JPH04116679A - 現像剤回収装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複写機、プリンタ等の電子写真方式の画像形
成装置における現像剤回収装置に関する。

〔従来の技術〕

この種の画像形成装置には、トナーからなる一成分現像
剤を使用するものと、トナーとキャリアからなる二成分
現像剤を使用するものがあるこ、とはよく知られている
。

これら画像形成装置では、静電潜像担持体上に形成され
る静電潜像に現像装置から帯電したトナーを供給し、該
潜像を可視像とする。

ところで、高速複写機、高速プリンタ等の高速画像形成
装置においては、現像装置にトナーが補給されてから、
現像に供されるまでの時間が少なく、トナー帯電量が不
十分なまま現像に供されたり、また、トナーを担持して
静電潜像へ供給する現像ロールの回転が速い等のために
、トナーやキャリアが飛散し易いことが知られている。

このようにトナーやキャリアが飛散すると、画質に悪影
響が出たり、画像形成装置内が汚染される。

また、トナーが現像装置中で各種材質の部品と接触する
等に起因して正規の帯電極性とは逆極性に帯電し、この
逆極性帯電トナーが画像背景部に付着して地肌カプリ現
象を起こすことも知られている。

このような問題を解決する手段として、特公昭５５−３
４９４１号公報は、静電潜像担持体の表面移動方向に対
し、逆方向に回動する部材により、飛散現像剤を器外へ
出ないように押し戻すことを教えている。

また、特開昭５８−１４２３５１号公報は、静電潜像担
持体表面のうち、現像領域下流側部分に不要な現像剤を
吸着する磁性部材を配置することを教えている。

さらに、特開昭６１−２６４３６４号公報は、現像装置
と転写装置との間に、静電潜像に供給される正規帯電ト
ナーと同一極性の電圧を印加したカブリ除去手段を配置
し、これで逆極性トナーを回収することを教えている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前記逆回転部材により、飛散現像剤を押
し戻す方法では、飛散現像剤を確実に回収することはで
きず、そのうえ、キャリアのように重いものは、押し戻
されずに通過してしまうという問題がある。

また、前記磁性部材にて現像剤を吸着する方法は、磁性
現像剤にしか適用できないという問題がある。

さらに、正規帯電トナーと同一極性の電圧を印加した前
記カブリ除去手段では、飛散している正規に帯電したト
ナーを回収できないという問題がある。

そこで、２種の導電体からなるロールを用い、それぞれ
にトナーと同極性のバイアス、逆極性のバイアスを印加
する方法が考えられる。しかし、この場合、導電体同士
の間に必ず絶縁体を挿入する必要がある。

この絶縁体は２つの導電体に逆極性の電圧がかかるため
、絶縁破壊を起こさないようにある程度の厚みを必要と
する。このため、現像剤回収ロールの表面の一部を現像
剤回収に本来必要のない絶縁体で占めることになり、現
像剤回収ロールの構造が第１０図に示すように、導電体
Ａと導電体Ｂが半割り円柱形状でその間に絶縁体Ｃを挟
着したような形態であれば、製造はし易いが、回収ロー
ル゛の回転数を速くしないと、均一な回収はできなくな
る。ただし、回収ロール自体、小径のものであるため、
軸受けの摩耗等を考えると、回転数を遅くしないと長期
耐久性の点で劣る。

そこで、回転数を遅くする場合、回収の均一性を考える
と、回収ロールの表面を、例えば第１１図、第１２図の
ように構成する必要がある。しかしこの場合、構造が複
雑なため、製造が難しく、また、絶縁体Ｃの総面積が増
加するので、回収効率のさらなる低下をまねく。

さらにまた、磁性トナー等の低抵抗物質の如き異物の混
入により、導電体Ａと導電体Ｂが短絡する危険もあり、
実用上使用が難しい。

さらに、これら回収ロールでは、絶縁体Ｃのために、ま
わりこみ電界が弱く、それだけ、現像剤回収効率が悪い
。

本発明は正規帯電トナー、逆極性に帯電しているトナー
、キャリアのいずれをもそれらが磁性であるか否かを問
わず回収でき、しかも、高い回収効率で、電気的短絡の
恐れなく、長期にわたり安定して回収できる現像剤回収
装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成する本発明現像剤回収装置は、表面に誘
電体部と導電体部を有する現像剤回収ロール、前記誘電
体部に電荷を付与する手段および前記導電体部に前記電
荷付与手段による前記誘電体部表面電位とは逆極性の電
位を与える手段を備えていることを特徴とする。

