JPH09101665A

JPH09101665A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH09101665A
Application number: JP7258779A
Authority: JP
Inventors: Isao Endo; 勇雄遠藤
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1995-10-05
Filing date: 1995-10-05
Publication date: 1997-04-15

Abstract

(57)【要約】【目的】像形成体へのキャリア付着がなく、高画質の
画像を安定して得られる画像形成装置を提供する。【構成】感光体ベルト１（像形成体）に対向し、２成
分磁性の現像剤を搬送する現像スリーブ８１（現像剤搬
送体）の現像域Ａ近傍に、現像スリーブ８１の表面と非
接触に現像スリーブ８１の現像剤搬送方向と直角の方向
に張設された、電圧印加可能な線状電極８４を有する非
接触の現像装置８を備えた画像形成装置において、前記
線状電極８４を有する現像装置８よりも感光体ベルト１
移動方向の下流側に、磁石体９１（回収部材）を含む磁
性体回収装置９（磁性体回収手段）を有することを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真式複写装置等
の画像形成装置において、２成分磁性の現像剤を用いて
静電潜像を非接触現像する現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真複写装置等に用いられる
現像方法の一つとして、磁性キャリアと非磁性のトナー
とからなる２成分現像剤を用いる現像方法が多く用いら
れている。この現像方法は、内部に磁石体を固設又は回
転可能に設け、回転可能に支持された円筒状のスリーブ
を有し、この現像スリーブ表面に帯電して上記キャリア
に静電的に付着させたトナーからなる現像剤を支持し、
該現像剤を現像域に搬送して、現像剤中のトナーにより
現像を行うものである。

【０００３】前記現像剤は、一般に粒径が数十〜数百μ
ｍの磁性キャリアと、平均粒径１０μｍ前後の非磁性ト
ナーとからなる２成分磁性の現像剤となっている。この
現像法は、トナー粒子として平均粒径１０μｍ前後のも
のを用いているため、繊細な線や点或いは濃淡差等を再
現する高画質画像が得られにくいという問題がある。高
画質な画像を得るためには、トナー粒子及びキャリア粒
子をより微粒子にすることが必須であると考えられる。
しかし、トナー粒子を特に１０μｍ以下の微粒子にする
と、現像時のクーロン力に対して相対的にファンデル
ワールス力の影響が大きくなるため、像背景の他部分に
もトナー粒子が付着するいわゆるカブリが生ずるように
なり、現像剤搬送体である現像スリーブへの直流バイア
ス印加によっても防ぐことが困難となる。トナーのキ
ャリア被覆率が高くなるため、帯電制御が困難となる。
またトナーの凝集も起こりやすくなる。２成分現像法
においては、トナーのキャリア被覆率が高くなるため、
更に帯電制御が困難となる。キャリア被覆率を低下さ
せるため、キャリア粒子を小さくしていくと、キャリア
粒子も像形成体の静電潜像部分に付着するようになる。
この原因としては、磁気バイアスの力が低下して、キャ
リア粒子がトナー粒子と共に像形成体側に付着したため
と考えられる。また、バイアス電圧が大きくなると、像
背景の他部分にもキャリア粒子が付着するようになる。

【０００４】トナー、キャリアの微粒子化には、上述の
ような副作用の方が目立って、鮮明な画像が得られない
という問題があるため、実際に微粒子化を行うことは困
難であった。この問題を解決する方法として、「パウダ
ークラウド現像法」（米国特許２７２５３０４号明細
書）が知られていたが、近年下記のように、特に現像域
近傍に電圧印加可能な線状電極である制御ワイヤを張設
し、電気的にトナークラウドを形成して、クラウド現像
を行う例が提案されている。

【０００５】このトナークラウド現像法を２成分現像剤
に適用したものは、例えば特開昭５９−２２３４６７号
公報、特開平３−１４５６６４号公報に開示されてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した制御
ワイヤを用いた２成分現像剤のトナークラウド現像法で
は、現像域近傍に存在する制御ワイヤによって、搬送さ
れた２成分現像剤が磁界により形成された磁気ブラシの
穂が切られ、現像剤の飛散、特にキャリアの飛散を引き
起こす。この飛散したキャリアが像形成体に付着すると
像形成体に傷や凹部を作り、像形成体の劣化や画像欠陥
の原因となる。また、特に画像部（像形成体上のトナー
像部分）に付着した場合、転写ヌケや定着不良を引き起
こすため大きな問題となる。

【０００７】本発明の目的は、前記２成分現像剤を用い
たトナークラウド法の問題点を解決し、像形成体へのキ
ャリア付着を防止し、高画質の画像を安定して得られる
画像形成装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、像形成体に
対向し、内部に複数の磁極を有する磁石体を固設した現
像剤搬送体によって、２成分磁性の現像剤を現像域に搬
送し、該現像剤搬送体の現像域近傍に、該現像剤搬送体
表面と非接触に現像剤搬送方向と直交する方向に張設さ
れた電圧印加可能な線状電極を有する現像装置を備えた
画像形成装置において、前記線状電極を有する現像装置
よりも像形成体移動方向の下流側に、像形成体に付着し
た磁性体を回収する磁性体回収手段を有することを特徴
とする画像形成装置（請求項１の第１発明）によって達
成される。

【０００９】また、像形成体に対向し、内部に複数の磁
極を有する磁石体を固設した現像剤搬送体によって、２
成分磁性の現像剤を現像域に搬送し、該現像剤搬送体の
現像域近傍に、該現像剤搬送体表面と非接触に現像剤搬
送方向と直交する方向に張設された電圧印加可能な線状
電極を有する現像装置を備えた画像形成装置において、
前記線状電極を有する現像装置は、前記線状電極の現像
剤搬送方向の上流側に、現像剤搬送体上の現像剤層に当
接する板状部材を有することを特徴とする画像形成装置
（請求項７の第２発明）によっても達成される。

