JPS644174B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電子写真複写機、静電記録装置等で
用いられる磁気ブラシ現像装置におけるトナーの
飛散防止装置に関するものである。本発明は、ト
ナーの磁性キヤリヤとから成る磁気ブラシを用い
る現像装置において、トナーがキヤリヤから分離
して外部へ飛散することを防止する装置に関する
ものである。

従来、トナーとキヤリヤとから成る２成分現像
剤を用いて磁気ブラシ現像を行なうと、複写機内
に配置された光学系、特にミラー、レンズに飛散
したトナーが付着し、露光量不足や露光ムラが発
生し、コピー品質の低下となつていた。そのた
め、現像部から発生する飛散トナーを現像装置の
外に出さないように、現像装置と感光体との間に
スポンジ又はマイラー等のシール部材を介在させ
たり、その間隙を可及的に狭くすることが行なわ
れていた。例えば第１図に示すような構成で、ト
ナー飛散防止が行なわれてきた。感光体ドラム１
の下部に磁気ブラシ現像装置２が配置されてお
り、該現像装置２はトナーと磁性キヤリヤとから
成る２成分現像剤３を収容する現像剤容器４と、
非磁性の回転スリーブ５とその内部に固設された
永久磁石６ａ，６ｂ，６ｃとから成る現像ローラ
ー７と、現像剤３中に回転自在に配置された撹拌
羽根８と、現像ローラー７上の現像剤量を規制す
るドクター板９とから構成されている。このよう
な構成の現像装置では、上記ドクター板９を現像
剤が通過するときトナーの飛散が著しい。その原
因は次のように考えられている。第１は、磁石６
ａ，６ｂの磁気的吸引力によつてスリーブ５で汲
み上げられた現像剤３は、ドクター板９によつて
スリーブ５上の現像剤量及び密度が設定されるた
め、現像剤が機械的に強い力で摺擦される。従つ
て、そこを現像剤の磁気ブラシが通過したとき、
トナーが飛散する。第２はドクター板９を現像剤
が通過するとき、現像剤に急激な密度変化が生
じ、通過後、剤の圧力が急激に小さくなり、復元
力による慣性でトナーがキヤリヤから分離して飛
散する。第３は、ドクター板９を通過した現像剤
に磁石６ｂの磁気的作用が働き、磁気ブラシを大
きく立たせるため、上記２番目で説明した場合と
同じような作用によつてトナーが飛散する。第４
は、スリーブ５の回転運動によつて磁気ブラシ周
囲に空気流が発生し、現像剤容器４内の空気圧が
高まり、ドクター板９と現像剤との間を通つて空
気が流出するようになり、その際、キヤリヤから
トナーが分離して、その空気流とともに外部へ飛
散する。このように現像装置の入口部においてト
ナー飛散が著しい。そこで、このようなトナーを
外部へ漏さないように、現像剤容器４の前後壁と
感光体ドラム１との間にシール部材１０，１１が
設けられている。しかし、シール部材１０が感光
体ドラム１の周面と接触してしまうと静電潜像が
傷付けられたり、シール部材１１の接触により現
像されたトナー像が傷付けられてしまうことにな
る。また、現像装置２の複写機本体からの脱着や
感光体ドラム１の交換のための脱着等が時々行な
われるので、もしシール部材１０，１１が感光体
ドラム１と常時接触していると、感光層を傷付け
たり、剥離させたりしてしまう。また、複写機等
の運転停止中、シール部材が感光体ドラム１と接
触したままであると、感光層の特性、構造が変質
してしまう恐れがある。しかし、だからといつ
て、上記シール部材１０，１１を感光体ドラム１
と接触させることなくわずかな間隙を設定するよ
うにすれば、そのすき間から空気流に乗つて浮遊
したトナーが外部へ漏れてしまう。

また、磁気ブラシクリーニング装置において
も、クリーニン効果を常に一定に保つために、磁
気ブラシの穂高規制がドクター板で行なわれてお
り、この場合も上述の磁気ブラシ現像装置と同じ
ように、トナー飛散の問題が発生する。

