JPS6048060A - 静電潜像現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、移動する静電潜像担体の表面に但持される静
電潜像を、各々逆極性に摩擦帯電されるトナーとキャ′
リアとの混合物からなる２成分系現像剤を用いて現像す
る形態の静電潜像現像装置に関するものである。

技術的背景 現在、前記の如き静電潜像現像装置としては、静電潜像
担体の表面に対向して設けられている現像スリーブと、
その内部に設けられている磁気ローラとを備えた磁気刷
子現像装置か多用されており、その１つとして本発明者
により第１図に示される如き現像装置か開発されるに至
っている。

この現像装置につき第１図を参照しなから具体的に説明
すると、この現像装置は、概略、矢印（ａ）方向に回転
駆動される電子写真感光体ドラム（１）の表面に近接対
向して設けられた導電性を有する現像スリーブ（２）と
、その内部に設けられた磁気ローラ（３）と、現像スリ
ーブ（２）に対して感光体ドラム（１）の移動方向下流
側に位置する、導電性を有するキャリア回収板（４）と
から構成されている。

ここで、現像スリーブ（２）は現像装置作動時に矢印（
ｂ）方向へと回転駆動されると共に、それ自体現像電極
としての機能を′果すことから、第１現像バイアス電源
（５）によって（＋）　２００　Ｖの現像バイアス電圧
が印加されるものである。なお、この様な現像バイアス
電圧の設定は、現像されるべき静電潜像、即ち感光体ド
ラム（１）の表面に担持される静電潜像か最高（＋）　
６５０　Ｖの電位を、また静電潜像の背景部か（＋）　
５０〜］、００Ｖの電位を有することに依拠している。

一方、磁気ローラ（３）は現像スリーブ（２）の回転駆
動と同期して矢印（ｂ）方向に高速で回転駆動されるも
のである。

このため、図示されぬパケットローラを介して現像スリ
ーブ（２）の周面上に供給された２成分系磁性現像剤（
Ｄｅ）、即ちトナー（ＴＯ）と磁性キャリア（Ｃａ）と
の混合物からなる現像剤（Ｄｅ）は、磁気ローラ（３）
の磁気作用によって現像スリーブ（２）の周面上に磁気
刷子状に吸着された状態で現像スリーブ（２）の周面に
沿って矢印（Ｃ）方向へと搬送され、現像領域（Ａ）へ
と搬送される。ここで現像領域（Ａ）は感光体ドラム（
１）の表面と現像スリーブ（２）の周面とが近接対向す
る領域であり、この現像領域（Ａ）において感光体ドラ
ム（１）の表面は前記搬送されて来た現像剤（Ｄｅ　）
によって摺擦され、静電潜像かこの摺擦に伴い逐次現像
されることとなる。

この際、現像領域（Ａ）へと搬送されて来た現像剤（Ｄ
ｅ）中のトナー（ＴＯ）は、静電潜像の極性と逆極性の
摩擦帯電々荷を既に保持している関係上、静電潜像に対
して静電的に吸着されて静電潜像を顕像化するのである
か、磁性キャリア（Ｃａ）は、磁気ローラ（３）の磁気
作用によって現像スリーブ（２）側へと磁気吸着されて
いるため感光体ドラム（１）側へと付着されることはな
い。

しかしなから、現実問題としては、現像の際に一種の電
界効果等により、若干鼠の磁性キャリア（Ｃａ）が感光
体ドラム（１）の表面の静電潜像周縁部、あるいは静電
潜像の背景部へとイ」着されることが経験されている。

そして、この様な磁性キャリア（Ｃａ）の付着は、磁性
キャリア（Ｃａ）として−比較的高抵抗なもの、小粒径
なもの、あるいは磁性の弱いもの、例えば樹脂中に磁性
微粉末の分散されてなるもの等が使用された場合に生じ
易いこと、更には、トナー像転写後に感光体ドラム（１
）の表面上に残留する現像剤（Ｄｅ）を回収して現像に
再利用する。いわゆる回収現像剤再利用システムを採用
していない粉像転写型電子写真複写機に関し、例えば現
像装置内に収容されている現像剤（Ｄ’ｅ）中−の磁性
キャリア（Ｃａ　）の絶対量の低下、延いては現像剤（
Ｄｅ）自体の絶対量の低下を引起こす直接の原因となる
ことも併せて経験されている。