【００１０】更に、像形成体に対向し、内部に複数の磁
極を有する磁石体を固設した現像剤搬送体によって、２
成分磁性の現像剤を現像域に搬送し、該現像剤搬送体の
現像域近傍に、該現像剤搬送体表面と非接触に現像剤搬
送方向と直交する方向に張設された電圧印加可能な線状
電極を有する現像装置を備えた画像形成装置において、
前記線状電極を有する現像装置は、前記線状電極の現像
剤搬送方向の上流側に、現像剤搬送体上の現像剤層に当
接する板状部材を有し、かつ該現像装置よりも像形成体
移動方向の下流側に、磁性体回収手段を有することを特
徴とする画像形成装置（請求項８の第３発明）によって
も達成される。

【００１１】

【作用】本発明の第１発明の画像形成装置は、その現像
装置よりも像形成体移動方向の下流側に、磁力又は電気
力による磁性体回収手段を有するので、該磁性体回収手
段により、像形成体に不要に付着した磁性体（キャリ
ア）を取り除く。

【００１２】また、第２発明の画像形成装置は、その現
像装置の現像剤搬送方向の上流側に、現像剤搬送体上の
現像剤層に当接する板状部材を有するので、現像剤の飛
散を防止し、従ってキャリアの像形成体への付着を防止
する。

【００１３】更に、第３発明の画像形成装置は、その現
像装置は線状電極の現像剤搬送方向の上流側に、現像剤
搬送体上の現像剤層に当接する板状部材を有し、かつ該
現像装置よりも像形成体移動方向の下流側に、磁力又は
電気力による磁性体回収手段を有するので、キャリアの
飛散を防止し、かつ像形成体上に付着したキャリアを取
り除く。

【００１４】

【実施例】

（実施例１）（第１発明）図１は本発明の画像形成装置の一例である多色画像形成
装置を示す概略構成図である。

【００１５】図１において、１は光導電体を塗布或いは
蒸着した可撓性のベルトからなるベルト状の像形成体で
ある感光体ベルトで、この感光体ベルト１は回動ローラ
２及び３の間に架設されていて回動ローラ２の駆動によ
り時計方向に搬送される。

【００１６】４は前記感光体ベルト１に内接するよう装
置本体に固定したガイド部材で、前記感光体ベルト１は
テンションローラ５の作用によって緊張状態とされるこ
とによりその内周面を前記ガイド部材４に摺擦させる。

【００１７】６はスコロトロン帯電器、７は像露光手段
であるレーザビームを用いたレーザ書込み装置、８Ａな
いし８Ｄはそれぞれ特定色の現像剤を収容した複数の現
像装置であって、これ等の像形成手段は感光体ベルト１
の前記ガイド部材４に接する部分に配設される。

【００１８】前記各現像装置８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄは
詳細については後述するが、例えばイエロー，マゼン
タ，シアン，黒色の各現像剤をそれぞれ収容するもので
前記感光体ベルト１と所定の間隙を保つ各現像スリーブ
８１を備え、感光体ベルト１上の潜像を非接触の反転現
像法により顕像化する機能を有している。この非接触現
像は接触現像と異なり、感光体ベルト１の移動を妨げな
い長所を有する。

【００１９】この現像装置８Ａ〜８Ｄは、特に現像剤搬
送体である現像スリーブ８１の表面と非接触に現像剤搬
送方向と直交する方向に張設された電圧印加可能な線状
電極８４を有し、この線状電極８４によりトナークラウ
ドを発生させ、解像力の高い現像性の向上を図った現像
装置である。

【００２０】９は前記現像装置８Ａ〜８Ｄより感光体ベ
ルト１の移動方向の下流側に設けられた磁性体回収手段
である磁性体回収装置である。図の９１は回収部材であ
る磁石体、９５はケーシングで、磁石体９１は感光体ベ
ルト１に近接して位置するよう取り付けられていて、感
光体ベルト１に付着した磁性体である現像剤のキャリア
を磁石体９１の磁力により吸引して、感光体ベルト１よ
り取り除くようにした装置である。

【００２１】１２は転写器、１３はクリーニング装置で
このクリーニング装置１３のブレード１３ａとトナー排
出ローラ１３ｂは画像形成中には感光体ベルト１の表面
より離間した位置に保たれ画像転写後のクリーニング時
のみ図示のように感光体ベルト１の表面に圧接される。

【００２２】かかる多色画像形成装置によるカラー画像
形成のプロセスは次のようにして行われる。

【００２３】先ず、本実施例による多色像の形成は、次
の像形成システムに従って遂行される。

【００２４】（イ）オリジナル画像を撮像素子が走査す
る画像データ入力部でカラー画像データを得る。（ロ）
このデータを画像データ処理部で演算処理して画像デー
タを作成する。（ハ）その画像データは一旦画像メモリ
に格納される。（ニ）次いでこの画像データは記録時取
り出されて記録部である例えば図１の多色画像形成装置
へ入力される。

【００２５】即ち、前記多色画像形成装置とは別体の画
像読取装置から出力される色信号である画像データが前
記レーザ書込み装置７に入力されると、レーザ書込み装
置７においては図示しない書込み光源である半導体レー
ザで発生されたレーザビーム（書込み光）は図示しない
コリメータレンズ及びシリンドリカルレンズを通過し、
駆動モータ７１により回転される回転多面鏡７４により
回転走査され、ｆθレンズ７５とシリンドリカルレンズ
７６を経てその間２個のミラー７７，７８により光路を
曲げられて、予めスコロトロンの帯電器６によって一様
な電荷を付与された感光体ベルト１の周面上に投射され
て行われる主走査と、感光体ベルト１の移動による副走
査によってラスター走査がなされて潜像が形成される。

【００２６】一方、走査が開始されるとレーザビームが
図示しないインデックスセンサによって検知され、第１
の色信号により変調されたレーザビームが前記感光体ベ
ルト１の周面上を走査する。従ってレーザビームによる
主走査と感光体ベルト１の搬送による副走査により感光
体ベルト１の周面上に第１の色に対応する潜像が形成さ
れて行く。この潜像は現像装置の内イエロー（Ｙ）のト
ナー（顕像媒体）の装填された現像装置８Ａにより現像
されて、ベルト表面にイエローのトナー像が形成され
る。得られたトナー像はベルト面に保持されたまま磁性
体回収手段である磁性体回収装置９の上を通過し、その
際感光体ベルト１上のキャリアは磁性体回収装置９の磁
石体９１により取り除かれ、感光体ベルト１の周面より
引き離されている清掃手段たるクリーニング装置１３の
ブレード１３ａ、トナー排出ローラ１３ｂの下を通過
し、次の画像形成サイクルに入る。

