JPH11143218A

JPH11143218A - 現像装置

Info

Publication number: JPH11143218A
Application number: JP9305400A
Authority: JP
Inventors: Akihito Nishimura; 明仁西村; Hiroyuki Ishizaki; 宏幸石崎; Shiro Suzuki; 志朗鈴木; Shino Yokoyama; 志野横山; Hirohisa Hoshino; 弘久星野; Kiyoshi Chatani; 清志茶谷
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1997-11-07
Filing date: 1997-11-07
Publication date: 1999-05-28

Abstract

(57)【要約】【課題】キャリーオーバキャリアの回収性能を損なう
ことなくスクレーパの寿命を改善した現像装置を提供す
る。【解決手段】感光体に対向して配設される現像ロール
３１，３２と、現像手段の下流側に感光体に対向して回
転可能に配置され、回転速度の可変機構を備える現像剤
捕獲手段（キャッチアップロール）３３を有する現像装
置３０は、現像手段のプリント情報の演算手段が所定の
コピー枚数、あるいは稼働時間を検出したとき、現像剤
捕獲手段３３の回転速度を遅くする構成を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はトナーとキャリアを
用いた２成分現像方式による現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】帯電トナーとトナーを静電吸着して搬送
する磁性キャリアとからなる現像剤を磁界を作って感光
体上の静電潜像に飛翔させ、トナー像を形成する２成分
現像方式において、現像バイアスとバックグラウンドの
電位差が大きい場合、キャリアが現像ロールの磁力では
現像ロール上に保持できず、感光体に引き寄せられてし
まう。その結果、キャリーオーバーされたキャリア部分
は転写時に画像が白抜けとなってしまう。そこで、現像
ロールの下流側に感光体に磁極を対向させたキャッチア
ップロールを配設し、キャリーオーバーされたキャリア
を磁気的にキャッチアップロールに捕獲し、ロール表面
に付着するキャリアをスクレーパで掻き取って回収して
いた。このキャッチアップロールの表面に付着するキャ
リアの掻き取り方式において、効果的にキャリアを回収
するためには、キャッチアップロールのスリーブを高速
に回転させる必要があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】キャリアの効率的な回
収のためにスリーブを高速回転させると、スリーブに接
触するスクレーパの摩耗が激しくなり、スクレーパ先端
の摩耗が進行すると、キャリア回収性能が低下し、その
結果、スクレーパをすり抜けたキャリアが再度感光体に
キャリーオーバーし良好な画像を得ることが出来なくな
ってしまう。スクレーパの変形、摩耗によるキャリア回
収性能の低下に対しては、実開昭６２−３５３７５号公
報に開示されるように、スクレーパ部材を強磁性ステン
レス板により形成する提案がなされている。しかし、た
とえ、強磁性ステンレス部材であっても複写機の高速
化、高寿命化に伴うキャッチアップロールの回転時間増
大によるスクレーパの摩耗は激しく、短寿命が問題とな
っていた。

【０００４】そこで、この発明はキャリーオーバーキャ
リアの回収性能を損なうことなくスクレーパの寿命を改
善した現像装置を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の現像装置は、感
光体に対向して配設される現像手段と、現像手段の下流
側に感光体に対向して回転可能に配置され、回転速度の
可変機構を備える現像剤捕獲手段と、現像手段のプリン
ト情報の演算手段と、プリント情報の演算手段が所定の
値を検出したとき、現像剤捕獲手段の回転速度の可変機
構に回転速度の可変信号を出力する制御装置を具備す
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の現像装置の実施の形態を
図面を参照して説明する。図３に画像形成装置の一例を
示す。この画像形成装置は駆動ローラ１１、２つの従動
ローラ１２に巻回されているベルト状の感光体（以下感
光体ベルトという）２０を用いている。駆動ローラ１１
に駆動されて感光体ベルト２０が矢印方向に走行する。
先ず帯電器１４により感光ベルト２０の表面は帯電さ
れ、露光装置１５により画像の露光が行われ、感光体ベ
ルト２０の表面に静電潜像が形成される。感光体ベルト
２０上の静電潜像は、現像装置３０と対向する位置にお
いて、トナー粒子で現像され、トナー像が形成される。
なお、符号２２は感光体ベルト２０のベルトホールを検
知するホールセンサである。一方、図示されない用紙カ
セットから送り出された用紙Ｐは搬送装置１７により矢
印方向に搬送され、感光体ベルト２０に形成されたトナ
ー像と重ね合わされ、転写器１８の作用により用紙Ｐに
トナー像が転写される。図中符号１６は転写前コロトロ
ンを示す。転写後の用紙Ｐは除電器１９により感光体ベ
ルト２０から剥離され、定着器１３に送られて定着され
た後、排出トレイに排出される。感光体ベルト２０の表
面に残留するトナーはクリーニング器１０でクリーニン
グされ、帯電器１４により帯電されて画像形成工程を繰
り返す。