このため、前記現像装置に関しては、感光体ドラム（１
）の表面に付着された磁性キャリア（Ｃａ）を静電的に
回収して現像装置内へ吉戻すために、感光体ドラム（１
）の表面に対向してキャリア回収板（４）が付設されて
いる訳であり、このキャリア回収板（４）に対しては第
１バイアス電源（６）によって（−）　７００　Ｖのバ
イアス電圧が印加されている。

そして、この結果として、感光体ドラム（１）とキャリ
ア回収板（４）との間には、静電潜像の極性と同極性の
摩擦帯電々荷を保持する磁性キャリア（Ｃａ）をキャリ
ア回収板（４）へと静電的に吸着する方向の強い電界が
形成され、この電界の作用、加えて磁気ローラ（３）の
磁気作用を受けて、感光体ドラム（１）の表面へと一旦
付着された磁性キャリア（Ｃａ）がキャリア回収板（４
）の表面ｔへと吸着して回収される様になっている。な
お、ここで、キャリア回収板（４）の表面上へと回収さ
れた磁性キャリア（Ｃａ）は、磁気ローラ（３）の回転
駆動に伴いその表面上で転勤されつつ矢印（ｄ）方向へ
と搬送され、現像装置内に戻される。

以上か本発明者により開発された現像装置の説明であり
、この現像装置によれば、感光体トラム（１）の表面に
例え磁性キャリア（Ｃａ）か付着したにせよ、それはキ
ャリア回収板（４）によって即座に回収されて現像装置
内へと戻されることから、磁性キャリア（Ｃａ）の付着
に起因して発生し得る種々の問題か未然に防止され得る
訳である。そして、このことから前記現像装置は実用に
適したものとして考えられている。ところが、本発明者
による種々の詳細実験の結果によれば、前記現像装置に
関し、長期間作動された場合、キャリア回収板（４）に
よる磁性キャリア（Ｃａ）の回収機能が徐々に損われて
行き、キャリア回収板（４）−か本来の機能を十分に果
し得ぬ事態が新たに生ずることとなり、使用耐久性の面
でその改善か必要であることが明らかにされている。

発明の目的 本発明の目的は、前記キャリア回収板（４）として具体
的に例示されるキャリア回収電極部材によるキャリア回
梠機能に関し、その機能を常時安定させることにより、
長期に渡って十分なキャリア回収機能を維持させ、依っ
て前記の如き問題の改善を図ることにある。

発明の要旨 トナー（ＴＯ）の付着堆積にあり、また、付着堆積する
トナー（ＴＯ）が押並べて磁性キャリア（Ｃａ）の摩擦
帯電極性と同極性の電荷を保持しているとの本発明者に
よる考察に基ついてなされたものである。

そして、本発明自体、第２図＋ｉ示される如（、キャリ
ア回収板（４）に対して第２バイアス電源（６′）によ
って磁性キャリア（・Ｃａ）の摩擦帯電極性と同極性の
バイアス電圧、例えば（＋）７００Ｖのバイアス電圧を
印加することによシ、キャリア回収板（４）の表面に付
着するトナー（ＴＯ）を静電的に矢印（ｅ）方向へと反
発させて除去するという現象を巧に利用するものである
。

なお、前記現象を巧に利用することを前提に、本発明に
係る静電潜像現像装置は、キャリア回収電極部材にキャ
リアの摩擦帯電極性と同極性のノくイアスミ圧を印加す
る／＼イアス電源と、現像手段による現像作用を受けて
いない静電潜像担体の表面か電極部材に対向する位置を
通過する際、前記バイアス電源と電極部材とを接続する
制御手段とを備えたことを特徴とするものである。

実施例 第２，３図を参照しなから本発明に係る静電潜像現像装
置の一実施例につき説明する。なお、第２図は前記実施
例におけるトナー（ＴＯ）の挙動等を判り易く説明する
ための補助的な図面である。

