JPS61196257A - 静電現像法 - 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、静電複写機等における現像法に係り。

特にトナーとキャリアとからなる２成分現像剤を用いる
現像法において、現像の繰返しによるトナーの減少分を
、上記現像剤と同じ混合比の現像剤を補給させる場合の
キャリアの過剰増加を排除する静電現像法に関する。

（従来の技術） 一般に静電記録装置における磁気発生手段を内蔵した円
筒状現像剤保持部材を利用する磁気ブラシ現像法には大
別して２つの方法がある。その１つはキャリアとトナー
を所定の割合で混合した現像剤を用いる２成分現像法で
ある。この２成分現像法において磁性体であるキャリア
は、トナーの穂立ち形成剤として、あるいは前記トナー
粒子との流動性の差を利用してトナーの凝集を防止させ
るための他、トナー粒子の摩擦帯電補助剤とじても添加
される。ところで現像に伴いトナーが消費されてゆくに
従い、トナー濃度制御装置を用いて減少するトナー分に
見合う量のトナーの補給が自動的に行なわれない限り、
トナーとキャリアの混合比率は大幅に変化してゆく。ま
た上記制御機構を備えているにしても、現像剤を長期使
用した後はキャリア表面にトナーが付着すること等によ
りキャリア性能の劣化を生ずる。従って従来の２成分現
像法は自動的なキャリア交換の手段がないために、一定
の現像画質水準を保障するためには、２成分現像剤は必
然的にある使用期間が定められることになる。そのため
、２成分現像剤を使用する複写機のメインテナンスは非
常に煩雑なものとなる。

なお、過剰もしくは損傷したキャリアは、従来は熟練者
がメインテナンスの際に一定容量の現像剤の重量を測定
してキャリア量の変動や現像剤の寿命を判断し、交換を
行っていた。

そこで近年は、第２の現像法としてキャリアを排しトナ
ーだけの現像剤を使用する１成分現像法が普及しつつあ
る。この方法によればトナー濃度制御機構は不要となり
、前記したキャリア劣化を生じないのでメインテナンス
の大幅な軽減が図れることとなる。

一成分現像剤にも導電性トナーと、電気的に絶縁性でト
ナー粒子内に磁性粉を含有させた磁性トナーとがある。

前者は現像剤保持部材（以下スリーブという）を接地し
感光体部材などの潜像保持体とスリーブ間での誘導帯電
を利用するものであり、後者はトナー同志または、トナ
ーとスリーブあるいはトナーの穂立ちを規制するために
スリー°　ブ近傍に付設されるブレードとの摩擦による
帯電を応用するものである。しかしながら１成分現像法
にも種々の問題が存在する。

まず２成分現像法との比較において、現像剤がキャリア
を欠いているためにトナーの搬送力、帯電の安定性にお
いて劣り、逆極性トナーの出現などの問題もある。また
ファンデルワールス力や湿度の影響を受はトナー粒子が
凝集を起し、この凝集した粒子がスリーブとブレードの
間で目詰りを起こすとブロッキング現象、所謂白抜けを
発生する。これを避けるため１成分現像剤に強磁性体粉
末を少量添加し２成分現像剤のキャリアの作用を担わせ
て、上記１成分現像の問題点を解決する方法が特開昭５
８−１４４８６５号または特開昭５８−１７２６６４号
の公報で示されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら上記の方法では、１成分現像剤に強磁性体
粒子を加えて２成分現像剤におけるキャリアの代役とし
ているので、この強磁性体粒子が劣化した場合には目的
とする効果が全くうすれ、本来の１成分現像剤の欠点が
露呈される結果となる６本発明は上記欠点を排除するも
のである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は２成分現像剤の従来のキャリア含有率（重量分
率にして鉄粉の場合９０％程度）を高くとも１０％の含
有率におさえ、トナー補給を全て前記の少量のキャリア
含有の２成分現像剤で行うものである。現像容器内のキ
ャリアの含有量は現像操作の繰返しによって増加してく
る。したがってキャリアを所定の含有率に維持するため
に、適切なトナーとキャリアの比の検出手段と、過剰と
なったキャリアを排除する手段を備えて現像を行うこと
により前記の問題点を解決できる。

すなわち１本発明はトナー補給に少量のキャリアを含む
現像剤を用い、このトナーとキャリア“の比の変動を知
る手段、この手段によって規定以上のキャリア比になっ
た場合に、前記感光体部材の潜像を消去し、その表面電
位を感光体部材の残留電位とする手段、および感光体部
材の残留電位に対して、キャリアを付着させるべく、上
記スリーブと感光体部材間のバイアス電圧を調整する手
段。