【０００７】現像装置３０は第１の現像ロール３１、第
２の現像ロール３２による現像手段、および、ハウジン
グ３８内に収容されている現像剤を撹拌、搬送する撹
拌、搬送手段を備えている。現像手段は、上流側に配設
する第１の現像ロール３１と、下流側に配設される第２
の現像ロール３２を有する。さらに、第２の現像ロール
３２の下流側にキャッチアップロール３３を配設する。
第１の現像ロール３１と第２の現像ロール３２は同方向
に回転可能に配設され、キャッチアップロール３３は現
像ロールの回転方向とは逆方向に回転可能に配設されて
いる。キャッチアップロール３３のロール面に接触して
スクレーパ３７を配設する。スクレーパ３７は強磁性ス
テンレス製の板体でその先端をキャッチアップロール３
３面に接触させて、キャッチアップロール面に付着する
現像剤を拭き取る構成となっている。キャッチアップロ
ール３３から剥離されたキャリアは第２現像ロールの磁
極の磁力により吸着、回収され、撹拌、搬送手段で撹拌
される。

【０００８】撹拌、搬送手段は、キャッチアップロール
３３の下部に配設される第１のオーガ３４と、第１のオ
ーガ３４の上流側に配設する第２のオーガ３５を備えて
いる。第１、第２オーガ３４，３５は現像ローラ３１，
３２と同方向に回転可能であって、トナーとキャリアを
第１オーガ３４、第２オーガ３５で撹拌、搬送する。第
２のオーガ３５の上流側にはパドル３６を配設する。パ
ドル３６はオーガの回転とは逆方向に回転可能であっ
て、第２のオーガ３５により撹拌、搬送される現像剤を
第１の現像ロール３１方向に供給して現像ロール３１表
面に磁気的に付着させる。

【０００９】このように構成される現像装置３０は第
１、第２オーガ３４，３５で撹拌、搬送された現像剤が
第１の現像ロール３１および第２の現像ロール３２方向
に流下し、現像ロール３１，３２に対向して配設される
感光体ベルトの静電潜像にトナー像を形成する。現像領
域内に浮遊するトナーは、キャッチアップロール３３に
電気的に付着し、感光体方向にキャリーオーバーされた
キャリアはキャッチアップロール３３に磁気的に付着す
る。キャッチアップロール３３はＳＵＳ製の中空ロール
であって、内部に複数の磁極を持ったマグネットを有し
ている。キャリーオーバーされたキャリアはキャッチア
ップロール３３に磁気的に捕獲され、回転するキャッチ
アップロール３３表面に接触するスクレーパ３７によ
り、掻き落される。

【００１０】次に、キャリーオーバーキャリアの発生状
況を説明する。コピー枚数とキャリーオーバーキャリア
（ＢＣＯ）の発生との関係を、キャッチアップロールを
設けない状態で実験した。その実験結果を図４のグラフ
に示す。コピー枚数０枚ということは、現像剤を交換し
た直後の状態である。そして、グラフに示すように、現
像剤交換直後はキャリーオーバーキャリア（ＢＣＯ）の
発生は最高となり、コピー枚数が多くなると、キャリア
のキャリーオーバーは減少し、ほぼ３mg／copyで一定と
なる。この現象は現像剤の交換直後は２成分現像剤の中
の微粉キャリア、あるいは残留磁力が低いキャリアがキ
ャリーオーバーとなっているために、キャリーオーバー
のキャリアの発生が多くなっているものとみられる。し
かし、キャッチアップロールを設けない場合において
は、現像装置のキャリーオーバーのキャリア（ＢＣＯ）
の発生は破線で示している画質に影響を与えるスペック
値より大きく（悪く）なっている。

