JPH10326047A

JPH10326047A - 電子写真記録装置

Info

Publication number: JPH10326047A
Application number: JP9151523A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Akafuji; 昌彦赤藤; Hisafumi Shoji; 尚史庄司; Nobutaka Takeuchi; 信貴竹内; Hirokatsu Suzuki; 宏克鈴木
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1997-05-26
Filing date: 1997-05-26
Publication date: 1998-12-08

Abstract

(57)【要約】【課題】いわゆる二成分現像方式を使用する電子写真
記録装置において、現像時に像担持体に付着したキャリ
アを回収して画像品質の向上を図るとともに、キャリア
付着の根本的な原因を解消する。【解決手段】像担持体１０の回転方向において現像装
置１１の下流位置には、現像時に像担持体１０に付着し
たキャリアを回収するキャリア回収手段２０を備える。
キャリア回収手段には、周囲に複数の磁極を等間隔にＮ
Ｓ交互に有するロール状のキャリア回収部材２１を設け
る。キャリア回収部材には、キャリア回収手段２０によ
るキャリアの回収を検出する回収キャリア検出手段２５
を対向して備える。回収キャリア検出手段は、たとえば
２つの光反射型センサで構成し、それらのセンサの出力
値に基づきキャリア付着があると判断したとき制御信号
を出力する制御手段２７に接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、プリンタ・複写
機・ファクシミリやそれらの複合機など、用紙等の記録
媒体に記録を行う記録装置に適用し得る。そのうち特
に、帯電・書込みを行い像担持体上に形成した静電潜像
を現像装置で可視像化し、その可視像を転写して記録を
行う電子写真記録装置に関する。さらに詳しくは、その
現像装置に、非磁性のトナーと磁性のキャリアよりなる
二成分現像剤を用いる、いわゆる二成分現像方式を使用
する電子写真記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の電子写真記録装置では、
像担持体の表面を一様に帯電して後、たとえばレーザ光
を照射して書込みを行い、書込み部分の帯電電位を下げ
て該像担持体上に静電潜像を形成する一方、その現像装
置においては二成分現像剤を撹拌・混合部材で撹拌・混
合して現像剤担持体に供給していた。

【０００３】そして、像担持体および現像剤担持体の回
転とともに、現像剤担持体内に内蔵する磁気ロールの磁
力で該現像剤担持体の表面に現像剤磁気ブラシを形成
し、その現像剤磁気ブラシを像担持体表面に接触または
近接し、像担持体と現像剤担持体間に現像バイアス電圧
を印加して現像剤磁気ブラシのトナーのみを付着し、現
像装置で像担持体上の静電潜像を可視像化し、その可視
像を転写して記録媒体に記録を行っていた。

【０００４】ところが、このような、いわゆる二成分現
像方式を使用する電子写真記録装置では、現像バイアス
電圧と像担持体の非静電潜像部（非書込み画像部）の電
位差が大きくなると、現像時に磁気ロールがキャリアを
束縛する以上に静電的な力が働き、キャリアが現像剤担
持体から離れて像担持体の非静電潜像部に付着すること
があった。

【０００５】また、キャリアがストレスを受けてコート
膜が削れるいわゆるキャリア膜削れが起きたり、トナー
に含まれる帯電制御剤やワックスなどの物質が熱などの
影響でキャリア表面に付着したりし、キャリアが劣化し
て抵抗値が下がり、摩擦帯電特性が変化すると、トナー
と同じ極性に帯電し、現像時にトナーと同様に像担持体
上の静電潜像部（書込み画像部）に付着することがあっ
た。

【０００６】特に、キャリアの抵抗値が下がったときに
は、トナーとの摩擦帯電時にトナーの帯電極性に対する
カウンタチャージがリークしてしまうと考えられてい
る。

【０００７】このように像担持体へのキャリア付着が発
生すると、転写時にキャリアも転写して記録媒体上の画
像品質を低下する問題があった。また、転写後に像担持
体上に残留するトナーをクリーニング部材で除去すると
き、像担持体上に残留するキャリアで像担持体に傷を付
けたり、クリーニング部材を傷めたりする問題があっ
た。

【０００８】いわゆる二成分現像方式を使用する電子写
真記録装置におけるこのような問題を解決すべく、従来
のものの中には、現像装置より下流位置に、回転するロ
ーラ状の電磁石を設け、現像時に像担持体に付着したキ
ャリアを磁力で吸引して除去するようにしたものがある
（特開平５ー６６６７８号公報参照）。