感光体部材表面に付着したキャリアを除去するためのク
リーニング手段を備えた構成を特徴とする。

（作　用） 本発明は、上記した構成によって、常に新規なキャリア
がトナーと同時に補給され、現像容器内のトナーとキャ
リア比を検知しつつ、キャリア濃度が設定値以上に高く
なれば、感光体表面電位をその感光体における残留電位
まで下げて、スリーブに印加しているバイアス電圧を調
整して、トナーによる現像の場合と逆の電界を感光体表
面とスリーブ間に与えて、キャリアを感光体表面に付着
させ、これを通常の感光体表面のクリーニング手段によ
って回収除去する。これによって、キャリアが常に補給
、除去されているためにキャリアの入れ換えが自動的に
行われ、キャリアの劣化が回避される。従って、２成分
現像法における長所を生かしなから１成分現像方式と同
じようにキャリアの交換という煩雑なメンテナンスを不
要とし。

所期の目的が達成される。

（実施例） 以下１本発明の一実施例を図面を用いて説明する。図は
一実施例として複写機の主要部を示し、１は感光体部材
で潜像の保持体であり、直径が９０１の５ｅ−Ｔｅの合
金製の感光体ドラムとして形成され、時計方向に所定の
周速度（２２０ｍ／５ｅｃ）で回転し、その表面はコロ
ナ帯電器２により、表面電位７５０Ｖの正極性に均等に
帯電される。次にこの感光体部材１は光学系３を通して
複写すべき原稿に従った露光を受け、表面に電荷によっ
て上記原稿の潜像が形成される。

一方、現像部では、磁気発生手段となる８極の磁気ロー
ル４を内蔵した、直径が３１ｍｍの円筒状の現像剤保持
部材、いわゆるスリーブ５の表面に、その表面の磁束密
度が８５０ガウスの磁気吸引力により、８ｗｔ％のキャ
リアと残部をトナーとする現像剤６が、ブラシ状に起立
した穂が形成されている。

なお、上記スリーブ５は反時計方向に１５Ｏｒｐｍ、磁
気ロール４は時計方向に１１００Ｏｒｐで回転している
。

上記トナーはアクリルスチレン系樹脂と酸化鉄粉、その
他力−ボンや電荷制御剤などを混練させ、粉砕分級して
形成したもので、その粒径は平均１２μ■であり、その
標準の鉄粉に対する帯電量は−１０，５ｐｃ／ｇ（東芝
、ブローオフ帯電量測定器（ＴＢ−２００）による）で
ある。

他方、キャリアは酸化鉄粉を主成分としアクリル系樹脂
と混練し分級したもので、平均粒径は２０μｍ、前述の
測定法による帯電量は＋３．３μｃ／ｇである。現像剤
６の穂立の高さは、ブレード７とスリーブ５の間隙によ
って規制されその間隙は０．４閣である。現像剤６はス
リーブ５の回転にともなって前記感光体部材１の表面を
摺擦することにより潜像に対し現像剤中のトナーが吸引
され付着し顕像化、すなわち現像が行なわれる。現像に
寄与しなかったトナーを含むキャリアとの混合現像剤６
は、スリーブ５の回転によって現像容器８内に回収され
、ここで一旦スクレーパ９によって、スリーブ５の表面
からかき取られ、ホッパ口１０より投入される新規補給
の現像剤と、撹拌羽根１１によって混合撹拌される。そ
して、再度磁気ロール４の磁場によって、スリーブ５の
表面に吸引され現像のために搬送される。撹拌羽根１１
の上部には、トナーとキャリアの混合割合によって、そ
の磁気特性が変化することに着目し、その変化分をコイ
ルのインダクタンス分の変化とする現像剤濃度センサ１
２が付設されている。この現像剤濃度センサ１２に含ま
れるコイルは、ＬＣ発振器（図示しない）の共振回路を
形成し、トナーとキャリアの混合比の変化は、発振周波
数の変化に置きかえられ、これをＦＭ検波することによ
って、混合比に対応する信号電圧を得る。この信号電圧
は、比較回路（図示せず）に印加され１０ｕｔ％の混合
比に和尚する基準（比較）電圧と比較されて、キャリア
比が上記１０ｗｔ％の混合比を超えた場合に、キャリア
オーバの信号を発生する。

顕像化した潜像つまりトナー像は、感光体部材１の回転
にともなって転写工程に移り、複写され・る用紙１３上
に、転写帯電器１４の働きによって転写される６上記過
程において感光体部材１の表面には、転写されずに幾ら
かのトナーが残存するため、これをゴム弾性体で作製し
たクリーニングブレード１５でかき取り廃トナー溜め１
６に回収する。クリーニングされた感光体部材１は、そ
の回転にともなって除電ランプ１７からの光除電を受け
て、残存していた潜像等が消去され、感光体部材１の表
面電位は、通常５０ｖ以下の残留電位に電位的に平滑化
される。なお、トナー像が転写された複写した用紙１３
は定着器（図示しない）によりトナー像が固着化され、
複写機外に排出される。