【００２７】即ち、前記感光体ベルト１は前記スコロト
ロン帯電器６により再び帯電され、次いで第２の色信号
が前記レーザ書込み装置７に入力され、前述した第１の
色信号の場合と同様にしてベルト表面への書込みが行わ
れ潜像が形成される。潜像は第２の色としてマゼンタ
（Ｍ）のトナーを装填した現像装置８Ｂによって現像さ
れる。

【００２８】このマゼンタ（Ｍ）のトナー像はすでに形
成されている前述のイエロー（Ｙ）のトナー像の存在下
に形成される。

【００２９】８Ｃはシアン（Ｃ）のトナーを有する現像
装置で、第１，第２の色と同様にベルト表面にシアン
（Ｃ）のトナー像を形成する。

【００３０】更に８Ｄは黒色のトナーを有する現像装置
であって、前記の色と同様の処理によりベルト表面に黒
色のトナー像を重ね合わせて形成する。これ等各現像装
置８Ａ，８Ｂ，８Ｃ及び８Ｄの各現像スリーブ８１には
直流或いは更に交流のバイアス電圧が印加され、基体が
接地された感光体ベルト１上の潜像を２成分現像剤によ
る非接触現像を行い、更に各現像後に磁性体回収装置９
により現像その他の時に付着した磁性体（キャリア）は
取り除かれる。

【００３１】かくして感光体ベルト１の周面上に形成さ
れたカラーのトナー画像は不要なキャリアが取り除か
れ、転写部においてトナーと逆極性の高電圧が印加され
て、給紙カセット１４より給紙ガイド１５を経て送られ
てきた転写材に転写される。

【００３２】即ち、給紙カセット14に収容された転写材
は，給紙ローラ１６の回転によって最上層の一枚が搬出
されてタイミングローラ１７を介し感光体ベルト１上の
像形成とタイミングを合わせて転写器１２へと供給され
る。

【００３３】トナー画像の転写を受けた転写材は、前記
回動ローラ２に沿って急に方向転換をする感光体ベルト
１より確実に分離して上方に向かい、定着ローラ１８に
よってトナー画像を溶着固定したのち排紙ローラ１９を
経てトレイ２０上に排出される。

【００３４】一方、転写材への転写を終えた感光体ベル
ト１は，更に移動を続けてブレード１３ａとトナー排出
ローラ１３ｂを圧接状態とした前記クリーニング装置１
３において残留したトナーの除去を行いその終了をまっ
て再び前記ブレード１３ａを引き離し、それより少し後
にトナー排出ローラ１３ｂを引き離し新たな画像形成の
プロセスに入る。

【００３５】上記本発明の画像形成装置として、像形成
体がベルト状のものについて述べたが、ドラム状の像形
成体を有する画像形成装置についても同様の構成とする
ことができる。また、複数の現像装置を備えた画像形成
装置について説明したが、勿論一つの現像装置を備えた
画像形成装置についても適用できるものである。

【００３６】前記現像装置８Ａ〜８Ｄは同一の構成から
なるので、符号８をもって示す。以下各現像装置８につ
いて説明する。

【００３７】図２は本発明に用いられる２成分磁性の現
像剤を収容する現像装置８の一例を示す概略断面図及び
要部断面図である。

【００３８】図２（ａ）及び図２（ｂ）は、本発明装置
の一例の概略断面図及び要部拡大断面図であって、８１
はアルミニウム等の非磁性材料からなる現像剤搬送体で
ある現像スリーブで、図の矢示方向に回転可能である。
８２は現像スリーブ８１の内部に固設された複数のＮ，
Ｓ磁極を周方向に有する磁石ローラで、磁石ローラ８２
の一つの磁極８２ａは現像スリーブ８１と感光体ベルト
１との最近接位置８１ａの現像域Ａの中に配設され、こ
れを主磁極ということにする。この現像スリーブ８１と
磁石ローラ８２とで現像剤搬送機能を発揮する。磁石ロ
ーラ８２の主磁極８２ａを含む各磁極は５００〜１，５
００ガウスの磁束密度に磁化されており、その磁力によ
って現像スリーブ８１上に磁性現像剤Ｄの層即ち、磁気
ブラシを形成する。この磁気ブラシは現像スリーブ８１
の回転によって同方向に移動し現像域Ａに搬送される。
この現像スリーブ８１上に形成される磁気ブラシは感光
体ベルト１の表面に接触せず間隙を保つように、現像ス
リーブ８１と規制ブレード８６の間隙及び現像スリーブ
８１と感光体ベルト１の間隙を調整される。

【００３９】８４は金属等の導電性材料からなるワイヤ
状の線状電極、８５Ａ，８５Ｂは現像剤Ｄを撹拌して成
分を均一にする撹拌スクリュー、８６は現像剤層（磁気
ブラシ）の高さ、量を規制するため設けられた非磁性体
或いは磁性体からなる現像剤規制手段である規制ブレー
ド、８７は現像域Ａを通過した磁気ブラシを現像スリー
ブ８１上から除去するクリーニングブレード、８８は現
像剤溜まり、８９はケーシングである。

【００４０】前記実施例の線状電極８４の形状及び設置
位置について説明する。

【００４１】現像装置８の現像スリーブ８１の回転軸中
心をＯとし、現像スリーブ８１と感光体ベルト１の最近
接位置を８１ａとすると、この回転軸中心Ｏを中心にし
た最近接位置８１ａと線状電極８４の中心とのなす角度
（これを線状電極８４の設置角度という）をθ
₁（°）、線状電極８４の直径をｄ_W、線状電極８４の現
像スリーブ８１からの高さをｈ₁とすると、線状電極８
４の直径ｄ_W、高さｈ₁及び設置角度θ₁は表１に示す値
にするのが好ましい。（但し、上記角度は最近接位置８
１ａより現像スリーブ８１の回転方向上流側を正、下流
側を負とする）