【０００９】また、像担持体に付着した現像剤を回収
し、回収した現像剤の中からトナーを除去し、粒径の小
さなキャリアを使用した場合にも、像担持体に付着した
キャリアの重量を正確に測定するようにしたものがある
（特開平４ー３４０５７３号公報参照）。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところが、そのような
従来の電子写真記録装置では、像担持体に付着したキャ
リアを回収することはできても、キャリア付着の根本的
な原因を解消することはできなかった。

【００１１】このため、たとえばキャリア付着量が多く
なると、回収が困難となり、前述したとおり画像品質の
低下を招いたり、像担持体に傷を付けたり、クリーニン
グ部材を傷めたりすることとなった。

【００１２】そこで、この発明は、現像時に像担持体に
付着したキャリアを回収して画像品質の向上を図るとと
もに、キャリア付着の根本的な原因を解消することを目
的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】そのため、請求項１に記
載の発明は、たとえば以下の図示実施の形態で説明する
とおり、非磁性のトナーと磁性のキャリアよりなる二成
分現像剤を用いた現像装置１１を使用し、現像バイアス
電圧を印加してその現像装置１１で前記トナーを付着す
ることにより、像担持体１０上に形成した静電潜像を可
視像化し、その可視像を転写して記録媒体に記録を行う
電子写真記録装置において、現像時に前記像担持体１０
に付着した前記キャリアを回収するキャリア回収手段２
０と、そのキャリア回収手段２０によるキャリアの回収
を検出する回収キャリア検出手段２５と、その回収キャ
リア検出手段２５の出力値に基づきキャリア付着がある
と判断したとき制御信号を出力する制御手段２７とを備
えてなる、ことを特徴とする。

【００１４】そして、この請求項１に記載の発明では、
現像時に像担持体１０に付着したキャリアをキャリア回
収手段２０で回収し、その回収を回収キャリア検出手段
２５で検出し、その出力値に基づきキャリア付着がある
と判断したとき制御手段２７から制御信号を出力する。

【００１５】請求項２に記載の発明は、そのような請求
項１に記載の電子写真記録装置において、たとえば以下
の図示実施の形態で説明するとおり、前記キャリア回収
手段２０で前記像担持体の静電潜像部に付着した前記キ
ャリアを回収し、前記回収キャリア検出手段２５の出力
値に基づきキャリア付着があると判断したとき前記制御
手段２７から現像剤交換信号を出力してなる、ことを特
徴とする。

【００１６】そして、この請求項２に記載の発明では、
像担持体１０の静電潜像部に付着したキャリアをキャリ
ア回収手段２０で回収し、その回収を回収キャリア検出
手段２５で検出し、その出力値に基づきキャリア付着が
あると判断したとき制御手段２７から現像剤交換信号を
出力する。

【００１７】請求項３に記載の発明は、上記請求項１に
記載の電子写真記録装置において、たとえば以下の図示
実施の形態で説明するとおり、前記キャリア回収手段２
０で前記像担持体１０の非静電潜像部に付着した前記キ
ャリアを回収し、前記回収キャリア検出手段２５の出力
値に基づきキャリア付着があると判断したとき前記制御
手段２７から現像バイアス制御信号を出力してなる、こ
とを特徴とする。

【００１８】そして、この請求項３に記載の発明では、
像担持体１０の非静電潜像部に付着したキャリアをキャ
リア回収手段２０で回収し、その回収を回収キャリア検
出手段２５で検出し、その出力値に基づきキャリア付着
があると判断したとき制御手段２７から現像バイアス制
御信号を出力する。

【００１９】請求項４に記載の発明は、上記請求項１に
記載の電子写真記録装置において、たとえば以下の図示
実施の形態で説明するとおり、前記キャリア回収手段２
０で前記像担持体１０の静電潜像部と非静電潜像部とに
付着した前記キャリアを同時に回収し、前記回収キャリ
ア検出手段２５で各々のキャリアの回収をそれぞれ別個
に検出してなる、ことを特徴とする。

【００２０】そして、この請求項４に記載の発明では、
像担持体１０の静電潜像部と非静電潜像部とに付着した
キャリアをキャリア回収手段２０で同時に回収し、各々
のキャリアの回収を回収キャリア検出手段２５でそれぞ
れ別個に検出し、その出力値に基づきキャリア付着があ
ると判断したとき制御信号を出力する。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ、この発
明の実施の形態につき説明する。図１は、この発明によ
る電子写真記録装置における内部機構の部分概略構成図
である。

【００２２】図中符号１０が像担持体であり、たとえば
図示例のようにドラム状につくり、図示省略する駆動源
からの駆動力を伝達して図中時計方向に回転する。像担
持体は、ドラム状のものに限らず、たとえばベルト状の
ものであってもよい。