以上のように、本発明、磁気ブラシを静電潜像
担持体へ当接させる装置において、上述の欠点を
解消し、トナー飛散のない新規な現像装置を提供
することを目的とするものである。

本発明は、現像装置の入口部に磁気ブラシに近
接して設けられた電気導電性の電極を配置し、該
電極にトナーと同極性の電圧を印加して電極と磁
気ブラシとの間に磁気キヤリヤカーテンを形成す
るようにしたものである。

以下、本発明の実施例について、図面を参照し
ながら説明する。

第２図は本発明の一実施例を示すもので、感光
体ドラム１の下方に現像ローラー１２が配置され
ており、現像ローラー１２は非磁性のスリーブ１
３と、その内部に固設された磁石１４ａ，１４ｂ
とから構成されている。非磁性スリーブ１３は、
時計方向に回転しており、これには感光体ドラム
１上の静電潜像の極性と同極性でかつ地肌部の電
位とほぼ同じか、その前後の電圧が電源１５によ
つて印加されている。磁石１４ａは汲み上げ用磁
石であり、磁石１４ｂは現像用磁石である。両磁
石１４ａ，１４ｂはそれぞれ図示するような位置
に固設されている。この現像ローラー１２は、現
像剤容器１６内の磁性現像剤３を磁気的に汲み上
げ、スリーブ１３上に磁気ブラシを形成してあ
る。スリーブ１３上の現像剤はドクター板９によ
つて過剰の現像剤が除去されるとともに整穂され
る。このドクター板９の後方であつて、現像部Ｄ
の前方にトナー飛散防止用の電界を形成するため
の電極１８が現像容器１６の入口部の端部に設け
られている。電極１８は断面が三角形の形状で、
１辺が感光体ドラム１に対向し、１角がスリーブ
１３上の磁気ブラシに対向し、かつ、その移動方
向に傾斜するように構成されている。電極１８に
は静電潜像の極性と逆極性即ちトナーと同極性の
電圧が電源１９によつて印加されている。なお、
電極１８の少なくとも現像剤と接触する部分に絶
縁処理を施し、薄い絶縁被覆２０を形成すること
ができる。この被覆２０は、例えば、電極１８上
へ絶縁塗料を塗布することによつて形成すること
ができる。これは、現像剤３の導電性が高い場合
に、スリーブ１３に印加された現像バイアス電流
が磁気キヤリヤカーテン１７を通じて電極１８に
流れてしまい、実効現像バイアス電圧が低下して
しまうので、地肌汚れ現象が発生するということ
を防止するために行つているのである。

電極１８と感光体ドラム１との間に上述したよ
うに電界が形成される。従つて、現像装置内で飛
散したトナーは、その電界の作用により感光体ド
ラム１側へ強制的に向かわせられる。従つて、ト
ナーは現像装置外に飛散することが防止される。
一方、このようにして感光体ドラム１へ付着させ
られたトナーは、磁気ブラシによつて後で摺擦さ
れ、不要なものは、除去されることになる。従つ
て、不要なトナーによる地肌汚れは防止される。

さて、電極１８とスリーブ１３との間にも電界
が形成されており、しかも電極１８の電圧極性は
キヤリヤ（鉄粉）と異極性であるので、現像剤中
のキヤリヤは、電極１８に静電的に引き付けられ
る。特に電極１８は、磁石１４ａと磁石１４ｂと
の間に配置されていることも重要である。従つて
キヤリヤが電極１８に付着すると図示するよう
に、電極１８の先端部付近からスリーブ１３上の
磁気ブラシに向つてキヤリヤのカーテン１７が形
成されることになる。このカーテン１７は、磁石
１４ｂの磁界の作用も上述の如く無視出来ず、現
像用の磁石１４ｂによる磁気ブラシの穂の一部と
みることも出来る。スリーブ１３の回転につれて
キヤリヤカーテン１７はスリーブ上の磁気ブラシ
と切断されることになるが、その切断部分は磁石
１４ｂの磁力によつて変化することになる。磁力
があまり強いと、変なところでカーテン１７が切
断されることになり、切断されたスリーブ１３側
のキヤリヤはスリーブ上の現像剤上に乗つて運ば
れ、部分的に剤の多いところが存在し、現像ムラ
となることがあるので、適当な磁力にそれを設定
しなければならない。しかし、通常使用されてい
る現像用磁石１４ｂの範囲内であれば、それが問
題となる恐れはない。