第３図に示される現像装置は、粉像転写型電子写真複写
機内に組込まれた状態で図示されているものであり、複
写時に矢印（ａ）方向に１１０π−の周速で回転駆動さ
れる感光体ドラム（１）の表面に対向した位置に取付ら
れている。ここて、感光体ドラム（１）は前記回転駆動
に伴い、図示されぬ作象装置により、その表面に現像さ
れるべき静電潜像が形成される様になっており、形成さ
れる静電潜像の最高電位は（ト）６５０■に、また静電
潜像の背景部の電位は（ト）５０〜１００■に設定され
ている。なお、感光体ドラム（１）の非画像部、即ち静
電潜像の形成されぬ部分の電位は０→５０Ｖ以下に光イ
レースされる様になっている。

ところで、前記現像装置に関しては、静電潜像担体像す
る手段が現像電極として機能する現像スリーブ（２）と
、磁気ローラ（３）とからなること、現像の際に感光体
ドラム（１）の表面に付着された磁性キャリア（Ｃａ）
を吸着して回収するためのキャリア回収電極部材がキャ
リア回収板（４）からなることの基本的構成において第
１図に示される現像装置と共通であり、個々の部材等に
関する条件設定は下記の通りとされている。

なお、現像剤（Ｄｅ　）は、絶縁性番示すと共に１２μ
ｍの平均粒径を有する非磁性トナー（ＴＯ）と、１０”
ｈｃｍの抵抗値と２０μｍの平均粒径を有する磁性キャ
リア（Ｃａ）との混合物からなる２成分系磁□性現像剤
であり、・磁性キャリア（Ｃａ　）は樹脂中に磁性微粉
末の分散されてなるものである。ここで、現像剤（Ｄｅ
）のトナー濃度はＪＱｗＬ％に設定されており、一方、
トナー（Ｔｏ）とキャリア（Ｃａ）とは摩擦帯電により
各々（→極性、（ト）極性に帯電されるものである。

そして、この様な構成において、第３図に示される現像
装置に関しては、第１，２現像バイアス電源（５）　、
　（５つと現像スリーブ（２）との間、及び第１．２バ
イアス電源（６）　、　（６’）とキャリア回収板（４
）との間に切換スイッチ（Ｓａ）　、　（Ｓｂ）とが各
々設けられており、また、これらの切換スイッチ（Ｓａ
）、（Ｓｂ）の接点切換を制御する制御回路（７）か更
に設けられている。

ここで、スイッチ（Ｓａ）は２つの接１点（ａｌ）、（
ａｚ）を有しており、制御回路（７）の制御の下に、現
像されるべき静電潜像の担持される感光体ドラム（１）
の表面が現像領域（Ａ）を通過する際には接点（ａりが
閉じられ、一方、感光体ドラム（１）の非画像部の表面
か通過する際には接点（ａｚ）か閉じられるようになっ
ている。このため、静電潜像が現像される際、現像スリ
ーブ（２）に対しては第１現像バイアス電諒（５）を介
して（ト）２００■の現像バイアス電圧か印加され、背
景部へのトナー（ＴＯ）付着が防止された状態で静電潜
像の現像か良好に行われる。また、非画像部の表面が現
像領域（Ａ）を通過する際、現像スリーブ（２）に対し
ては第２現像バイアス電踪（５’）を介して（ト）５０
ｖ以下の現像バイアス電圧か印加され、この現像バイア
ス電圧の値か非画像部の電圧と略等しいことから、この
非画像部に対しては何ら現像作用か生じないこととなる
。なお、第２現像バイアス電諒（５′）は前記非画像部
の電イ１シの如何によっては省略でき、後者の際、現像
スリ゛−ブ（２）は接地されても良い。