なお、本発明において、［誘電体部表面電位とは逆極性
の電位」には、電位零、すなわち、接地状態の場合も含
まれる。

〔作　用〕

本発明現像剤回収装置によると、現像剤回収ロール表面
の誘電体部と導電体部には互いに逆極性の電位が付与さ
れ、誘電体部には飛散正規帯電トナーが、導電体部には
カブリを起こす逆帯電トナーと、キャリアが使用される
ときは、飛散している該キャリアが回収され、或いは逆
に、誘電体部にはカブリを起こす逆帯電トナーと、キャ
リアが使用されるときには飛散している該キャリアが回
収され、導電体部には飛散正規帯電トナーが回収される
。

〔実　施　例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は画像形成装置の現像装置に組み込んだ一実施例
の断面を示している。

この現像装置はケーシング１４を備えており、該ケーシ
ングの端部開口部に現像スリーブ１１を有している。こ
のスリーブ１１は静電潜像担持体である感光体ドラムＰ
Ｃに若干の間隙をおいて臨んでおり、図示しない駆動手
段により図中時計方向に回転駆動される。なお感光体ド
ラムＰＣは図中反時計方向に回転駆動される。

スリーブ１１の中にはＳ極とＮ極を備えた固定磁石体１
２が内蔵されている。現像スリーブ１１には現像バイア
ス電源Ｖ＋　　（１５０Ｖ）が接続される。

スリーブ１１にはケーシング１４に支持された穂高規制
板１３が５！Ｓんでいる。また、スリーブ１１の背後に
は図示しないバケットローラ等が配置されている。

現像剤回収装置２００は、現像スリーブ１１の下方にお
いてケーシング１４に着脱可能の現像剤回収カートリッ
ジ２０を含んでいる。

このカートリッジは、感光体ドラムＰＣに臨む部分を開
口した箱体２および箱体２の開口部において感光体ドラ
ムＰＣに若干の間隙をおいて臨む現像剤回収ロール３を
備えている。ロール３は図示しない駆動手段により図中
反時計方向に回転駆動される。

箱体２の内部には、回収ロール３の背後に荷電付与チャ
ージャ４が配置されており、回収ロール３に臨んでいる
。このチャージャ４には電源ｖ３（−５ＫＶ）が接続さ
れる。また、回収ロール３にはチャージャ４よりも上流
側でスクレーパ５が当接している。

前記回収ロール３は、第２図に示すように、表面に多数
の誘電体部３１を均一に分散させるとともに、誘電体部
以外の部分を導電体部３２としたものである。

この導電体部３２には電源Ｖｚ　　（＋１００Ｖ）が接
続される。

なお、ロール３の誘電体部３１と導電体部３２の配置パ
ターンは第２図のものに限定されず、他の例として、第
３図から第６図にそれぞれ示すパターンも考えられる。

但し、第６図のパターンでは導電体部３２が表面下で導
電している必要がある。

以上説明した現像装置１および現像剤回収装置２００に
よると、次のように静電潜像が現像され、現像剤が回収
される。

現像装置１のケーシング１４内には負帯電性の磁性キャ
リアと正帯電性のトナーからなる現像剤が収容され、該
現像剤は図示しないバケットローラにより撹拌され、キ
ャリアはマイナスに、トナーはプラスに帯電して現像ス
リーブ１１上に供給される。スリーブ１１に供給された
現像剤はスリーブ内部の固定磁石体１２の作用で穂の形
に保持され、スリーブ１１の回転にともなって感光体ド
ラムＰＣに臨む現像領域りへ搬送され、途中で穂高規制
板１３により穂の高さを規制される。

一方、感光体ドラムＰＣの表面には図示しない帯電チャ
ージャにより均一に一６００Ｖの電荷が付与されたのち
画像露光され、画像背景部が約５０Ｖに電位低下し、静
電潜像が形成される。

この潜像は現像領域りへ到達すると、現像スリーブ１１
上から、バイアスＶｒ　＝　−１５０Ｖノ印加のもとに
、正帯電したトナーが供給され、可視像とされる。なお
、この可視像は図示しない転写装置により転写材へ転写
され、図示しない定着装置により該転写材へ定着された
のち機外へ排出される。

一方、回収ロール３は図示しない駆動手段により図中反
時計方向に駆動され、且つ、チャージャ４によってロー
ル表面の誘電体部３１の電位が−１５０Ｖ近くにされる
とともに、導電体部３２の電位が電源Ｖ２＝＋１００Ｖ
によって誘電体部表面電位とは逆極性のほぼ＋１００Ｖ
の電位とされる。