【００２３】この像担持体１０の図中右側には、現像装
置１１を設ける。図示例の現像装置１１は、現像ケース
１２内に、非磁性材よりなる円筒状の現像剤担持体１３
を備える。現像剤担持体１３は、像担持体１０と平行に
設け、一部を現像ケース１２の現像窓１２ａから露出し
て周面を像担持体１０の周面と対向し、図示省略する駆
動源からの駆動力を伝達して図中反時計方向に回転す
る。その現像剤担持体１３には、現像バイアス電源１４
を接続する。

【００２４】そして、その現像剤担持体１３内には、固
定磁気ロール１５を内蔵する。固定磁気ロール１５に
は、たとえば図示例のように、Ｎ₁・Ｎ₂・Ｓ₁・Ｓ₂・Ｓ
₃極を設ける。

【００２５】一方、図示例の現像装置１１では、現像剤
担持体１３上に、ブレード状の規制部材１６を備える。
規制部材１６は、片側先端を現像剤担持体１３の周面に
向けて現像剤担持体１３の軸心と平行に設ける。

【００２６】また、現像ケース１２内に、現像剤担持体
１３と平行に第１撹拌・混合部材１７および第２撹拌・
混合部材１８を、それぞれ図示省略する駆動源からの駆
動力を伝達して回転自在に設ける。そして、図示省略す
るが、二成分現像剤を収納してなる。

【００２７】二成分現像剤は、非磁性のトナーと磁性の
キャリアを適当な割合で混合してなる。キャリアとして
は、たとえば低抵抗のフェライト製芯材を高抵抗のシリ
コン樹脂製コート膜で被ってつくり、平均粒径をほぼ５
０μｍ、電気抵抗を１０⁶〜１０¹⁰Ω・cmとする。

【００２８】さて、この図示電子写真記録装置を用いて
記録を行うときは、像担持体１０を回転してその回転と
ともに表面を一様に帯電し、次いでデジタルの画像信号
にしたがってたとえばレーザ光を照射して書込みを行
い、書込み部分の帯電電位を下げて該像担持体１０上に
静電潜像を形成する。

【００２９】一方、現像装置１１では、第１撹拌・混合
部材１７および第２撹拌・混合部材１８を回転し、現像
ケース１２内の二成分現像剤を撹拌・混合して現像剤担
持体１３に供給する。現像剤担持体１３に供給された現
像剤は、現像剤担持体１３の図中反時計方向への回転と
ともに、磁気ロール１５の磁力により現像剤を穂立ちさ
せて該現像剤担持体１３の外周に磁気ブラシを形成す
る。

【００３０】そして、現像剤担持体１３の回転ととも
に、その現像剤磁気ブラシを規制部材１６で所定の高さ
に規制しながら搬送し、像担持体１０との対向位置でそ
の表面に接触または近接する。そうして、現像バイアス
電源１４で現像バイアス電圧を印加し、現像剤磁気ブラ
シのトナーのみを付着して像担持体１０上の静電潜像を
可視像化する。その後、その可視像を転写して用紙等の
記録媒体に記録を行う。

【００３１】なお、現像バイアス電圧を印加すると、現
像剤磁気ブラシ中のキャリアには、像担持体１０の非静
電潜像部（非書込み画像部）に付着しようとする静電的
な力が働く。しかし、現像剤担持体１３内の磁気ロール
１５の磁力により束縛され、その移動は阻止される。

【００３２】ところで、この発明では、たとえば図示例
で示すように、現像装置１１の下流位置にキャリア回収
手段２０を設ける。キャリア回収手段２０には、たとえ
ば図示するように、周囲にＮ₃・Ｓ₄・Ｎ₄・Ｓ₅極を順に
等間隔に有するロール状のキャリア回収部材２１を備え
る。

【００３３】キャリア回収部材２１は、像担持体１０と
平行に設け、周面を像担持体１０の周面と対向し、図示
省略する駆動源からの駆動力を伝達して像担持体１０と
同じ回転速度で図中反時計方向に回転する。

【００３４】図示例のキャリア回収手段２０では、キャ
リア回収部材２１の下に、ブレード状のクリーニング部
材２３を備える。クリーニング部材２３は、片側先端を
キャリア回収部材２１の周面に押し当ててそれと平行に
設ける。また、そのクリーニング部材２３の下には、細
長容器であるキャリア溜め２４をキャリア回収部材２１
の軸心と平行に備えてなる。