また、スイッチ（ｓｂ）も同様に２つの接点（ｂ＋）。

（ｂ２）を４しており、制御回路（７）の制御の下に、
通常は接点（ｂ＋）が閉じられている。一方、現像作用
を受けていない感光体ドラム（１）の表面、即ち前記非
画像部かキャリア回収板（４）に対向する位置を通過す
る際、接点切換かなされて接点（ｂ２）が閉じられる様
になっている。このため、キャリア回収板（４）に対し
ては通常第Ｊバイアス電源（６）を介して（−）７ｎＯ
Ｖのバイアス電圧が印加され、感光体ドラム（１）の表
面とキャリア回収板（４）との間に形成される電界の作
用に基つき、感光体ドラム（１）の表面に付着するキャ
リア（Ｃａ）が存在する場合、キャリア（Ｃａ）は静電
的にキャリア回収板（４）へと吸着される。そして、第
１図に示される現像装置に関して説明した手順によって
現像装置内へと戻されることとなる。一方、前記非画像
部がキャリア回収板（４）に対向する位置を通過する際
、接点（ｂ２）が閑、し、ら・れ！る。ことにより、第
１バイアス電源（６）とキャリア回収板（４）との接続
が断たれると共に第２バイアス電源（６）とキャリア回
収板（４）とが接続され、キャリア回収板（４）に対し
ては第２バイアス電源（６１）を介して（＋）７００Ｖ
のバイアス電圧か印加されることとなる。

ここで、キャリア回収板（４）に対しては、現像装置の
作動中に往々にして粉煙状のトナー（ＴＯ）か付着して
堆積する傾向にあるのであるか、そのトナー（ＴＯ）は
押並へて（ト）極性の電荷を保持していることが本発明
者によって確認されており、このことから、キャリア回
収板（４）に対して（ト）７００■のバイアス電圧が印
加される際、即ち接点（ｂ２）か閉られた際、この様な
トナー（ＴＯ）は第２図中矢印（ｅ）方向へと静電的に
反発され、感光体ドラム（１）の非画像部へと付着され
る。従って、第３図に示される現像装置においては、接
点（ｂ２）か閉られる毎に前記トナー（ＴＯ）かキャリ
ア回収板（４）から取除かれるため、キャリア回収板（
４）は絶えずクリーニングされた状態に保たれ、その表
面にトナーα０）が付着堆積してキャリア回収板（４）
によるキャリア回収機能か損われることはない。

本発明者か確認したところに□よると、前記現像装置の
組込まれている粉像転写型電子写真複写機により−Ａ４
サイスにして５０，０００枚分の複写を行った場合にお
いても、感光体ドラム（１）の表面に付着したトナー（
ＴＯ）はキャリア回収板（４）によってその表面から確
実に除去回収がなされることも明らかであった。

なお、前記現像装置においては、スイッチ（Ｓａ）。

（ｓｂ）の切゛換に関し、スイッチ（ｓｂ）の切換のタ
イミングをスイッチ（Ｓａ）に対して下式の【で示され
る時間遅らせる制御かなされているのであるが、これは
、感光体ドラム（１）の表面に付着したキャリア（Ｃａ
）の全てを確実に除去回収するために、更には現像画像
をトナー（ＴＯ）によって汚染しないためにも特に重要
なことである。なぜならば、現像された静電潜像を担持
する感光体ドラム（１）の表面部分かキャリア回収板（
４）に対向する位置を通過し終えぬ時点てスイッチ（ｓ
ｂ）の接点か（’ｂ＋）から（ｂ２）へと切換られると
、未通過部分に付着されたキャリア（Ｃａ）の除去回収
が行われ得ず、また現像された静電潜像を担持する感光
体ドラム（１）の表面部分に反発されたトナー（ＴＯ）
を付着させてしまうことになるからでもある。

Ｌ　−Ａ／Ｖ　・・・・・（１） ｔ：タイミングのすれ時間（ｓｅｅ） ！：現像領域（Ａ）からキャリア回収板（４）の先端対
向部へと至る距離（腑） ■　感光体ドラム（１）の周速（ｙ＋＋＋ｐｓｅｃ）但
し、前記スイッチ（ｓｂ）の、接点の（ｂｌ）から（ｂ
２）への切換に関しては前記時間以上の時間的すれを以
って行う様にしても良く、この点のタイミングは任意に
設定することもてきる。

ところで、前記現像装置に関しては、現像スリーブ（２
）に対して印加される現像バイアス電圧を変動すること
により、感光体ドラム（１）の表面に対する現像作用の
制御かなされ、現像バイアス電圧が（→５０■以下とさ
れた際に現像作用か実質的に非作動となり、感光体ドラ
ム（１）の表面に対するトナー（ＴＯ）及びキャリア（
Ｃａ　）の細首が完全に阻止される様になっている。し
かしなから、この様な制御は、現像領域（Ａ）への現像
剤（Ｄｅ　）の供給状態を変動することによっても同様
に行うことかできる。