【００４２】

【表１】

【００４３】（線状電極の直径ｄ_W）線状電極８４の直
径ｄ_Wが表１の条件より細いと、充分なトナークラウド
が発生せず、現像性の低下を招く。また表１の条件より
太いと、機械振動、振動電界の形成に伴い線状電極８４
が現像スリーブ８１や感光体ベルト１に接触し易くなり
画像乱れが発生するため線画像の再現性が低下する。

【００４４】（線状電極の高さｈ₁）線状電極位置８４
の高さｈ₁が表１の条件より低いと、機械振動や振動電
界の形成に伴い線状電極８４が現像スリーブ８１又は感
光体ベルト１に接触し易くなり画像乱れが発生する。ま
た、表１の条件より高いと充分なトナークラウドが発生
せず現像性の低下を招く。

【００４５】（線状電極の設置角度θ₁）線状電極８４
の設置角度θ₁を表１の範囲外に設定すると、トナーク
ラウドを効率良く十分に発生させることができない。

【００４６】また、現像スリーブ８１の回転軸中心Ｏを
中心にした、最近接位置８１ａと磁石ローラ８２の主磁
極８２ａとのなす角度をθ₃（°）とすると、θ₃は θ₁−１０≦θ₃≦θ₁＋１０（°）（但し、上記角度は現像スリーブ８１の回転方向下流側
を負とする）とするのが好ましい。

【００４７】θ₃が上記範囲外であると、線状電極８４
（現像域Ａ）付近での現像剤Ｄの磁気ブラシの穂立ちが
足りず現像性低下が生じる。

【００４８】現像スリーブ８１には直流電源Ｅ₁と交流
電源Ｅ₂とにより、直流電圧（ＤＣｓ）に交流電圧（Ａ
Ｃｓ）を重畳した交流バイアス電圧が保護抵抗Ｒ₁を介
して印加され、線状電極８４には直流電源Ｅ₃により直
流バイアス電圧（ＤＣ₁）が保護抵抗Ｒ₂を介して印加さ
れる。

【００４９】線状電極８４に印加されるバイアス電圧
（ＤＣ₁）は、反転現像の場合、現像スリーブ８１に印
加されるバイアス電圧の直流成分（ＤＣｓ）と同極性
で、かつ絶対値が次の条件を満たすことが好ましい。

【００５０】０．８ＤＣｓ＜ＤＣ₁＜１．５ＤＣｓ線状電極８４のバイアス電圧ＤＣ₁の絶対値が上記条件
より小さいと、トナークラウドが線状電極８４に堆積
し、画像汚れが生じる。また上記条件より大きいと、充
分な量のトナークラウドを形成できず現像不良を生じ
る。

【００５１】本実施例の現像装置８では、以上のバイア
ス電圧印加によって、感光体ベルト１と現像スリーブ８
１との間に形成する交番電界（これを第２の振動電界と
いうことにする）と共に、線状電極８４と現像スリーブ
８１との間に第１の振動電界を発生させるようにしてあ
る。しかも、交流バイアス電圧は現像スリーブ８１のみ
に印加されているため、前記第１の振動電界と第２の振
動電界は同位相となり、トナー粒子を第１の振動電界か
ら第２の振動電界に円滑に移行させる。

【００５２】また、線状電極８４は感光体ベルト１より
現像スリーブ８１に近接して設けてあるため第１の振動
電界の強さが第２の振動電界の強さより大となる。

【００５３】上記第１の振動電界によってその電気力線
に直角の方向に、線状電極８４付近に達したキャリアに
付着したトナー粒子を振動させて、トナー粒子をキャリ
アから分離飛翔させ雲霞状のトナークラウドを発生させ
ることができる。このトナークラウドは第２の振動電界
によって感光体ベルト１上の潜像に向う飛翔を助けられ
不必要な部分にトナーが付着することなく潜像のみにト
ナーを忠実に付着させる。

【００５４】現像スリーブ８１に印加される交流バイア
ス電圧の交流成分（ＡＣｓ）は波形が正弦波に限らず、
矩形波や三角波等であってもよい。そして周波数も関係
するが、電圧値は高い程現像剤Ｄの磁気ブラシを振動さ
せるようになって、キャリア粒子からトナー粒子の分離
飛翔が行われ易くなるが、反面、カブリや落雷現象のよ
うな絶縁破壊が発生し易くなる。カブリの発生は直流成
分で防止し、絶縁破壊は、現像スリーブ８１の表面を樹
脂や酸化皮膜等により絶縁ないしは半絶縁状態にコーテ
ィングすること、或いは現像剤Ｄのキャリア粒子に後述
するような絶縁性のキャリア粒子を用いること、等によ
って防止することができる。

【００５５】次に線状電極８４の材質とその張設方法に
ついて説明する。

【００５６】（線状電極の材質）線状電極８４の材質
は、金、銀、白金、パラジウム、銅、ニッケル、タング
ステン等の金属、酸化銅等の金属酸化物、ガラスに、銅
粉、グラファイト、ニッケル、銀等をコーティングした
複合物、又はグラファイト、カーボン繊維等の導電性材
料を用いることができる。これらの材料は、放電防止、
防錆、強度付与のため、絶縁被覆されていることが望ま
しい。

【００５７】（線状電極の張設方法）図９は線状電極８
４の張設方法の一例を示す断面図である。図９の８１ｄ
は現像スリーブ８１の回転軸、８９は絶縁材料よりなる
ケーシング、８９ｃは軸受け部材、８１１はその中心部
が現像スリーブ８１の両側の回転軸８１ｄが回転可能に
嵌合するようケーシング８９に固設された絶縁材料より
なる張設部材、８１１ａは張設部材８１１に穿設された
小穴、８４ｂは線状電極８４の一端に連結したコイルバ
ネなどのバネ材、８４ｃは線状電極８４の他端をケーシ
ング８９に止めるためのネジ、８４ｄはバネ材８４ｂの
端部をケーシング８９に止めるためのネジである。線状
電極８４は張設部材８１１に穿設された小穴８１１ａに
挿通して前記所定の設定位置に張設され、バネ材８４ｂ
によって所定の張力が与えられる、更にネジ８４ｃの絞
め加減によってその張力を増減することができる。