【００１１】一方、キャッチアップロール３３を配設し
てキャリーオーバーのキャリアを捕獲する構成とした場
合、キャッチアップロール３３の回転速度とキャリーオ
ーバーのキャリアの発生量をみると、図５のグラフに示
すように、キャッチアップロール３３の回転速度を速め
るとキャリーオーバーのキャリアの捕獲量は増加して、
キャリーオーバーするキャリアの量はスペック値より少
なくなっている。図５のグラフは、プリント枚数５Ｋ枚
（ＣＶ）、７０Ｋ枚（ＣＶ）の場合におけるキャリーオ
ーバーのキャリア発生量を表している。グラフが示すよ
うに、キャッチアップロールと感光体の周速比を大きく
すると、キャリーオーバーのキャリア発生量が少なくな
り、感光体との周速比を１以上とすると、キャリーオー
バーのキャリア（ＢＣＯ）発生量がスペック値以下とな
っている。

【００１２】次に、キャッチアップロール３３の回転速
度とスクレーパの摩耗の関係をみる。図６に示すよう
に、コピー枚数１０，０００Kcopyが寿命とするスクレ
ーパにおいて、回転速度(感光体との周速比)を×２．０
まであげるとコピー枚数４，０００Kcopyで寿命となっ
てしまう。すなわち、キャッチアップロール３３の回転
速度を速めるとスクレーパ３７の摩耗は激しくなってい
ることがわかる。そこで、この発明はキャッチアップロ
ール３３の回転速度を可変とし、装置の稼働時間、プリ
ント枚数等のプリント情報により、キャッチアップロー
ル３３の回転速度を変えている。

【００１３】すなわち、スクレーパ３７の寿命を伸ばす
ためには、キャリーオーバーのキャリアが多いとき、キ
ャッチアップロール３３の回転を速めて、スクレーパ３
７をキャッチアップロール３３に接触させることによ
り、多量のキャリーオーバーキャリアを捕獲させる。そ
して、ある程度の後にキャリーオーバーのキャリア量が
少なくなったときは、キャッチアップロール３３の回転
速度を落すことにより、スクレーパ３７の摩耗を防止し
ながら、キャリアの捕獲を確実に実行する構成としてい
る。

【００１４】次に、キャッチアップロール３３の回転速
度の変更条件を説明する。…図１参照（１）現像剤の交換時からのコピー枚数によりキャッ
チアップロール３３の回転速度を変える。新規現像剤投
入時から１００Ｋ枚までは、感光体とキャッチアップロ
ール３３との周速比Ｒを１．０として駆動し、それ以後
は周速比Ｒを０．７とする。

【００１５】（２）プリント動作において作動する現
像装置の機能部品の現像剤交換時からの作動時間によ
り、キャッチアップロール３３の回転速度を変える。２−ａ．現像器３０の駆動モータＭ３０の作動時間を
モーターのサーボ回路の積算時間信号カウントで積算
し、所定の数値によりキャッチアップロール３３の回転
速度を変える。２−ｂ．モーターにエンコーダーがない場合、ホール
素子検知により現像ロール３１，３２の回転時間を積算
し、所定の積算数値によりキャッチアップロール３３の
回転速度を変える。現像ロールの回転は、現像ロールの
回転軸３１０に配設するホール素子３１５により検知
し、回転時間を積算する。２−ｃ．感光体の回転時間を積算し、所定の数値によ
りキャッチアップロール３３の回転速度を変える。感光
体２０の回転は感光体ベルト２０の近辺にホールセンサ
２２を配設し、ホールセンサ２２によるベルトホールを
検知し、回転時間を積算する。

