JPH09258559A - キャリア回収装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低コストでコンパクトで且つキャリア回収力
が強く安定したスリーブレスマグネットローラを採用し
たキャリア回収装置を提供する。 【解決手段】 現像装置内の現像ローラから感光体に現
像剤を供給して現像を行う現像位置よりも感光体の回転
方向下流側で、感光体に近接した位置で、感光体と対向
するように配置されたスリーブレスマグネットローラに
より、感光体上に付着したキャリアを吸着し回収するキ
ャリア回収装置において、感光体の現像領域上に付着し
たキャリアを吸着する際は、スリーブレスマグネットロ
ーラの磁力の最強部分を感光体と対向する位置で静止さ
せ、感光体の回転に伴い、現像領域の後端が前記対向す
る位置を通過した時、スリーブレスマグネットローラの
回転駆動を開始する制御手段を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、キャリアとトナー
から成る２成分現像剤を使用する画像形成装置におい
て、現像装置から感光体上に現像剤を供給して現像を行
った際に、感光体上に付着したキャリアを回収するキャ
リア回収装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、キャリアとトナーから成る２
成分現像剤を使用する複写機やプリンター等の画像形成
装置において、現像装置から感光体に現像剤を供給して
現像を行う際に、キャリアがトナーと一緒に感光体に供
給されて、感光体の表面に付着することがある。ここ
で、感光体の表面にキャリアが付着すると、このキャリ
アによって感光体の表面が傷つき、形成される画像にノ
イズが発生する等の問題がある。従って、感光体の表面
に付着したキャリアは回収する必要がある。

【０００３】そこで、従来より、現像装置から感光体に
現像剤を供給して現像を行う現像位置より感光体回転方
向下流側で、感光体と近接して対向した位置に、Ｎ極及
びＳ極が交互に配置された円筒状のマグネットローラ
と、そのマグネットローラの外周を包み込む形、即ち、
外装した形でスリーブを形成し、これらにより、感光体
上に付着したキャリアを吸着し、回収するキャリア回収
装置が知られている。このキャリア回収装置では、スリ
ーブのみを回転させるか、または、マグネットローラの
みを回転させるか、または、双方を回転させながら、マ
グネットローラの磁気吸引力で感光体上に付着したキャ
リアを吸着し、回収している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、マグネ
ットローラには磁力に強弱のムラがあるため、マグネッ
トローラを回転させながら感光体からキャリアを吸着
し、回収する場合、マグネットローラの磁力の弱い部分
が感光体上のキャリアと対向する場合は、キャリア吸着
能力／回収能力が落ちてしまうという問題点がある。

【０００５】また、画像形成装置本体の小型化に伴っ
て、マグネットローラ及びスリーブを小型化することも
要求されており、キャリアの吸着能力／回収能力を維持
しつつ小型化するには、マグネットローラを外装してい
るスリーブを省略した構成、所謂、スリーブレスマグネ
ットローラを採用する必要がある。これは、限られたス
ペースにおいて、スリーブの省略分（厚み分）だけマグ
ネットローラの外径を大きく構成できるため、強い磁気
吸引力を得れるからである。尚、スリーブを省略するこ
とにより、キャリア回収装置の製作コストの低減を達成
できるという利点もある。

【０００６】そこで、本発明の目的は、低コストでコン
パクトで且つキャリア吸着力が強く安定したスリーブレ
スマグネットローラを採用したキャリア回収装置を提供
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、現像装置内の現像ローラから感光体に
現像剤を供給して現像を行う現像位置よりも感光体の回
転方向下流側で、感光体に近接した位置で、感光体と対
向するように配置されたスリーブレスマグネットローラ
により、感光体上に付着したキャリアを吸着し回収する
キャリア回収装置において、感光体の現像領域上に付着
したキャリアを吸着する際は、スリーブレスマグネット
ローラの磁力の最強部分を感光体と対向する位置で静止
させ、感光体の回転に伴い、現像領域の後端が前記対向
する位置を通過した時、スリーブレスマグネットローラ
の回転駆動を開始する制御手段を備える。尚、前記制御
手段によるスリーブレスマグネットローラの回転動作
は、感光体上の次の現像領域が前記対向する位置に到達
するまでに完了することを特徴とする。また、前記スリ
ーブレスマグネットが磁力の最強部分を感光体に対向す
る位置に向けて静止している時、前記スリーブレスマグ
ネットと前記スリーブレスマグネットに隣接する現像ロ
ーラとの最近接極同士を互いに異極とすることを特徴と
する。