即ち、現像領域（Ａ）への現像剤（Ｄｅ）の搬送を断ち
、感光体ドラム（１）と現像剤（Ｄｅ　）との接触を断
つことによっても同様に行うことができるのである。

そして・例えば、現像スリーブ（２）の回転駆動を停止
することなく、磁気ローラ（３）の回転駆動を停止する
ことによって前記現像作用を実質的に非作動とす・るこ
ともてきる。また、ノくケラトロ→の回転駆動を停止す
る等して、現像スリーブ（２）の周面上に対する現像剤
（Ｄｃ　）自体の供給を断つこ′とによって前記現像作
用を実質的に非作動とすることもてきる。

発明の効果 本発明に係る静電潜像現像装置においては、キャリア回
収電極部材の表面にトナーか付着されたとしても、その
様なトナーは、第２ノくイアスミ源と電極部材との接続
により電極部材に対してキャリアの摩擦帯電極性と同極
性のノ〈イアスミ圧か印加される結果として、電極部材
の表面から静電的に反発して除去されることとなる。こ
のため、電極部材の表面にトナーが付着堆積することに
よる電極部材のキャリア回収機能が損イつれることはな
く、常時安定したキャリア回収機能か得られる。

また、長期に渡って十分なキャリア回収機能が維持され
る。

加えて、第２バイアス電源と電極部材との接続は、現像
手段による現像作用を受けていない静電潜像担体の表面
が電極部材に対向する位置を通過する際に限られている
ので、静電潜像担体の表面に付着するキャリアの回収か
不完全てあったり、あるいは前記反発されたトナーか現
像画像を〆ｑ染したりすることもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明者によって既に開発されている静電潜像
現像装置の一例を示す図面、第２図は前記現像装置にお
ける現像スリーブ、キャリア回収板に対して印加される
バイアス電・圧を変化させた際の現像剤の挙動を説明す
るための図面、第３図は本発明に係る静電潜像現像装置
の一実施例を示す図面である。 Ｄｅ・・２成分系磁性現像剤　ＴＯ・・トナーＣａ・・
磁性キャリア　Ｓａ　、Ｓｂ・・切換スイッチ１　・・
電子写真感光体ドラム　２・・現像スリーブ３　・・・
磁気ローラ　４・・・キャリア回収板５　・・・第１現
像バイアス電源　５′・・第２現像バイアス電源　６・
・・第１バイアス電源　６′・第２ノくイアスミ源　７
・・・制御回路 出願人　ミノルタカメラ株式会社 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、移動する静電潜像担体の表面に担］ｊ」される静電
   潜像を、各々逆極性にＪｒ擦帯電されるトナーとキャリ
   アとの混合物からなる２成分系現像剤を用いて現像する
   手段と、現像の際に静電ｌ＆ｉ像担体の表面に細首され
   たキャリアを吸着して回収するために、その表向に対向
   して設置されたキャリア回収電極部組と、この電極部材
   に対してキャリアを静電的に吸着させるべく、電極部材
   にキー＼・リアって、前記キャリア回収電極部拐（どキ
   ャリアの摩擦帯電極性と同極性のバイアス電圧を印加す
   る第２バイアス電ｉＬｊと、前記現像手段にによる現像
   作用を受けていない静電潜像担体の表面が電極部材に対
   向する位置を通過する際、第１バイアス電源と電極部材
   との接続を断つと共に、第２バイアス電源と電極部材と
   を接続する制御手段とを備えたことを特徴とする静電潜
   像現像装置。 ２、前記現像手段か、静電潜像の極性と同極性の現像バ
   イアス電圧を印加される現像電極を有しており、この現
   像電極に印加される現像バイアス電圧を変動することに
   より、現像手段による現像作用か実質的に非作動とされ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の静電潜
   像現像装置。 ６．１″ｌｉｊ記キヤリアか磁性キャリアである一力、
   前記現像手段か現像剤搬送方向と逆の方向に回転駆動さ
   れる現像スリーブと、その内部において現像スリーブと
   同じ方向に回転駆動される磁気ローラとを有しており、
   この磁気ローラの回転駆動を停止することにより、現像
   手段による現像作用か実質的に非作動とされることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の静電潜像現像装置
   。