【００３５】キャリア回収部材２１が像担持体１０と周
面を対向する位置の下流であり、クリーニング部材２３
の押し当て位置の上流には、回収キャリア検出手段２５
を設ける。

【００３６】回収キャリア検出手段２５は、たとえば図
２に示すように、２つの光反射型センサ２５ａ・２５ｂ
で構成し、一方の光反射型センサ２５ａはキャリア回収
部材２１のａ部と対向し、他方の光反射型センサ２５ｂ
はｂ部と対向する。

【００３７】キャリア回収部材２１のａ部は像担持体１
０の非通紙領域ＬにあるＡ部と対向し、ｂ部は同非通紙
領域ＬにあるＢ部と対向する。非通紙領域Ｌは、像担持
体１０の通紙領域Ｍの両側に設ける。通紙領域Ｍは、通
紙する記録媒体に対向し、その記録媒体に転写する画像
を形成する領域である。

【００３８】そして、この回収キャリア検出手段２５
は、図１に示すように、制御手段２７と接続する。制御
手段２７は、前述した現像バイアス電源１４および表示
手段２８と接続する。

【００３９】さて、いま仮に、永年の使用により、スト
レスの積み重ねでキャリアのコート膜が削れるいわゆる
キャリア膜削れが起き、またトナーに含まれる帯電制御
剤やワックスなどの物質が熱などの影響でキャリア表面
に付着するなどし、キャリアが劣化したとする。する
と、抵抗値が下がって摩擦帯電特性が変り、トナーと同
じ極性に帯電して、現像時にトナーと同様にキャリアも
像担持体１０上の静電潜像部（書込み画像部）に付着す
ることとなる。

【００４０】このようなとき、この発明では、現像時に
その静電潜像部に付着したキャリアをキャリア回収部材
２１の磁力で吸引し、該キャリア回収部材２１に転移し
てその回転とともに搬送する。そして、クリーニング部
材２３で掻き落し、キャリア溜め２４内に入れる。これ
により、現像時に像担持体１０に付着したキャリアをキ
ャリア回収手段２０で自動的に回収し、画像品質の低下
を防止することができる。

【００４１】同時に、この発明によれば、図３に示すよ
うな手順でキャリアが劣化していることを検知し、その
対策を講ずることができる。まずステップ１で、像担持
体１０の通紙領域Ｍに画像パターンを形成する。このと
き、同時に非通紙領域ＬのＡ部にも、図２に示すような
数ミリ幅の帯状の画像パターン３０を形成する。

【００４２】次いで、ステップ２で、そのＡ部に付着し
たキャリアもキャリア回収手段２０で回収し、キャリア
回収部材２１のａ部に付着する。そのａ部に付着したキ
ャリアを、回収キャリア検出手段２５の一方の光反射型
センサ２５ａで検出し、その出力値に基づき制御手段２
７でキャリア付着があるかどうか判断する。

【００４３】そして、キャリア付着があると判断したと
きには、キャリアが劣化していると判断し、ステップ３
で、制御手段２７から現像剤交換信号を出力し、表示手
段２８で現像剤を交換する必要があることを表示する。
キャリア付着がないと判断したときは、そのまま終了す
る。

【００４４】他方、現像バイアス電圧と像担持体１０の
非静電潜像部の電位差が大きくなったときにも、磁気ロ
ール１５がキャリアを束縛する以上に静電的な力が働
き、キャリアが現像剤担持体１３から離れて像担持体１
０の非静電潜像部に付着することとなる。

【００４５】このようなとき、この発明では、同様に現
像時にその非静電潜像部に付着したキャリアをキャリア
回収部材２１の磁力で吸引し、該キャリア回収部材２１
に転移してその回転とともに搬送する。そして、クリー
ニング部材２３で掻き落し、キャリア溜め２４内に入れ
る。これにより、現像時に像担持体１０に付着したキャ
リアをキャリア回収手段２０で自動的に回収し、画像品
質の低下を防止することができる。

【００４６】同時に、この発明によれば、図４に示すよ
うな手順で電位差が大きいことを検知し、その対策を講
ずることができる。まずステップ１１で、像担持体１０
の通紙領域Ｍに画像パターンを形成する。

【００４７】次いで、ステップ１２で、非通紙領域Ｌで
画像パターン３０を形成しないＢ部に付着したキャリア
もキャリア回収手段２０で回収し、キャリア回収部材２
１のｂ部に付着する。そのｂ部に付着したキャリアを、
回収キャリア検出手段２５の他方の光反射型センサ２５
ｂで検出し、その出力値に基づき制御手段２７でキャリ
ア付着があるかどうか判断する。