【００５８】図１０は線状電極の張設方法の他の例を示
す斜視図である。図の８１２は絶縁材料よりなりケーシ
ング８９の開口部に取り付けられたフレーム、８１２ａ
は線状電極８４をフレーム８１２に固設するための小ネ
ジで、線状電極８４に所定の張力を与えながら小ネジ８
１２ａを絞めて線状電極８４をフレーム８１２に固定し
所定位置に張設することができる。

【００５９】図３は前記磁性体回収手段である磁性体回
収装置９の他の例を示す断面図である。図において、９
２は回転可能にケーシング９５に固設され、複数の磁石
体９１を周面に設けたローラ状の回収部材である磁石ロ
ーラである。

【００６０】磁石ローラ９２はまた、強磁性材を用いて
形成し図３（ｂ）に示すように周面に複数の磁極を有す
るよう着磁したものも用いることができる。更に磁石ロ
ーラ９２の周面を覆うようにスリーブ９４を設けてもよ
い。スリーブ９４を設けた場合、スリーブ９４を固定
し、磁石ローラ９２を図３（ｂ）のように回転するか、
又は図３（ｃ）に示すように磁石ローラ９２とスリーブ
９４を互いに反対方向に回転させてもよい。図３（ｂ）
に示すように磁石ローラ９２を回転し、スリーブ９４を
固定する方式は、感光体ベルト１上のトナー像の乱れを
防止することができる。

【００６１】図４は前記磁性体回収手段である磁性体回
収装置９の更に他の例を示す断面図である。図におい
て、９３は剥離部材である弾性体よりなる弾性体ブレー
ド、９６は弾性体ブレード９３を保持しケーシング９５
に固設するための保持部材である。ケーシング９５の底
部は回収した磁性体（キャリアＣａ）の貯蔵手段である
貯蔵部９６となるように形成することが望ましい。

【００６２】弾性体ブレード９３は図４（ｂ）に示すよ
うに図４（ａ）とはカウンター方向に磁石ローラ９２に
当接するようにすることもできる。また、剥離部材は図
４（ｃ），図４（ｄ）に示すように、回転ブラシ９３ｂ
やスポンジ状の材質からなる回転ローラ９３ｃを用いる
こともできる。

【００６３】図５は磁性体回収装置９のまた更に他の例
を示す断面図である。図において、９２ａは磁石体を有
しないローラ状の回収部材である回収ローラ、Ｅ₄は直
流電源である。回収ローラ９２ａには直流電源Ｅ₄によ
り、キャリアＣａの帯電極性とは反対極性の直流バイア
ス電圧が保護抵抗Ｒ₃を介して印加される。このバイア
ス電圧により効率良くキャリアＣａを感光体ベルト１よ
り吸引し取り除くことができる。

【００６４】回収部材である磁石ローラ９２又は回収ロ
ーラ９２ａと像形成体である感光体ベルト１との最近接
距離をｄ₁（ｍｍ）、現像スリーブ８１と感光体ベルト
１との最近接距離をＤｓｄ（ｍｍ）とすると、ｄ₁＝０．２Ｄｓｄ〜Ｄｓｄであることが望ましい。この範囲外であると、感光体ベ
ルト１上のトナー像を乱したり、磁性体（キャリアＣ
ａ）の回収が不十分となる。

【００６５】回収部材が回転するローラ状の場合、その
回転速度は感光体ベルト１の移動速度（ｍｍ／ｓｅ
ｃ．）に対して０．５〜２倍が望ましい。この範囲外で
あると、磁性体（キャリアＣａ）の回収が不十分となっ
たり、弾性体ブレード９３による掻き取りが不充分で回
収したキャリアＣａによって感光体ベルト１上のトナー
像を乱したりする。

【００６６】（実施例２）（第２発明）図６は本発明の画像形成装置の他の例である多色画像形
成装置を示す概略構成図で、図７は本実施例装置に用い
られる現像装置の断面図及び要部断面図である。図にお
いて、実施例１と同一部分は同一符号で示しており、そ
の機能も同一であるので詳細な説明は省略する。図の８
３は現像装置８の線状電極８４の現像スリーブ８１の回
転方向上流側に、現像剤層に当接するように設けた板状
部材である。この板状部材８３により線状電極８４近傍
の現像剤の穂立ち高さを規制して、線状電極８４の穂切
りによるキャリアＣａの飛散を防止することができる。
板状部材８３は現像域Ａ近傍に主磁極８２ａがあって現
像域Ａ付近でキャリアＣａの転動が起こり現像性の高い
場合にも適用できる。

【００６７】板状部材８３の材質としては、下記の絶縁
性の樹脂又は下記の金属板に絶縁性被覆を施したもの、
或いはガラス等の無機材料を用いることができる。

【００６８】（絶縁性樹脂）例えばポリエステル、ポリ
イミド、ガラスエポキシ、エチレン−４フッ化エチレン
−６フッ化プロピレン共重合体、ポリ４フッ化エチレ
ン、ポリアミドイミド、ポリスルホン、トリアジン樹
脂、ポリエチレンテレフタレート等。又はこれらの樹脂
を、ガラス繊維等で強化したガラスエポキシ、ガラスポ
リイミド等。

【００６９】（金属板）例えば銅、無酸素銅、黄銅、青
銅、リン青銅、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄，
ステンレス鋼、チタン等の金属板に、必要に応じて上記
絶縁性樹脂により被覆されたものが好ましく用いられ
る。

【００７０】（無機材料）ガラス、アルミナ、セラミッ
ク等。

【００７１】前記板状部材８３の先端部は線状電極８４
より現像剤搬送方向上流部に現像剤に当接するように設
置される。その際の押圧部の単位長さ当たりの押圧力
は、０．１〜４０ｇ／ｃｍ、特に０．５〜２０ｇ／ｃｍ
が好ましい。０．１ｇ／ｃｍ以下では現像剤の穂立ちを
十分に抑えられず、線状電極８４によるキャリアＣａの
飛散を防止できない。また、４０ｇ／ｃｍ以上では現像
剤の搬送量を抑制してしまい現像不良を起こす。