また、この磁気キヤリヤカーテン１７は、主と
してキヤリヤからなるが、このキヤリヤにもそれ
と逆極性に帯電されたトナーが付着しているの
で、あまりトナー濃度が高いとカーテン１７は出
来難くなる。勿論トナーとキヤリヤとの摩擦帯電
量による影響も、このカーテン１７形成上十分考
慮しなければならない問題であるが、通常使用さ
れる現像剤のトナー濃度は１〜4wt％であり、何
ら問題はない。またそのとき電極１８に印加する
電圧を若干調整することによつてカーテン１７の
形成を制御することも可能である。

なお、このキヤリヤカーテン１７は、磁気ブラ
シを構成していたキヤリヤがキヤリヤカーテン１
７へ飛び込むと静電的に捕捉され、その結果キヤ
リヤカーテン１７のなかで電極１８から遠い部分
にある静電的吸引力の比較的弱いキヤリヤが飛び
出してしまい、以下このような現象が生じ、従つ
てキヤリヤカーテン１７を形成しているキヤリヤ
は常に更新されており、このカーテン１７による
トナーの詰りも発生しない。

本実施例で、感光体としてセレン感光体を使用
し、その上に数100〜数1000Vの静電潜像を形成
し、地肌部の電位は約数10〜数100Vであつた。
スリーブ１３には電源１５より数100Vの現像バ
イアス電圧が印加され、電極１８にはトナーと同
極性のマイナス数10〜マイナス数100Vの電位が
印加された。この電極１８に印加する電圧を種々
変化させた場合、磁気キヤリヤカーテン１７の形
成状態に変化が生じるため、トナー飛散防止効果
に差が出てくる。この実験結果を第３図に示して
いる。縦軸はトナーの飛散量で、磁気キヤリヤカ
ーテンを抜けて、現像装置外へ飛散したトナー量
の相対値を示しており、磁気キヤリヤカーテンを
全く形成しない従来タイプにおけるトナー飛散量
を単位１とした。これによると、電極１８の電圧
を次第に下げるとトナー飛散量が漸次低下してい
る。しかし、あまり低くしすぎると、現像に対し
悪影響が出るので、それが出ない範囲内であれば
トナー飛散量を最小にすることが可能である。

即ち、現像剤主としてキヤリヤによつて電極１
８と現像ローラー１２との間に磁気キヤリヤカー
テン１７を形成して、ドクター板９の部分で発生
する飛散トナーを、ドクター板９、現像剤容器１
６、電極１８、磁気キヤリヤカーテン１７及びス
リーブ１３上の現像剤で囲まれた空間に捕捉して
逃さないようにし、その飛散トナーをスリーブ１
３上の現像剤で運び出し、再使用することができ
る。従つて、その空間内の飛散トナーを効率よく
上記現像剤に回収するため現像剤容器１６及びド
クター板９の上面を工夫すればよい。

なお、電極板１８の形状は図示したものに限定
されるものではなく、同じように磁気キヤリヤカ
ーテンを形成することの出来るものであれば、ど
のような形状であつてもよいことは勿論である。