従って、前記現像にともなって飛散する正規に帯電した
正帯電トナーは回収ロール３表面の負電位の誘電体部３
１に引かれてそこに付着し、一方、負に帯電した飛散キ
ャリアおよび飛散して画像背景部に付着しようとする逆
極性（負）帯電トナーが正電位の導電体部３２表面に引
かれ、付着する。

このように回収ロール表面に付着した現像剤はスクレー
パ５によって掻き取られ、箱体２の中に収容される。

箱体２に回収現像剤が溜まると、カートリッジ２０を引
き出し、現像剤を除去したのち再び元の位置に装填する
ことができる。

前記回収ロール３表面は誘電体部と導電体部で構成され
ており、従って、ロール表面全体が現像剤回収に寄与す
るので、それだけ回収効率がよく、また、第７図に示す
ように、導電体部３２と誘電体部３１間に強力な回り込
み電界（感光体ドラムへ向かわない電界）が発生するの
で、顕像を乱すことなく現像剤を回収できるとともに、
さらに、現像剤回収効率も向上している。

さらに、回収ロール３は誘電体部と導電体部をそれぞれ
分散させであるが、その製造は容易であるし、第１０図
から第１２図に示す回収ロールのように、異物の混入に
よって電気的短絡が発生するということもない。

また、既述のとおり現像剤回収効率が良いので、ロール
回転数を大きくしなくても十分現像剤を回収でき、ロー
ル回転数を低くしておけるだけ、軸受は等の損傷が少な
く、それだけ長期にわたり安定して現像剤回収を行える
。

次に第８図に示す実施例について説明する。

この現像剤回収装置２０１は現像装置２Ａに組み込まれ
ている。回収装置２０１は、第１図に示す現像剤回収カ
ートリッジ２０に代えて、固定磁石体６を内蔵した前記
現像剤回収ロールと同表面構造の回収ロール３を備えて
いる。

この現像装置２Ａにおいても、現像スリーブ１１にはバ
イアス電源Ｖ＋　　（１５０Ｖ）が接続されており、回
収装Ｗ２Ｏ１の回収ロール３の導電体部３２には電源Ｖ
ｔ　　（＋１００Ｖ）が接続され、ロール３の誘電体部
３１には導電性帯電用ブラシ７を介して電源■３から（
−７００Ｖ）が印加されている。

この実施例においても、飛散する正規に帯電した正帯電
トナーは回収ロール３の誘電体部に付着し、負に帯電し
たキャリアおよび逆帯電トナーは導電体部３１に付着し
て回収される。

但し、磁性キャリアは回収ロール３の導電体部３１の電
位のみならず、固定磁石体６における感光体ドラムＰＣ
に対向したｎ４極の磁力によっても回収ロールへ付着す
る。従って、それだけ第１図実施例のものより、現像剤
回収が確実に行われる。

このように回収されたキャリアは、回収ロール３の回転
にしたがって固定磁石体６におけるＳ５極へ搬送される
。Ｓ、極のキャリアはその隣のＳ。

極と同極性のため、現像スリーブ１１中の固定磁石体１
２のＮ、極へジャンプして回収される。

本例では、Ｓ、極はＳ、極とＮ、極の中央部よりややＮ
、極よりの部分に対向して設定しである。

何故なら、Ｓ、極にてＳ、極を反発し、Ｓ、極で形成さ
れる磁気ブラシが回収ロール３へ接触しないようにする
ためであり、さらに、Ｓ、極からＮ、極へ磁力線を向か
わせて、Ｓ、極である程度溜められた現像剤をジャンプ
させるためである。また、Ｓ、極の現像剤が現像スリー
ブ１１に接触しないようにｓ、−Ｎ、の極間にて磁気ブ
ラシの穂高の低いところにＳ、極を対向させである。

本実施例では、キャリアがＳ、極に絶えず溜まっている
ため、回収ロール３上に回収されたトナーは、このキャ
リアによって掻き取られ、キャリアと一緒に現像スリー
ブ１１へ回収される。また、この掻き取られてから現像
スリーブ１１へ回収されるまでの間、トナーはキャリア
との撹拌を受けるため、帯電量が向上するという利点も
ある。

第９図は現像装置２Ｂに組み込んださらに他の実施例を
示しているが、この現像剤回収装置２０２のように、現
像スリーブ１１内の磁石体１２が回転する場合において
、現像剤回収ロール３内にも磁石体８を配置する場合に
は、該磁石体８はスリーブ１１中の回転磁石体１２の回
転にしたがって回転する。