【００７２】板状部材８３の厚さは材質によっても異な
るが、概ね０．０５〜３ｍｍ程度が、設置のし易さから
好ましい。

【００７３】（板状部材８３の設定位置）前記現像スリ
ーブ８１の回転軸中心Ｏを中心にした、板状部材８３の
現像剤に当接する先端部と、前記感光体ベルト１と現像
スリーブ８１との最近接位置８１ａとの間の角度をθ₄
とすると、 θ₁＋０．５°≦θ₄≦θ₁＋５° （上記角度は現像スリーブ８１の回転方向下流側を負と
する）であることが好ましい。

【００７４】θ₄＜θ₁＋０．５°であると線状電極８４
付近の穂立ちを抑制し過ぎて現像性不良となる。

【００７５】また、θ₄＞θ₁＋５°であると穂立ちを十
分に制御できず感光体ベルト１へのキャリア付着を起こ
す。

【００７６】（実施例３）（第３発明）図８は本発明の更に他の実施例である多色画像形成装置
を示す概略構成図である。本実施例は実施例１及び実施
例２と同一部分は同一符号で示し、機能も同一であるの
でその詳細な説明は省略する。本実施例は前記板状部材
８３と線状電極８４を有する現像装置８Ａ〜８Ｄを備
え、また前記磁性体回収装置９を現像装置８Ｄの感光体
ベルト１移動方向の下流側に備えた画像形成装置であ
る。

【００７７】かかる構成によって感光体ベルト１への磁
性体（キャリアＣａ）付着を完全に防止することができ
る。

【００７８】以上本発明の説明はいずれも現像装置８を
複数備えた多色画像形成装置について説明したが、現像
装置８を１組備えた単色の画像形成装置についても適用
でき同様の効果を挙げることができることはいうまでも
ない。

【００７９】次に本発明に用いられる現像剤Ｄのトナー
及びキャリアについて説明する。

【００８０】（トナー）・トナーの粒径トナーの粒径としては、体積平均粒径Ｄ₅₀（μｍ）が用
いられ、４＜Ｄ₅₀＜８（μｍ）であることが好ましい。

【００８１】Ｄ₅₀が８μｍ以上であると、粒径が大きく
解像力が不足する。

【００８２】Ｄ₅₀が４μｍ以下であると、凝集力が大き
くなり摩擦帯電不良となり易い。

【００８３】・トナーの材質トナーのバインダー樹脂としては、スチレン系樹脂，ビ
ニル系樹脂，エチレン系樹脂，ロジン変性樹脂，アクリ
ル系樹脂，ポリアミド樹脂，エポキシ樹脂，ポリエステ
ル樹脂などの樹脂や、これらのスチレン−アクリル系樹
脂等の共重合体樹脂又は混合した樹脂等が好ましい。こ
れらのバインダー樹脂にカラー顔料等の着色成分や、必
要に応じて帯電制御剤、ワックス等の離型剤等を加え
て、従来公知の粉砕造粒法，懸濁重合法，乳化重合法等
のトナー製造方法と同等の方法によって作ることができ
る。

【００８４】ここで、平均粒径に用いた体積平均粒径Ｄ
₅₀はコールターカウンターＴＡ−II型（アパーチャー１
００μｍ、コールター社製）で測定された。

【００８５】（キャリア）・体積平均粒径１０〜６０μｍ、好ましくは２０〜５０μｍである。

【００８６】平均粒径が１０μｍより小さいと、キャリ
アを十分に磁化させることが困難で、トナー粒子と共に
感光体ベルト１表面に付着するようになる。

【００８７】また、６０μｍ以上になると、キャリアの
比表面積が小さくなるため、トナーを十分に帯電するこ
とができない。また、被覆率が高くなるためトナー飛散
も起こり易くなる。

【００８８】上記体積平均粒径は、湿式分散機を備えた
レーザ回折式粒度分布測定装置「ＨＥＲＯＳ」（ＳＹＭ
ＰＡＴＥＣ社製）により測定される体積基準の平均粒径
である。先ず、湿式分散機で磁性粒子数１０ｍｇを界面
活性剤と共に水５０ｍｌに分散させ、次いで超音波ホモ
ジナイザー（出力１５０Ｗ）で発熱による再凝集が起こ
らぬよう注意しながら、１〜１０分間分散する前処理を
行った後に測定される値である。

【００８９】・キャリアの磁化の強さ（σ₁₀₀₀）磁化の強さ（σ₁₀₀₀）は５〜６０ｅｍｕ／ｇ、好ましく
は１０〜４０ｅｍｕ／ｇである。この強さは現像スリー
ブ８１上の磁束密度にもよるが、現像スリーブ８１に一
般的に用いられる磁束密度である５００〜１，２００ガ
ウスにおいては、５ｅｍｕ／ｇ未満では磁気的な束縛力
が働かずキャリア飛散の原因となる。また、６０ｅｍｕ
／ｇを超えるとキャリアの穂立ちが高くなり過ぎ、感光
体ベルト１と非接触状態を保つことが困難になる。

【００９０】キャリアの磁化の強さは、キャリア粒子を
０．２５ｃｍ×３ｃｍ²の試料セルにタッピングしなが
ら充填した後、試料をピックアップコイルに付けて磁化
器にセットし、直流磁化特性自動記録装置「ＴＹＰＥ３
２２７」（横河北辰電機社製）を用いてＸ−Ｙレコーダ
にヒステリシスカーブを描かせることにより得られる。

【００９１】このような磁性キャリアは、磁性体として
従来の磁性キャリアと同等の、鉄，クロム，ニッケル，
コバルト等の金属、或いはそれらの化合物や合金、例え
ば、四三酸化鉄，γ−酸化第二鉄，二酸化クロム，酸化
マンガン，フェライト，マンガン−銅系合金、といった
強磁性体の球形化された粒子、又はそれらのほぼ球形の
磁性体粒子の表面をスチレン系樹脂，ビニル系樹脂，エ
チル系樹脂，ロジン変性樹脂，アクリル系樹脂，ポリア
ミド系樹脂，エポキシ系樹脂，ポリエステル系樹脂，シ
リコン系樹脂，フッ素系樹脂等の単独、又は共重合体で
球形に被覆することで得られる。