【０００８】

【発明の実施の形態】

（１）全体構成 図１は、本発明の実施の形態の一例を示す電子写真方式
による多色画像形成装置、即ち、カラー複写機１の概略
構成を示す。このカラー複写機１は、透明な板ガラスか
らなる原稿プラテン２と、この原稿プラテン２の上面を
開閉する原稿カバー３を備えており、原稿はその複写さ
れる画像面を下に向けて原稿プラテン２に載置されて開
閉カバー３で覆われる。原稿プラテン２の下方には、原
稿プラテン２の下面に沿って矢印４方向に動作し、原稿
プラテン２上に置かれた原稿の画像を読み取る走査光学
部５が設けられており、走査光学部５で読み取られた原
稿画像は４値（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラッ
ク）の画像データに分解されて画像記憶部６に記憶され
る。画像記憶部６に記憶された画像データは、イエロ
ー、マゼンタ、シアン、ブラックの順にレーザ露光装置
７に送られ、それぞれの画像データに対応したレーザ８
が感光体９に露光される。

【０００９】感光体９は、外周部に感光層を有してお
り、この感光体９の周囲には、その回転方向上流側から
帯電器１０、現像器１１、１２、１３、１４、キャリア
回収部材２００、転写装置１５、クリーニング装置１
６、除電装置１７が設けてある。感光体９が矢印１８方
向に回転すると、その外周の感光層は帯電器１０で一様
に帯電され、その帯電領域に上述のごとくレーザ８が露
光されて、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画
像データに対応した静電潜像が順次形成される。これら
の静電潜像は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック
のトナー及びキャリアをそれぞれ有する現像器１１、１
２、１３、１４で現像されて可視像化される。ここで、
この現像の際、トナーと一緒に感光層に付着してしまっ
たキャリアは、後述するキャリア回収装置２００で回収
される。感光体上にトナーによって形成されたトナー画
像は転写装置１５で転写シート（例えば用紙）に順次転
写されて重ね合わされる。転写シートに転写されなかっ
たトナーはクリーニング装置１６で回収される。また、
感光体９に残留する電荷は、除電装置１７で除電されて
次回の現像動作に備える。

【００１０】上記感光体９は、図２、３に示すように、
両端から突出する軸９ａを介して感光体ユニット９ｂに
回転駆動可能に支持されている。この感光体ユニット９
ｂには、複数の当接部９ｃを有する当て板９ｄが取り付
けてある。上記当接部９ｃは、上記現像器１１〜１４の
それぞれの現像ローラ３６を固定するシャフト３６ａに
取り付けられたコロ３６ｂをそれぞれ当接することで上
記感光体９と上記現像ローラ３６とのギャップｇを正確
に維持できるようになっている。

【００１１】転写装置１５は、矢印２０方向に回転する
転写ドラム１９を備えている。転写ドラム１９は、外周
部に転写シートの先端部を保持するチャッキング爪２１
を備えている。転写ドラム１９の内側空間には、感光体
９に対向して転写チャージャ２２が設けてある。また、
転写ドラム１９の外周面、または内周面に沿って転写ド
ラム１９の回転方向２０に関して転写チャージャ２２の
下流側に、順次、第１除電装置２３、シート分離装置２
４、第２除電装置２５、クリーニング装置２６が設けて
ある。

【００１２】転写シート２７は給紙部２８、２９、又は
３０から供給され、チャッキング爪２１で転写ドラム１
９の外周に保持される。そして、転写ドラム１９の回転
により感光体９と転写ドラム１９との対向部（転写領域
３１）では、まずイエローのトナー画像が転写される。
そして、転写ドラム１９が一回転するごとに、マゼン
タ、シアン、ブラックのトナー画像が転写シート２７に
重ねて転写される。尚、転写シート２７の先端はそれぞ
れのトナー画像とレジスト調整され、すべてのトナー画
像が位置ずれなく重ねられるように、転写タイミングが
調整されている。

