状のメッシュ部材から構成されて
おり、現像剤が通過可能になっている。この異物除去部
材１４のメッシュ間隔は、異物の種類や現像剤の粒径に
よって決定され、通常は０.５ｍｍ程度が望ましい。メ
ッシュ間隔が０.５ｍｍ程度が望ましいとしたのは、次
のよう理由からである。

【００２７】すなわち、メッシュ間隔が小さ過ぎると、
現像剤が異物除去部材１４を通過するときに、この異物
除去部材１４が抵抗となってしまい、現像機の駆動トル
クを上昇させてしまう。またメッシュ間隔が大き過ぎる
と、現像剤が異物除去部材１４を通過するときに、異物
も現像剤と一緒に異物除去部材１４を通過してしまうの
で、異物除去部材１４の異物除去効果が低下する。一
方、現像装置１内に存在する異物は０.５ｍｍ〜１ｍｍ
程度のファイバー状の異物が多く、かつこれらの異物が
電極ワイヤに引っ掛かり、トナー層に筋を発生させる頻
度が多い。そこで、現像装置内で最も多い０.５ｍｍ〜
１ｍｍ程度のファイバー状の異物を確実に捕獲すること
ができるとともに、現像剤搬送の抵抗となるおそれの少
ないものとして、メッシュ間隔を０.５ｍｍ程度とする
ことが望ましい。なお、現像剤は図に点線で示す磁力線
に沿って、ドナーロール４の方向へと移動する。

【００２８】また、異物除去部材１４が実線で示す作動
位置にあるときは、この異物除去部材１４は磁気ロール
５の表面に形成されている現像剤層３ａに接触するよう
になっている。一方、異物除去部材１４が破線で示す退
避位置にあるときは、この異物除去部材１４は回転ブラ
シからなる清掃部材１６に接触するようになっている。

【００２９】支持部材１５を回転させる手段として、従
来からある一般的な電動モータを用いることができる。
また、支持部材１５を手動によって回転させるようにし
てもよい。

【００３０】このように構成された本実施例において
は、図１においてキャリアとトナーからなる二成分現像
剤３がハウジング２内に破線で示す高さｈまで入れられ
ており、この二成分現像剤３は、ミキシング用オーガ
６,７によりキャリアとトナーとが十分に混合攪拌され
る。

【００３１】そして、二成分現像剤３の一部が、磁気ロ
ール５の内部に固定された磁石５ａの磁力により磁気ロ
ール５の表面に吸着されて、磁気ロール５の回転によっ
てドナーロール４の方へ搬送される。その場合、磁気ロ
ール５上に吸着された二成分現像剤３は途中で規制部材
１４により計量されて、磁気ロール５に一定厚の現像剤
層３ａが形成されることにより、常に一定量の現像剤３
が磁気ロール５とドナーロール４との間の領域に搬送さ
れる。

【００３２】次に、直流バイアス電圧電源１０,１１か
らの直流電圧によって形成される静電界により、磁気ロ
ール５に付着しているトナー粒子が磁気ロール５からド
ナーロール４へ引き付けられ、これによりドナーロール
４の表面には一様な厚さのトナー層が形成される。この
トナー層はドナーロール４の回転によってドナーロール
４と電極ワイヤ９との間の領域に搬送される。

【００３３】次に、交流バイアス電圧電源１２から電極
ワイヤ９に印加された交流バイアス電圧で電極ワイヤ９
とドナーロール４との間に形成された交流電界により、
ドナーロール４の表面からトナーが分離されて電極ワイ
ヤ９の回りにトナー雲が形成される。次いで、直流バイ
アス電圧電源１１からドナーロール４に印加される直流
電圧でドナーロール４と感光体８との間に形成される静
電界により、電極ワイヤ９の回りに形成されたトナー雲
からトナー粒子が分離されるとともに、分離されたトナ
ー粒子が感光体８上に形成されている潜像Ｂへ引き付け
られ、潜像Ｂが現像されてトナー像Ｃが感光体８上に形
成される。

【００３４】現像により、ドナーロール４上のトナーが
無くなった部分には、再び磁気ロール５から新たなトナ
ーが供給される。このとき、ドナーロール４と磁気ロー
ル５との間の間隔、磁気ロール５上の二成分現像剤３の
量、磁気ロール５の磁気磁性、ドナーロール４に対する
磁気ロール５の回転速度の比、直流バイアス電圧電源１
０,１１の直流電圧、二成分現像剤３に含まれるキャリ
アの導電度を調整して適宜組み合わせることにより、ほ
ぼ一定の電荷を有する一定量のトナーをドナーロール４
上に付着させることができる。

【００３５】ところで、二成分現像剤３が磁気ロール５
の表面に付着されて磁気ロール５の回転とともにドナー
ロール４の方へ搬送されるとき、この二成分現像剤３は
異物除去部材１４を通過するようになる。このとき、現
像剤３内に混入している異物は、異物除去部材１４のメ
ッシュ部に引っ掛かり捕獲される。そして、捕獲された
異物は、異物除去部材１４が退避位置にあるとき清掃部
材１６に接触するので、この清掃部材１６により除去さ
れる。こうして、現像剤３内に混入している異物は確実
に除去されるようになる。