【００９２】また、これらの樹脂の中に、磁性体微粒子
を分散して含有させた、いわゆる樹脂分散型キャリアも
用いることができる。

【００９３】また、トナー粒子が電界に追随するため
に、トナー粒子の帯電量の絶対値は２成分現像剤におい
ては１〜３μＣ／ｇより大きく、好ましくは３〜５０μ
Ｃ／ｇであることが現像性確保、カブリや飛散防止の観
点から望ましい。特に粒径の小さい場合は高い帯電量が
必要である。

【００９４】ここでトナーの平均帯電量Ｑ₁は、２ｃｍ
×５ｃｍの導電性板を、前述した規制ブレード８６を備
え、直径２０ｍｍの現像スリーブ８１を有する現像装置
（８ａ）に、最近接距離０．７ｍｍで対向させ、前記現
像スリーブ８１に帯電させたトナーを供給して２００ｒ
ｐｍで回転させながら前記現像スリーブ８１にＤＣとＡ
Ｃの重畳した交流バイアス電圧（例えばＤＣ；１０００
Ｖ、ＡＣ；７５０Ｖ_O-P、ＡＣ周波数８ｋＨｚ）を印加
して、前記導電性板をトナーで現像し、このトナーで現
像された導電性板をファラデーゲージに接続してトナー
を窒素ガスによって吹き飛ばし、このとき飛ばされたト
ナーの電荷量と重量とを測定することにより得られる値
である。

【００９５】本発明の現像装置８には、以上述べたよう
な球状のキャリア粒子とトナー粒子とが従来の２成分現
像剤におけると同様の割合で混合した現像剤が好ましく
用いられるが、キャリアとして、一般のコーティングキ
ャリア（密度５〜８ｇ／ｃｍ³）を使用した場合、現像
剤中のトナー濃度は２〜３０重量％、好ましくは５〜２
０重量％である。

【００９６】２重量％より小であると、現像に必要なト
ナー数が確保できなく、被覆率が低下するため帯電過
剰、現像性低下を招く。

【００９７】３０重量％より大であると、被覆率が大と
なり、帯電不良、トナー飛散が起こり易くなる。

【００９８】但し、現像剤中のキャリアとして前述した
ような密度の比較的軽い（２〜４ｇ／ｃｍ³）樹脂分散
型キャリアを用いた場合の現像剤中のトナー濃度（重量
％）は、一般の樹脂被覆キャリアを用いる場合よりもや
や高く、５〜４０重量％、好ましくは１０〜３０重量％
とするのがよい。

【００９９】トナー粒子の帯電量は絶対値で１〜３（μ
Ｃ／ｇ）より大きく、３〜５０（μＣ／ｇ）にするの
が、現像性確保、カブリ・トナー飛散の防止の観点から
好ましい。

【０１００】以上の実施例１、実施例２、実施例３の他
に、比較例１、比較例２として、図２に示した現像装置
を備え、実施例１〜３に用いた多色画像形成装置から磁
性体回収装置９と板状部材８３を除いた装置を用意し
た。それぞれの実施例、比較例に用いた多色画像形成装
置の感光体ベルト１はＯＰＣ感光体で、その周速は１８
０ｍｍ／ｓｅｃ、感光体ベルト１上に形成された静電潜
像の最高電位−８５０Ｖ（非画像部電位）、最低電位−
５０Ｖ（画像部電位）、現像スリーブ８１の外径２０ｍ
ｍ、現像スリーブ８１の回転数３９０ｒｐｍ、現像スリ
ーブ８１の表面粗さＲｚ₁＝１．２μｍ、現像スリーブ
８１内の磁石ローラ８２の磁極の強さ７００ガウスであ
る。そして現像剤にも下記の共通な現像剤を用いた。

【０１０１】キャリア：磁化の強さが２５ｅｍｕ／ｇ
の、球形フェライト粒子に、メチルメタクリレート／ス
チレン共重合樹脂を、表面被覆して得た球形キャリアで
体積平均粒径は４５μｍである。

【０１０２】トナー：スチレン−アクリル樹脂１００重
量部、カラー顔料１０重量部、ニグロシン１重量部を溶
融・混練した後、粉砕・分級して、体積平均粒径５．５
μｍのイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナ
ーを得た。この各トナーに流動化剤としてコロイダルシ
リカをそれぞれ２重量部添加したものを実際には用い
た。

【０１０３】現像剤の調整：これらのトナー、キャリア
を、トナーの濃度が７ｗｔ％となるように混合して現像
剤を調整した。トナーの帯電量は、Ｙ；−２０．５μＣ
／ｇ、Ｍ；−２１．３μＣ／ｇ、Ｃ；−２０．７μＣ／
ｇ、Ｋ；−２２．０μＣ／ｇである。

【０１０４】これらの現像プロセス、キャリア、トナー
を用い、表２中に示した条件で実施例１〜３、比較例
１，２の５万コピーのフルカラー画像実写テストを行っ
た。

【０１０５】

【表２】

【０１０６】表２中の比較例１，２はそれぞれ実施例
１，２から磁性体回収手段９又は板状部材８３を除いた
画像形成装置である。また、実施例１〜３の現像装置８
の各部分の数値は次のようである。

【０１０７】現像スリーブ８１の外径は２０ｍｍ、その
感光体ベルト１との最近接距離Ｄｓｄは０．５ｍｍ、線
状電極８４の高さｈ₁、直径ｄ_Wは、それぞれｈ₁＝０．
２５ｍｍ、ｄ_W＝０．０８ｍｍ，線状電極の設置角度
θ₁、主磁極８２ａの位置角度θ₃、板状部材８３の先端
部の角度θ₄はそれぞれ表１に示した条件である。