第４図は、本発明を磁気ブラシクリーニング装
置に使用した場合の例である。感光体ドラム１上
に形成したトナー像をコロナ転写装置２１によつ
て転写紙２２上に転写した後、感光体ドラム１上
には未転写のトナーが残留している。これを磁気
ブラシクリーニング装置２３で除去し、感光体を
再使用する。このクリーニング装置２３は、磁気
ブラシローラー２４と、スクレーパー２５と、ド
クター板２６と、トナー搬送部材２７と、ケーシ
ング２８とから構成されており、ケーシング２８
の両端縁２８ａ，２８ｂにはそれぞれ電極２９，
３０が図示のように取り付けられている。この電
極２９，３０には、上述した実施例と同様にトナ
ーと同極性の電圧が印加され、電極２９，３０と
感光体ドラム１との間に電界が形成され、電極２
９，３０と磁気ブラシローラー２４との間には、
それぞれ磁性キヤリヤカーテン３１，３２が形成
されている。スリーブ３３上の磁気ブラシによつ
て除去され、量の増加した磁気ブラシはスクレー
パー２５によつて過剰の剤が除去される。そし
て、ドクター板２６によつて整穂されて感光体ド
ラム１と接触させられる。除去された剤はトナー
搬送部材２９によつて図示しない回収装置又は現
像装置へ送られる。こうして、磁気ブラシクリー
ニング装置２３から飛散するトナーを電極２９，
３０と感光体ドラム１との間の電界及び磁気キヤ
リヤカーテンでシールすることができる。勿論ス
リーブ３３にはトナーと逆極性の電圧を印加して
もよい。スリーブ３３内の固設磁石３４ａ，３４
ｂ，３４ｃ，３４ｄは図のように配置されている
が、磁石３４ａ〜３４ｃは磁気キヤリヤカーテン
３１，３２を形成するのに適切な位置に置かれな
ければならない。

また、クリーニング装置の場合に、例に磁気キ
ヤリヤカーテンが形成されなかつたとしても、電
極２９，３０と感光体１との間、電極２９，３０
と磁気ブラシローラー２４との間に電界が形成さ
れるので、その出口付近でトナーが外部に飛散す
るのを阻止する効果もあるので都合がよい。トナ
ーを感光体ドラム１又はローラー２４に回収出来
る。

本発明は、現像とクリーニングを兼用する又は
クリーニング専用の磁気ブラシ装置にも同様に適
用可能である。また、本発明では、電圧印加され
た電極でトナーを帯電する電荷注入方式の１成分
現像装置のトナー飛散防止にも同じように適用可
能である。

以上のように、本発明によれば、静電潜像担持
体と非接触のシール手段で、磁気ブラシ現像装置
から発生するトナーの飛散防止ができるので、静
電潜像担持体を傷付ける恐れが全くなく、現像装
置の保守点検・交換等が極めて容易である。トナ
ー飛散による画像品質の低下がなく、かつ装置も
小型化にすることが出来るので安価である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の現像装置の断面図、第２図は本
発明の一実施例を示す磁気ブラシ現像装置の要部
のみ示す断面図、第３図は本発明のトナー飛散防
止効果を示す実験結果のグラフ、第４図は本発明
の別の実施例を示す磁気ブラシクリーニング装置
の断面図である。 １……感光体ドラム、９，２６……ドクター
板、１２……磁気ブラシ現像ローラー、１３，３
３……スリーブ、１４ａ，１４ｂ，３４ａ〜３４
ｂ……磁石、１６……現像剤容器、１７，３１，
３２……磁気キヤリヤカーテン、１８，２９，３
０……電極、２０……絶縁被覆、１９……電源、
２３……磁気ブラシクリーニング装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 静電潜像担持体へトナーと磁性キヤリヤとか
   ら成る磁気ブラシを接触させる現像装置におい
   て、上記現像装置の入口部に、電気導電性の電極
   を上記磁気ブラシに近接して配置し、該電極にト
   ナーと同極性の電圧を印加して、該電極と磁気ブ
   ラシとの間に磁気キヤリヤカーテンを形成するこ
   とを特徴とする現像装置。 ２ 上記電極は、その表面が絶縁処理されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の現
   像装置。 ３ 上記電極は、上記静電潜像担持体に対向して
   設けられていて、該静電潜像との間に電界を形成
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の現像装置。