【００１３】すべてのトナー画像の転写が終了すると、
転写シート２７は第１除電装置２３で除電され、分離装
置２４により転写ドラム１９から分離され、定着装置３
２によりトナーが熱定着されて排紙トレイ３３に排出さ
れる。一方、転写シート２７が除去された転写ドラム１
９は第２除電装置２５で電荷が除去され、クリーニング
装置２６で残留物が除去される。

【００１４】（２）現像器１１〜１４ 現像器１１、１２、１３、１４は基本的に同一の構成で
ある。図４を参照して具体的に説明すると、現像器１１
〜１４のハウジング３４には、上部の感光体対向部に開
口部３５が形成されている。開口部３５の内側には、こ
の開口部３５から僅かに突出し、感光体９に対向する現
像ローラ３６が配置されている。現像ローラ３６の外周
面に対向する一方の壁３７の端部には粉煙防止シート３
８が貼着され、その先端が感光体９に非接触で対向する
ようにしてある。現像ローラ３６の外周面に対向する他
方の壁３９の内側には仕切壁４０が配設され、これら壁
３９と仕切壁４０との間に、感光体対向部を開放した粉
煙吸引室４１が形成され、これが図示しない吸引装置に
連結されている。

【００１５】現像ローラ３６は、非回転状態に固定され
た磁石体４２と、この磁石体４２に外装されて矢印４４
方向に回転駆動する現像スリーブ４３とで構成されてお
り、現像スリーブ４３は現像バイアス電源４５に接続さ
れている。現像ローラ３６の下方には、これと所定の間
隔を隔てて供給ローラ４６が設けてある。この供給ロー
ラ４６は、現像ローラ３６と同様に、非回転状態に固定
された磁石体４７と、この磁石体４７に外装されて矢印
４９方向に回転駆動する供給スリーブ４８とで構成さ
れ、ハウジング３４に固定した穂高規制板５０が所定の
隙間を隔てて供給スリーブ４８の外周面に対向してい
る。

【００１６】供給ローラ４６の下方には、現像剤撹拌ス
クリュウ（撹拌ローラ）５１が設けられており、矢印５
２方向に回転し、ハウジング３４に収容されている現像
剤であるトナーとキャリアが混合される。

【００１７】図５に示すように、現像器１２を例に、上
記現像ローラ３６の磁石体４２、及び上記供給ローラ４
６の磁石体４７に形成された複数の磁極について説明す
る。なお、図面中、Ｎ，Ｓはそれぞれ極性を示す。現像
ローラ３６の磁石体４２には、現像ローラ３６と感光体
９との対向部に現像磁極として磁極Ｎ３が配置されてい
る。また、現像ローラ３６と供給ローラ４６との最近接
位置よりもスリーブ回転方向（矢印４４方向）の上流側
に磁極Ｎ４、下流側に磁極Ｎ２が配置されている。そし
て、磁極Ｎ２とＮ３の間に磁極Ｓ２、磁極Ｎ３とＮ４の
間に磁極Ｓ３が配置されている。

【００１８】一方、供給ローラ４６の磁石体４７には、
穂高規制板５０の対向部から供給スリーブ４８の回転方
向（矢印４９方向）上流側に磁極Ｎ１が配置され、上記
Ｎ１の下流側に磁極Ｓ１、さらにその下流側に同極性の
磁極Ｓ４が配置してある。

【００１９】ここで、上記供給ローラ４６の磁極Ｓ１と
現像ローラ３６の磁極Ｎ２とが対向する領域は、現像剤
が供給ローラ４６から現像ローラ３６に供給される供給
領域Ｄ１であり、供給ローラ４６の磁極Ｓ４と現像ロー
ラ３６の磁極Ｎ４とが対向する領域は、現像剤が現像ロ
ーラ３６から供給ローラ４６に戻される戻し領域Ｄ２で
ある。