【００３６】したがって、本実施例においては、現像剤
３中の異物がドナーロール４に移動する前に捕獲される
ようになるので、電極ワイヤ９への異物の引っ掛かりを
未然に防止することができるようになる。そのうえ、簡
単な構造である平板状の異物除去部材１３を磁気ロール
５におけるドナーロール４との最接近位置より上流側に
設けるだけであるので、異物除去装置１３の構成はきわ
めて簡単であり、その結果低価格で異物除去装置を実現
することができる。

【００３７】また、異物が電極ワイヤ９とドナーロール
４との間にほとんど侵入しなくなる。これにより、異物
は電極ワイヤ９とドナーロール４との間に挟まれること
はなく、異物によりドナーロール４上のトナー層に筋が
形成されたり、電極ワイヤ９に印加するバイアス電圧に
より形成される電界の均一性を局部的に乱したりするこ
とはほとんどなくなり、その結果、画像欠陥が回避され
るようになる。したがって、画像形成装置の信頼性が大
幅に向上するようになる。

【００３８】異物除去部材１４に溜まった異物を清掃部
材１６で除去する場合は、現像作業をしていない時、適
当な間隔（例えばパワーオン時）で、異物除去部材１４
を退避位置に設定する。これにより、異物除去部材１４
が清掃部材１６に接触し、この清掃部材１６により、異
物除去部材１４に付着している異物が除去される。異物
除去部材１４に捕獲された異物は、その後図示しない異
物回収部に集められる。こうして、異物除去部材１４は
清掃され、再び新しい初期状態にされる。したがって、
異物除去部材１４は長期にわたって初期の異物除去性能
を維持することができるようになる。

【００３９】なお、前述にいずれの実施例においても、
ドナー部材としてロール状のドナー部材を用いるものと
しているが、例えばベルト状のドナー部材等の他のドナ
ー部材を用いることもできる。

【００４０】更に、前述にいずれの実施例においても、
感光体としてベルト状の感光体を用いるものとしている
が、例えばドラム状の感光体等の他の感光体を用いるこ
ともできる。更に、本発明は一成分の現像剤を用いる現
像装置にも適用することができる。

【００４１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、磁気ロールにおけるドナー部材との最接近位
置より上流側に、磁気ロール上に形成された現像剤層に
接触する異物除去部材を備えた異物除去装置を設けてい
るので、この異物除去部材により、磁気ロールに付着し
ている現像剤内に混入する異物をドナー部材に移動する
前に捕獲できるようになる。したがって、電極部材への
異物の引っ掛かりを未然に防止することができる。

【００４２】またこれにより、異物が電極部材とドナー
部材との間に挟まれることはないので、異物によりドナ
ー部材上のトナー層に筋が形成されたり、電極部材に印
加するバイアス電圧により形成される電界の均一性を局
部的に乱したりすることは確実に防止できるようにな
る。したがって、画像欠陥を回避でき、画像形成装置の
信頼性を大幅に向上させることができる。

【００４３】そのうえ、異物除去装置は、例えばメッシ
ュ状の平板からなる異物除去部材を作動位置と退避位置
との間で移動可能に設置するだけであるので、異物除去
装置の構成はきわめて簡単であり、その結果低価格で異
物除去装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の画像形成装置における現像装置の一
実施例を概略的に示す図である。

【図２】 電極ワイヤとドナーロールとの各端部におけ
る状態を示す図である。

【図３】 図１に示す実施例の異物除去装置を模式的に
示す部分拡大図である。

【符号の説明】

１…現像装置、２…ハウジング、３…二成分現像剤、４
…ドナーロール、５…磁気ロール、６,７…ミキシング
用オーガ、８…ベルト状の感光体、９…電極ワイヤ、9
a,9b,9c,9d…導電ワイヤ、１０,１１…直流バイアス電
圧電源、１２…交流バイアス電圧電源、１３…異物除去
装置、１４…異物除去部材、１５…支持部材、１６…清
掃部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渕脇 隆 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 池田 美穂 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 千原 朋義 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体から離れてこの感光体と対向して
   配置され、その表面にトナー層が形成されるとともにこ
   のトナー層を搬送するドナー部材と、表面に現像剤層が
   形成されるとともに回転によりこの現像剤層を搬送し、
   前記ドナー部材に前記現像剤層のトナーを供給する磁気
   ロールを備えた現像剤供給装置と、前記感光体と前記ド
   ナー部材との間に配設され、バイアス電圧により前記ド
   ナー部材の前記トナー層からトナー雲を発生させて前記
   感光体上の潜像を現像する線状の電極部材とを備えてい
   る画像形成装置における現像装置において、 前記現像剤供給装置の前記磁気ロールと前記ドナー部材
   との最接近位置より前記磁気ロール回転方向上流側に、
   異物除去装置が前記磁気ロール上の前記現像剤層と接触
   する状態で配設されていることを特徴とする画像形成装
   置における現像装置。
2. 【請求項２】 前記異物除去装置はメッシュまたは線材
   からなるフィルターにより構成されていることを特徴と
   する請求項１記載の画像形成装置における現像装置。
3. 【請求項３】 前記異物除去装置は、前記磁気ロールか
   ら離隔した退避位置に移動可能に設けられていることを
   特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置におけ
   る現像装置。
4. 【請求項４】 前記異物除去装置が前記退避位置に移動
   したとき、前記異物除去装置に接触してこの異物除去装
   置を清掃する清掃部材が設けられていることを特徴とす
   る請求項３記載の画像形成装置における現像装置。