【００１６】次に、キャッチアップロール３３の回転速
度の変更手段の実施例を説明する。（Ａ）現像ロール３１，３２の駆動モータＭ３０の駆
動回路と、キャッチアップロール３３の駆動モータＭ３
３の駆動回路がそれぞれ独立している場合のキャッチア
ップロール３３の回転速度可変手段（図１参照）。Ａ−１．無段階減速手段キャッチアップロール３３の駆動に用いるモーターＭ３
３が可変速可能なモーターである場合、プリント動作に
て作動する機能部品の作動時間積算の演算結果に応じ
て、モーターＭ３３の速度を初期周速比×０．７まで減
速する。Ａ−２．複数段階減速手段キャッチアップロール３３の駆動に用いるモーターＭ３
３が可変速不可能なモーターである場合、プリント動作
にて作動する機能部品の作動時間積算の演算結果に応じ
て、モーターＭ３３のＯＮ／ＯＦＦ信号のＤｕｔｙを、
初期周速比×１．０となる１０：０から段階的に９：１
→８：２→７：３に可変して減速する。

【００１７】Ａ−３．２段階減速手段Ａ−３キャッチアップロール３３の駆動モータＭ３
３が可変速可能なモーターを用いている場合、コピー枚
数とキャリーオーバーキャリア（ＢＣＯ）発生量の関係
から、プリント動作にて作動する機能部品の作動時間積
算の演算結果が初期からコピー枚数が１００ｋｃｖ（Ｋ
枚）相当迄は周速比×１．０の連続回転とし、以降は周
速比×０．７に減速して連続回転する。Ａ−３キャッチアップロール３３の駆動モータＭ３
３が可変速不可能なモーターを用いている場合、コピー
枚数とキャリーオーバーキャリア（ＢＣＯ）発生量の関
係からプリント動作にて作動する機能部品の作動時間積
算の演算結果で、初期から１００ｋｃｖ（Ｋ枚）迄は周
速比×１．０の連続回転とし、以降はモーターＯＮ／Ｏ
ＦＦ信号のＤｕｔｙを周速比×０．７相当の７：３とし
て減速する。

【００１８】（Ｂ）現像ロール３１，３２の駆動モー
タＭ３０とキャッチアップロール３３の駆動モータＭ３
３が同一の場合のキャッチアップロール回転速度可変手
段。Ｂ−１．複数段階減速手段キャッチアップロール駆動部分に電磁クラッチを用い、
プリント動作にて作動する機能部品の作動時間積算の演
算結果に応じて、クラッチＯＮ／ＯＦＦ信号のＤｕｔｙ
を初期周速比×１．０となる１０：０から段階的に９：
１，８：２，７：３に可変して減速する。Ｂ−２．２段階減速手段キャッチアップロール駆動部分に電磁クラッチを用い、
プリント動作にて作動する機能部品の作動時間積算の演
算結果で、初期から１００ｋｃｖ（Ｋ枚）迄は周速比×
１．０の連続回転とし、以降はクラッチＯＮ／ＯＦＦ信
号のＤｕｔｙを周速比×０．７相当の７：３として減速
する。

【００１９】次に、制御装置のキャッチアップロールの
回転制御を図７の制御フローチャートで説明する。キャ
ッチアップロール３３の回転速度可変機構はステップＳ
Ｔ１０でスタートし、ステップＳＴ１１で現像剤の交換
信号の有無を判定する。ここで、交換信号の検知は、例
えば、現像剤の変換排出モードが選択されたとき、ある
いは、手動による積算履歴の消去がなされた場合に交換
信号が入力される。現像剤交換信号が入力されると、ス
テップＳＴ１２で演算数値ＴＯＮを０とし、現像剤交換
信号がＮＯとなるのをまつ。現像剤交換信号がＮＯとな
ると、ステップＳＴ１３に進み、作動時間の積算を開始
する。ステップＳＴ１４でキャッチアップロールの減速
の演算を実行し、ステップＳＴ１５でキャッチアップロ
ールの回転駆動手段に回転速度の可変信号を出力して、
スタートにもどる構成となっている。

【００２０】さらに、キャッチアップロール３３に配設
されるバイアス印加手段はバイアス印加回路に連結さ
れ、現像バイアスと逆極性のバイアスを印加することに
より浮遊トナーの回収性能を向上させると共に、印加電
圧を可変とする構成となっている。