【００２０】（３）現像器１１〜１４の動作 上記構成からなる現像器１１〜１４の動作を図４、５を
参照して説明する。ハウジング３４に収容されている現
像剤は撹拌スクリュウ５１で撹拌され、トナーとキャリ
アがそれぞれ所定の極性に帯電される。また、撹拌スク
リュウ５１に汲み上げられた現像剤は、磁極Ｎ１に対向
する領域で供給ローラ４６に供給され、磁極Ｎ１の磁力
によって供給スリーブ４８の外周に保持される。また、
供給スリーブ４８の矢印４９方向の回転により現像剤は
同方向に搬送され、穂高規制板５０に規制されて溜まり
を形成する。穂高規制板５０と供給ローラ４６との間を
通過した現像剤は磁極Ｓ１との対向部に搬送され、磁極
Ｓ１と磁極Ｎ２により形成される磁力により、供給領域
Ｄ１を通過して磁極Ｎ２の磁力によって現像スリーブ４
３に供給される。

【００２１】次に、現像スリーブ４３の矢印４４方向の
回転により現像剤は磁極Ｓ２の対向部を通過した後、現
像磁極Ｎ３の対向部（感光体９との対向部）に移動し、
ここで感光体９に接触して静電潜像をトナーで可視像化
する。

【００２２】感光体９との対向部を通過した現像剤は、
磁極Ｓ３の対向部を通過して磁極Ｎ４との対向部に搬送
され、磁極Ｎ４と磁極Ｓ４により形成される磁力によ
り、戻し領域Ｄ２を通過して磁極Ｓ４の磁力によって供
給スリーブ４８に戻される。

【００２３】そして、供給スリーブ４８の磁極Ｓ４に対
向した位置に搬送された現像剤は、供給スリーブ４８の
回転にしたがって搬送され、上記磁極Ｓ４の磁力が減少
した位置から撹拌スクリュウ５１に回収される。なお、
感光体９に対向する開口部３５から飛散した粉煙トナー
は粉煙防止シート３８で外部への飛散が防止されるとと
もに、粉煙吸引室４１を通じて吸引回収される。

【００２４】次に、現像終了の際、現像剤を現像スリー
ブ４３から退避させる動作について説明する。現像器１
１による現像状態（図６参照）から現像を終了する場
合、供給スリーブ４８の回転を停止して現像スリーブ４
３への現像剤の供給を停止する（図７参照）。続いて、
上記現像スリーブ４３のみを回転させて、現像スリーブ
４３で搬送中の現像剤を供給スリーブ４８に戻して現像
剤を現像スリーブ４３から退避させる（図８参照）。

【００２５】（４）キャリア回収装置２００ 図９に示すように、キャリア回収装置２００は、感光体
９の回転方向に対し、現像器１４の下流側に配置されて
おり、キャリア回収ローラ２０１、回収ローラ駆動機構
（図示せず）、キャリア掻き取りスクレーパ２０２、キ
ャリア掻き落としスクレーパ２０３、ハウジング２０４
から構成されている。

【００２６】回収ローラ２０１は、スリーブを有さない
マグネットローラ、所謂、スリーブレスマグネットロー
ラであり、Ｎ１、Ｓ１、Ｎ２、Ｓ２の４極で構成され
る。尚、主極である回収極Ｓ１は、磁気吸引力によっ
て、感光体上に付着しているキャリアを吸着するもので
あるが、キャリアの吸着性能／回収性能を高めるため
に、現像ローラの主極以上の磁力を有している。ここ
で、回収ローラ２０１は、ステッピングモータ等の図示
しない駆動機構により回転可能であるが、感光体上から
キャリアを吸着する際は、回収ローラ２０１は回転せず
に、回収ローラ２０１の回収極Ｓ１が感光体９に対向し
た状態で静止している。尚、この時、回収ローラ２０１
と現像器１４の現像ローラ３６の最近接極同士が互いに
異極になるように設定されている。この理由は以下に説
明する。