ここで、一般に上記感光体部材１の表面の残留電位に対
してトナーが付着する（通称かぶりという）ことを防止
するために、感光体部材１とスリーブ５の間には、電源
１８によってスリーブ側を正極性とした１００Ｖのバイ
アス電位が与えられている。

以上の動作により、複写の一工程を終えるが、本発明の
現像法によれば、前記したキャリアオーバの信号が発生
した場合、前記コロナ帯電器２および転写帯電器１４に
対する高圧印加を中止して、その動作を停止させるとと
もに、除電ランプ１７を点灯し、加えて電源１８を４０
０ｖに昇圧させる。この結果、感光体部材１の表面は残
留電位に保持され、他方スリーブ５の電圧が高くなるた
めに、通常の現像時の電界方向と逆方向の電界が形成さ
れ、トナーとは逆に帯電しているキャリアが感光体部材
１の表面に付着し、これをクリーニングブレード１５で
かき取って回収除去しトナー、キャリアの混合比を一定
に保つ動作を行うことになる。なお。

この動作は、キャリアの混合比が８％に下がるまで続け
られるが、この通常の設定値ｌＯ％から８％までの２％
の幅は前記比較回路のヒステリシスのために設定される
ものである。

次に、本実施例について具体的なデータを示す。

使用した複写機は第１図に示した各要部の配置によるも
のである。現像剤６は、現像容器内に当初２００ｇ投入
し、その後７％黒化率のＡ４版原稿を１枚複写する毎に
、４０Ｂの割合でホッパ口ｌＯから定量補給した。室温
２５℃にて１分間２５枚の割合でＡ４紙の複写を連続で
行ったところ、約２０００枚の複写をしたところで本発
明要部のキャリア除去機構が作動した。最大複写画像濃
度をＭａｃｂｅｔｈ　９１４反射反射計で測定したとこ
ろ、１．４０ないし１．４５の範囲を示し、３００００
枚までの複写を継続した結果、火路上記濃度を維持して
推移した。

以上の説明から明らかなように本発明によれば。

多くとも１０％のキャリアが常時交換されているために
、長期にわたり安定した複写画像を得ることが出来る。

なお、前述の実施例では現像剤がキャリアオーバになっ
た時、キャリア除去機構が作動するが長時間連続的に複
写を行っている場合、この機構が作動すると複写が中断
されるために、不具合が生ずる場合がある。これを避け
るために、キャリア比が１０％近傍となった場合に、複
写機のウオーミングアツプ時（複写機に電源を投入し、
定着器が一定の温度になるまでの時間；通常工ないし３
分間）を利用して、規定の値にキャリア比を調整するこ
とは効果がある。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように本発明は、現像剤濃度センサ
によって検知された過剰キャリアの自動的な除去及び回
収機能を有する現像法である。これらの機能によって多
くとも１０％のキャリアを含む現像剤を随時補給させて
も現像容器内のキャリア濃度は一定に維持することがで
きる。こうして２成分現像剤でありながらキャリアの劣
化への対策を考慮することなく、２成分現像剤としての
欠点であるメインテナンスの煩雑さを大幅に軽減し、１
成分系現像剤の搬送力、帯電安定性、凝集という問題を
全て解決することができる。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明の一実施例における複写機の要部構成断面
図である。 １・・・感光体部材、　２・・・コロナ帯電器、３・・
・光学系、４・・・磁気ロール、　５・・・スリーブ、
　６　・・・現像剤、　７・・・ブレード。 ８・・・現像容器、　９　・・・スクレーバ、１０・・
・ホッパ口、１１・・・撹拌羽根、１２・・・現像剤濃
度センサ、１３・・・用紙、１４・・・転写帯電器、１
５・・・クリーニングブレード、１６・・・廃トナー溜
め、１７・・・除電ランプ、１８・・・電源。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 磁気発生手段を内蔵した現像剤を保持する円筒状のスリ
   ーブを用い、トナーとキャリアからなる２成分現像剤を
   使用し、感光体部材上の潜像を顕像する磁気ブラシによ
   る静電現像法において、上記現像剤を多くとも１０重量
   ％のキャリアと残部をトナーにより構成し、現像操作の
   繰返しによる現像剤中のトナーの減少分を、トナーとキ
   ャリアの構成比を上記と同じにした現像剤を用いて補給
   させ、かつ、その補給の繰返しによるキャリアの設定値
   以上になる過剰増加を、現像剤中のトナーとキャリア比
   の検出手段を用いて検出させ、その検出出力により上記
   感光体部材の潜像を消去させるとともに、その表面電位
   を残留電位に降下させ、さらにこの感光部材と上記スリ
   ーブ間のバイアス電圧を調整して、前記残留電位に保た
   れている感光体部材にキャリアを付着させて、この付着
   したキャリアを除去、回収するようにすることを特徴と
   する静電現像方法。