【０１０８】各実施例、比較例の実写テストの評価は、
感光体ベルト１上にイエロー、マゼンタ、シアン、黒の
重ね合わせたベタトナー像と、非画像部を形成するフル
カラー画像記録中の、スタート時、１，０００コピー、
１万コピー、３万コピー、５万コピーの各終了時に、テ
ープ剥離によって感光体ベルト１上のキャリアＣａを剥
離する。この時、画像部分では、キャリアＣａの周囲部
が、キャリアＣａの粒径が大きいためにトナーがテープ
に付着しないのでキャリア付着部分を判別することがで
きる。

【０１０９】こうして判別したキャリア付着個数を、テ
ープの付着面積で割って、単位面積当たりのキャリア付
着数（個／ｃｍ²）とした。キャリア付着数の許容レベ
ルは画像部分では２０個／ｃｍ²以下、非画像部分では
１０個／ｃｍ²以下である。

【０１１０】以上の現像プロセスと、キャリア、トナー
を用い、表２中に示した条件で、５万枚のフルカラー画
像記録を行ったところ、そのキャリア付着数（個／ｃｍ
²）は表３に示すようになった。

【０１１１】

【表３】

【０１１２】表中の上段の数字は画像部分のキャリア付
着数、下段の数字は非画像部分のキャリア付着数を示
す。

【０１１３】本発明の実施例１，２及び３では、最初か
ら最後まで画像部、非画像部共にキャリア付着のない高
画質の画像を安定して得ることができた。特に、実施例
３の装置ではキャリア付着が最も少なく、極めて良好な
画像を得ることができた。一方、これに対して、比較例
１，２では初期からキャリア付着が発生し、良好な画質
の画像を得ることができなかった。

【０１１４】

【発明の効果】本発明によるときは、第１発明では、現
像装置より像形成体移動方向下流側に磁性体回収手段を
設置し、第２発明では、線状電極より現像剤搬送体の搬
送方向上流側に板状部材を設けた現像装置を用い、第３
発明では、上記磁性体回収手段と板状部材を有する現像
装置を備えたので、像形成体へのキャリア付着発生を防
止し、画像形成中の転写ヌケ、定着不良を防止し、高画
質の画像を安定して得られる画像形成装置を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１発明の画像形成装置の一例を示す概略構成
図である。

【図２】図１の装置に用いられる現像装置の一例を示す
断面図である。

【図３】図１の磁性体回収装置の他の例を示す断面図で
ある。

【図４】図１の磁性体回収装置の更に他の例を示す断面
図である。

【図５】図１の磁性体回収装置のまた更に他の例を示す
断面図である。

【図６】第２発明の画像形成装置の一例を示す概略構成
図である。

【図７】第２発明に用いられる現像装置の一例を示す断
面図である。

【図８】第３発明の画像形成装置の一例を示す概略構成
図である。

【図９】線状電極の張設方法の一例を示す断面図であ
る。

【図１０】線状電極の張設方法の他の例を示す斜視図で
ある。

【符号の説明】

１感光体ベルト（像形成体）８，８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄ現像装置９磁性体回収装置（磁性体回収手段）８１現像スリーブ（現像剤搬送体）８２磁石ローラ８３板状部材８４線状電極８６規制ブレード９１磁石体（回収部材）９２磁石ローラ（回収部材）９２ａ回収ローラ（回収部材）９３弾性体ブレード（剥離部材）Ａ現像域ＣａキャリアＤ現像剤Ｅ₁，Ｅ₃，Ｅ₄ 直流電源Ｅ₂ 交流電源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像形成体に対向し、内部に複数の磁極を
有する磁石体を固設した現像剤搬送体によって、２成分
磁性の現像剤を現像域に搬送し、該現像剤搬送体の現像
域近傍に、該現像剤搬送体表面と非接触に現像剤搬送方
向と直交する方向に張設された電圧印加可能な線状電極
を有する現像装置を備えた画像形成装置において、前記線状電極を有する現像装置よりも像形成体移動方向
の下流側に、像形成体に付着した磁性体を回収する回収
部材を含む磁性体回収手段を有することを特徴とする画
像形成装置。
【請求項２】前記磁性体回収手段の回収部材は、像形
成体に近接して設置した磁石体であることを特徴とする
請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】前記磁性体回収手段の回収部材は、周囲
に複数の磁極を配置した回転可能な磁石ローラであるこ
とを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】前記磁性体回収手段の回収部材は、現像
剤の磁性体の帯電と反対極性のバイアス電圧を印加した
回転可能なローラであることを特徴とする請求項１に記
載の画像形成装置。
【請求項５】前記磁性体回収手段は、回収された磁性
体を回収部材から剥離するための剥離部材と、前記回収
された磁性体を貯蔵する貯蔵手段を有することを特徴と
する請求項１ないし４の何れか１項に記載の画像形成装
置。
【請求項６】前記剥離部材は、前記回収部材に当接す
る弾性体ブレードであることを特徴とする請求項４に記
載の画像形成装置。
【請求項７】像形成体に対向し、内部に複数の磁極を
有する磁石体を固設した現像剤搬送体によって、２成分
磁性の現像剤を現像域に搬送し、該現像剤搬送体の現像
域近傍に、該現像剤搬送体表面と非接触に現像剤搬送方
向と直交する方向に張設された電圧印加可能な線状電極
を有する現像装置を備えた画像形成装置において、前記線状電極を有する現像装置は、前記線状電極の現像
剤搬送方向の上流側に、現像剤搬送体上の現像剤層に当
接する板状部材を有することを特徴とする画像形成装
置。
【請求項８】像形成体に対向し、内部に複数の磁極を
有する磁石体を固設した現像剤搬送体によって、２成分
磁性の現像剤を現像域に搬送し、該現像剤搬送体の現像
域近傍に、該現像剤搬送体表面と非接触に現像剤搬送方
向と直交する方向に張設された電圧印加可能な線状電極
を有する現像装置を備えた画像形成装置において、前記線状電極を有する現像装置は、前記線状電極の現像
剤搬送方向の上流側に、現像剤搬送体上の現像剤層に当
接する板状部材を有し、かつ該現像装置よりも像形成体
移動方向の下流側に、磁性体回収手段を有することを特
徴とする画像形成装置。