【００２７】前記両ローラの最近接極同士というのは、
図９からも明らかなように、回収ローラ２０１のＮ１極
と現像ローラ３６のＳ３極である。もし仮に、回収ロー
ラ２０１のＮ１極がＳ極で、ある程度の磁力を持ってい
るとすると、そのＳ極が現像ローラ３６のＳ３極を弱め
てしまい、Ｓ３極が弱まることによって現像ローラ３６
の主極であるＮ３極も弱まってしまう。現像ローラ３６
の主極の磁力が小さくなると、Ｓ３極で保持できる現像
剤の量が低下する。従って、非現像時にも一部の現像剤
が供給ローラ４６のＳ４極の磁力を振り切って現像領域
にまで達し、画像にノイズとして現われてしまう恐れが
ある。

【００２８】逆に、最近接極同士が互いに異極である
と、その最近接極同士が強めあい、現像ローラ３６のＳ
３極の現像剤保持力も高められ、前述の画像ノイズも発
生しにくくなる。即ち、現像ローラ３６のＳ３極が強く
なると、現像ローラの主極Ｎ３極も強められ、現像効率
がダウンすることもない。以上が、回収ローラ２０１と
現像ローラ３６の最近接極同士を互いに異極とする理由
である。尚、この関係は各現像器間の現像ローラ同士に
適用しても同様の効果が得られるのはいうまでもなく、
例えば、図９に示すように、現像器１４の現像ローラ３
６と現像器１３の現像ローラ３６の最近接磁極を互いに
異極にすると良い。

【００２９】キャリア掻き取りスクレーパ２０２は、ポ
リエステルフィルム等の素材で形成される掻き取り部２
０２ａとその掻き取り部２０２ａを固定する磁性固定部
材２０２ｂより構成されており、回収ローラ２０１に
は、掻き取り部２０２ａが圧接されている。尚、掻き取
りスクレーパ２０２に対して、略垂直方向からその先端
部分を向けた状態（但し、非接触）で、非磁性体で形成
されたキャリア掻き落としスクレーパ２０３が設けられ
ている。尚、図９より明らかなように、磁性固定部材２
０２ｂ（図９の斜線部で示した部分）は、ハウジング２
０４と一体的に形成されている。但し、ハウジング２０
４を磁性部材で構成すると、回収ローラ２０１と近接し
ている部分で磁界が発生してしまい、キャリアの吸着動
作／回収動作に悪影響が出る恐れがあるため、ハウジン
グ２０４は非磁性部材で形成している。

【００３０】尚、回収ローラ２０１には、図示しないバ
イアス印加手段により、キャリアの帯電極性とは逆極性
のバイアス電圧が印加されており、回収極Ｓ１の磁気吸
引力に加えて、電気的な吸引力でキャリアの吸着性能／
回収性能をあげている。尚、このバイアス電圧は現像バ
イアス電圧の直流成分とするが、交流成分を重畳しても
よい。

【００３１】（５）キャリア回収装置２００の動作 上述したキャリア回収装置２００の動作を図１０乃至図
１２を参照して説明する。感光体９の回転に伴って、各
色現像された感光体９上の現像領域（トナー画像領域）
が、回収ローラ２０１との対向部を通過するとき、現像
領域にトナーと一緒に現像されたキャリアは、静止した
状態の回収ローラ２０１の回収極Ｓ１の磁気吸引力、及
びバイアス電圧による電気的吸引力によって、回収極Ｓ
１に吸着されていく（図１０参照）。そして、現像領域
の後端が前記対向部を通過すると、回収ローラ２０１が
回転し、回収極Ｓ１付近に吸着されたキャリアが、キャ
リア回収装置２００内に取り込まれる。ここで、回収ロ
ーラ２０１は、３６０度乃至その整数倍回転した後、回
収極Ｓ１を感光体９に対向させた状態で停止し、次のキ
ャリア吸着動作／回収動作に備える。尚、回収ローラ２
０１の回転動作は、次の現像領域の先端部が回収ローラ
の対向部に到達するまでの間、即ち、画像と画像の間の
像間で完了させる必要がある。