【００４８】そして、キャリア付着があると判断したと
きには、現像条件が設定不良であると判断し、ステップ
１３で、制御手段２７から制御信号を出力し、現像バイ
アス電圧と像担持体１０の非静電潜像部の電位差を小さ
くする。

【００４９】キャリア付着がないと判断したときは、Ｓ
１４で、像担持体１０上のトナー濃度を検知すべく設け
るＰセンサの出力が基準値以上であるかどうかを判断
し、基準値以上であるときはＳ１５で現像バイアス電圧
を変え、以下であるときはそのまま終了する。これによ
り、現像バイアス電圧と像担持体１０の非静電潜像部の
電位差を小さくすることで、逆に現像バイアス電圧と像
担持体１０の静電潜像部の電位差、つまり現像ポテンシ
ャルが大きくなり、現像能力が増してトナー付着量が増
える問題点を解消する。

【００５０】すなわち、図示例では、像担持体に付着し
たキャリアを回収することができるようにするととも
に、そのキャリア付着の原因がキャリアの劣化によるも
のなのか、または現像条件の設定不良によるものなのか
を判断し、前者の場合には現像剤の交換を警告し、後者
の場合には適切な現像条件に調整する。

【００５１】

【発明の効果】以上のとおり、この発明によれば、現像
時に像担持体に付着したキャリアを回収するから、画像
品質の低下を防止することができる。併せて、キャリア
の回収を回収キャリア検出手段で検出してその出力値に
基づきキャリア付着があると判断したとき制御部から制
御信号を出力し、キャリア付着の根本原因を除去し、キ
ャリアの回収が困難となったり、像担持体に傷を付けた
り、クリーニング部材を傷めたりするなどの問題を解消
することができる。

【００５２】請求項２に記載の発明によれば、加えて、
像担持体の静電潜像部へのキャリア付着があるとき現像
剤の交換を促し、現像剤の劣化によるキャリア付着の根
本原因を除去することができる。

【００５３】請求項３に記載の発明によれば、加えて、
像担持体の非静電潜像部へのキャリア付着があるとき現
像バイアス電圧を制御し、現像条件の設定不良によるキ
ャリア付着の根本原因を除去することができる。

【００５４】請求項４に記載の発明によれば、加えて、
キャリア付着が現像剤の劣化によるものか、それとも現
像条件の設定不良によるものかを分別し、その原因に応
じて制御信号を出力してキャリア付着の根本原因を除去
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による電子写真記録装置における内部
機構の部分概略構成図である。

【図２】その像担持体とキャリア回収手段と回収キャリ
ア検出手段の相互の位置関係を示す説明図である。

【図３】そのキャリアの劣化によるキャリア付着を防ぐ
フローチャートである。

【図４】その現像条件の設定不良によるキャリア付着を
防ぐフローチャートである。

【符号の説明】

１０像担持体１１現像装置２０キャリア回収手段２５回収キャリア検出手段２７制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鈴木宏克東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非磁性のトナーと磁性のキャリアよりな
る二成分現像剤を用いた現像装置を使用し、現像バイア
ス電圧を印加してその現像装置で前記トナーを付着する
ことにより、像担持体上に形成した静電潜像を可視像化
し、その可視像を転写して記録媒体に記録を行う電子写
真記録装置において、現像時に前記像担持体に付着した
前記キャリアを回収するキャリア回収手段と、そのキャ
リア回収手段によるキャリアの回収を検出する回収キャ
リア検出手段と、その回収キャリア検出手段の出力値に
基づきキャリア付着があると判断したとき制御信号を出
力する制御手段とを備えてなる、電子写真記録装置。
【請求項２】前記キャリア回収手段で前記像担持体の
静電潜像部に付着した前記キャリアを回収し、前記回収
キャリア検出手段の出力値に基づきキャリア付着がある
と判断したとき前記制御手段から現像剤交換信号を出力
してなる、請求項１に記載の電子写真記録装置。
【請求項３】前記キャリア回収手段で前記像担持体の
非静電潜像部に付着した前記キャリアを回収し、前記回
収キャリア検出手段の出力値に基づきキャリア付着があ
ると判断したとき前記制御手段から現像バイアス制御信
号を出力してなる、請求項１に記載の電子写真記録装
置。
【請求項４】前記キャリア回収手段で前記像担持体の
静電潜像部と非静電潜像部とに付着した前記キャリアを
同時に回収し、前記回収キャリア検出手段で各々のキャ
リアの回収をそれぞれ別個に検出してなる、請求項１に
記載の電子写真記録装置。