【００２１】現像装置において、現像剤を交換して新し
くなった現像剤はコピー作業を実行するに伴い現像剤は
劣化する。現像剤の劣化に伴いキャリアの持つ抵抗値が
下がる。キャリーオーバーキャリアとなってキャッチア
ップロールに付着したキャリアの抵抗値が低くなると、
感光体との間でリークし易い問題が発生する。キャッチ
アップロール印加電圧をトナークラウド捕獲性能を損な
わない範囲で低く設定してやることで、印加電圧の降下
により感光体とのリーク問題は解決できる。

【００２２】例えば、この現像装置３０におけるキャッ
チアップロール印加バイアスの制御は２段階に設定され
ている。第１段階は、現像剤交換後、コピー枚数５０ｋ
ｃｖ程度は現像剤の帯電量が高く、トナー濃度が濃くな
る。そして、高濃度トナーは撹拌しきれない浮遊トナー
が多いため、プリント動作にて作動する機能部品の作動
時間積算の演算結果によって、コピー枚数５０ｋｃｖま
では印加電圧は＋５００Ｖ程度に設定して、浮遊トナー
を捕獲する構成となっている。それ以降第２段階は、現
像剤の寿命迄は現像剤の帯電量が比較的低く安定して推
移するため、浮遊トナーが少ない。この間は浮遊トナー
が少なく、電圧を下げても浮遊トナーを十分捕獲できる
ので、印加電圧は＋３００ｖ程度に設定する。この構成
により装置内に浮遊するトナーが効率よく回収できる。

【００２３】

【発明の効果】本発明の現像装置は、高速高寿命の画像
形成装置において、キャッチアップロールによるキャリ
ーオーバーキャリア回収性能を損なうことなくスクレー
パの高寿命化を図ることが出来る。また、キャッチアッ
プロールに現像バイアスと逆極性のバイアスを印加する
ことで、装置内に浮遊するクラウドトナーを電気的に吸
着して機内の汚染防止効果をも達成する。

【図面の簡単な説明】

【図１】現像装置の説明斜視図。

【図２】現像装置の断面図。

【図３】画像形成装置の概略図。

【図４】コピー枚数とキャリーオーバーキャリアの発
生量との関係を表すグラフ。

【図５】感光体との周速比とキャリーオーバーキャリ
アの発生量との関係を表すグラフ。

【図６】感光体との周速比とコピー枚数によるスクレ
ーパの摩耗を表すグラフ。

【図７】キャッチアップロールの回転速度制御フロー
チャート。

【符号の説明】

２０感光体ベルト、２２ホールセンサ、３０
現像装置、３１，３２現像ロール、３３キャッ
チアップロール、３７スクレーパ、Ｍ３０現像
装置駆動モータ、Ｍ３３キャッチアップロール駆動
モータ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者横山志野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)発明者星野弘久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)発明者茶谷清志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

【特許請求の範囲】

【請求項１】感光体に対向して配設される現像手段
と、現像手段の下流側に感光体に対向して回転可能に配
置される現像剤捕獲手段と、現像手段のプリント情報の
演算手段と、各手段に制御信号を出力する制御装置を有
する現像装置において、現像剤捕獲手段は回転速度の可変機構を備え、制御装置
は、プリント情報の演算手段が所定の値を検出したと
き、現像剤捕獲手段の回転速度の可変機構に、回転速度
の可変信号を出力する手段を備える現像装置。
【請求項２】演算手段が演算するプリント情報は、プ
リント枚数であって、演算手段は新規現像剤または現像
剤交換時からのプリント枚数の積算を実行する請求項１
記載の現像装置。
【請求項３】演算手段が演算するプリント情報は、プ
リント動作にて作動する機能部品の作動時間であって、
演算手段は新規現像剤または現像剤交換時からの機能部
品の作動時間の積算を実行する請求項１記載の現像装
置。
【請求項４】現像剤捕獲手段は、バイアス印加手段を
備え、該バイアス印加手段は印加電圧の可変機構を有
し、プリント情報の演算手段が所定の値を検出したと
き、制御装置は前記バイアス印加手段の印加電圧を可変
する手段を備える請求項１記載の現像装置。