【００３２】回収極Ｓ１付近に吸着されたキャリアは、
図１１に示すように、回収ローラ２０１の回転に伴い、
掻き取り部２０２ａで堰き止められ、回収ローラ２０１
の磁極と掻き取りスクレーパ２０２を固定している磁性
固定部材２０２ｂの間に発生する磁力線上に集まる。そ
して、掻き取りスクレーパ２０２で掻き取られたキャリ
アが、非磁性部材の掻き落としスクレーパ２０３の先端
部分に当接すると、回収ローラ２０１の回転磁界と、キ
ャリアと掻き落としスクレーパ２０３との摩擦と、キャ
リアの自重によって、ハウジング２０４内に回収される
（図１２参照）。従って、掻き落としスクレーパ２０３
によって、回収ローラ２０１上の掻き取りスクレーパ２
０２に多量のキャリアが溜ることがなく、スクレーパ２
０２ａがめくれたり、回収ローラ２０１の回転トルク増
大による駆動機構の異常を防止することができる。

【００３３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のキャリア回収装置では、感光体からのキャリア吸着時
には、回収ローラは回転させず、磁力の最も強い磁極を
感光体に対向した状態で静止させておくので、キャリア
吸着力が強く安定する。また、スリーブレスマグネット
ローラを採用しているため、製作コストが安くなり、し
かも限られたスペースにおいて、スリーブ省略部だけ外
径の大きなマグネットローラを使用できるので、吸着磁
力を上げることができる。

【００３４】更に、回収ローラ静止時に、回収ローラと
現像器の現像ローラの最近接極同士が互いに異極になる
ように設定してあるので、現像ローラの主極が弱まるこ
とも、画像ノイズが発生することもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 多色複写機の概略断面図である。

【図２】 現像器と感光体との対向部周辺の側面図であ
る。

【図３】 現像器と感光体との対向部周辺の正面図であ
る。

【図４】 現像器の断面図である。

【図５】 現像ローラ及び供給ローラに形成された磁極
を示す図である。

【図６】 現像中の現像器内部の現像材の動きを示す図
である。

【図７】 供給スリーブを停止した状態の現像器内部の
現像剤の動きを示す図である。

【図８】 現像ローラから現像剤が退避した状態の現像
器内部の現像剤の動きを示す図である。

【図９】 キャリア回収装置近傍の概略断面図である。

【図１０】 キャリアの回収動作を示す図である。

【図１１】 キャリアの回収動作を示す図である。

【図１２】 キャリアの回収動作を示す図である。

【符号の説明】

９…感光体、１１〜１４…現像器、３６…現像ローラ、
４６…供給ロ−ラ、２００…キャリア回収装置、２０１
…回収ローラ、２０２…キャリア掻き取りスクレ−パ、
２０３…キャリア掻き落としスクレ−パ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現像装置内の現像ローラから感光体に現
   像剤を供給して現像を行う現像位置よりも感光体の回転
   方向下流側で、感光体に近接した位置で、感光体と対向
   するように配置されたスリーブレスマグネットローラに
   より、感光体上に付着したキャリアを吸着し回収するキ
   ャリア回収装置において、 感光体の現像領域上に付着したキャリアを吸着する際
   は、スリーブレスマグネットローラの磁力の最強部分を
   感光体と対向する位置で静止させ、感光体の回転に伴
   い、現像領域の後端が前記対向する位置を通過した時、
   スリーブレスマグネットローラの回転駆動を開始する制
   御手段を備えたことを特徴とするキャリア回収装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段によるスリーブレスマグネ
   ットローラの回転動作は、感光体上の次の現像領域が前
   記対向する位置に到達するまでに完了することを特徴と
   する請求項１に記載のキャリア回収装置。
3. 【請求項３】 前記スリーブレスマグネットが磁力の最
   強部分を感光体に対向する位置に向けて静止している
   時、前記スリーブレスマグネットと前記スリーブレスマ
   グネットに隣接する現像ローラとの最近接極同士を互い
   に異極とすることを特徴とする請求項１に記載のキャリ
   ア回収装置。