この場合、回収ロール近傍の磁場が変化することになり
、磁石体固定の場合に比べ、キャリアの回収率が向上す
る。

なお、第９図において、現像側回収ロール３の誘電体部
に電荷を付与するチャージャ９には電源ｙ＋３にてプラ
ス電圧が印加され、回収ロール３には電源ｙ＋２にてマ
イナス電圧が印加される。

従って、この場合には、回収ロール３上の誘電体部３１
に負帯電キャリアおよび逆帯電トナーが回収され、ロー
ル３の導電体部３２に飛散している正帯電トナーが回収
される。チャージャ９は感光体ドラム上のトナー像を転
写材へ転写する前に、該トナーの帯電量を増加させて転
写を良好にするための転写前チャージャを兼ねている。

なお、第９図において１０は回収ロール３に当接する現
像剤掻き取りスクレーパであり、１００はスクレーパ１
０によって掻き取られた現像剤を後方へ送る回転部材で
ある。

以上説明した第１図および第８図に示す実施例では、回
収ロール３の誘電体部３１に正規に帯電した正帯電トナ
ーが、導電体部３２に逆帯電のトナーおよびキャリアが
吸着回収されるが、これはキャリアが導電体部３２に付
着すると、キャリアの電荷がリークするため、誘電体部
３１にキャリアが付着した場合よりも、回収ロール３上
からキャリアの剥離を容易に行えるからである。しかし
、誘電体部に逆帯電トナーおよびキャリアを、導電体部
に正規帯電のトナーの回収を行わせるようにしてもよい
。

また、前記何れの実施例の場合でも、回収ロール３の誘
電体部３１および導電体部３２に印加する電位によって
現像剤回収効率が変わるため、高温高湿時、トナー帯電
量が低下する傾向にあり、そのため、正規帯電の飛散ト
ナーが増加するので、温度センサや湿度センサと組み合
わせ、高温高湿時には電位を上げさせるようにする等の
方法を採ってもよい。但し、電位を上げすぎると、回収
ロールとトナーの付着力が増し、剥離しにくくなるので
、通常の環境下では、電位は低くしておく。

また、原稿のＢ／Ｗ比が斉ければトナー帯電量が低下す
るというように原稿画像のＢ／Ｗ比にょってもトナー帯
電量が変わるため、該Ｂ／Ｗ比に応じて誘電体部や導電
体部に印加する電圧を変化させるようにしてもよい。

本発明は前記実施例に限定されるものではなく他にも種
々の態様で実施できる。

例えば、現像剤回収ロールの導電体部には交番電源を接
続するようにしてもよい。さらに、導電体部は現像剤の
回収が可能であれば、接地して零電位としてもよい。

また、以上説明した実施例では、二成分現像剤を対象と
しているが、本発明は一成分現像剤にも適用可能である
し、磁性現像剤、非磁性現像剤を問わず適用できる。

〔発明の効果〕

本発明現像剤回収装置によると、正規帯電トナ、逆極性
に帯電しているトナー、キャリアのいずれをもそれらが
磁性であるか否かを問わず回収でき、しかも、高い回収
効率で、電気的短絡の恐れなく、長期にわたり安定して
回収することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を現像装置の一部と共に示す
断面図、第２図は現像剤回収ロールの正面図、第３図か
ら第６図はそれぞれ現像剤回収ロールにおける誘電体部
と導電体部の配置パターンの他の例を示す図、第７図は
現像剤回収ロールにおける誘電体部と導電体部における
電界の回り込み状態を示す部、第８図は本発明の他の実
施例を現像装置の一部と共に示す断面図、第９図は本発
明のさらに他の実施例へ現像装置の一部と共に示す断面
図、第１０図から第１２図はそれぞれ現像剤回収ロール
として考え得るが、不利であるものの例を示す図である
。 １．２Ａ、２Ｂ・・・現像装置 ２００．２０１．２０２・・・現像剤回収装置３・・・
現像剤回収ロール ３゛１・・・誘電体部 ３２・・・導電体部 ４・・・荷電付与チャージャ Ｖ、　、Ｖ！、Ｖ、・・・電源 ６・・・固定磁石体 ７・・・導電性ブラシ ８・・・回転磁石体 ９・・・荷電付与チャージャ ■ ■ ・・・電源

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）表面に誘電体部と導電体部を有する現像剤回収ロ
   ール、前記誘電体部に電荷を付与する手段および前記導
   電体部に前記電荷付与手段による前記誘電体部表面電位
   とは逆極性の電位を与える手段を備えていることを特徴
   とする現像剤回収装置。