JP2003255663A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 飛散磁性トナーによる機内汚れ防止。 【解決手段】 磁性一成分固定現像器と２成分ロータリ
ー現像器。感光体近傍で、２成分現像器の回転外周に沿
って、飛散トナー捕集板を設け、捕集板の裏側に２成分
現像スリーブがくるように固定し、マグネットの磁力を
利用して、捕集板に飛散磁性トナーを捕集する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は複写機やプリンタな
どの画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の電子写真方式の画像形成装置、そ
の中でも特に有彩色の画像形成を行う画像形成装置にお
いて、非磁性トナーと磁性キャリアを混合して現像剤と
して使用する２成分現像方式が広く利用されている。２
成分現像方式は現在提案されている他の現像方式に比較
して、画質の安定性、装置の耐久性などの長所を備えて
いる一方、長期の耐久による現像剤の劣化、特にキャリ
アの劣化が不可避であるため現像剤の交換が必要であ
る。

【０００３】一方、磁性トナーを用いた１成分ジャンピ
ング現像方式は、キャリアを使用しないため、現像剤中
のトナー濃度制御が必要なく、又、キャリアの劣化とい
う問題もないので現像剤の交換が必要なく、長期に亙っ
て安定した画像を得ることができる。反面、磁性体を混
合するためカラートナーとしての使用が難しいという問
題がある。

【０００４】そのため、上記２つの現像方式の利点を合
わせもつものとして、ブラックは１成分ジャンピング現
像方式、カラーは２成分現像方式を用いる画像形成装置
が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た画像形成装置では以下に述べるような問題があった。
一般的にこの方式の構成は、磁性トナーを収容した固定
式の現像装置に対して、感光体の回転方向下流側に２成
分現像剤を収容した、回転切り替え方式の複数の現像装
置が配置され、またその下流側には、ポスト帯電器や転
写ローラーがあり、更にその近傍を転写材が搬送される
経路等が配置されている。この構成においては、上流側
の固定現像器から飛散してきた磁性トナーが、２成分現
像器やポスト帯電器や転写ローラー、転写材に付着し、
画像不良の原因になる場合があった。

【０００６】この問題を防ぐために、固定現像器の下流
側に電圧を印加した飛散トナー捕集ローラーやエアーダ
クトを配置するという方法があるが、この場合、コスト
ＵＰや装置構成が大きくなる等の問題があった。また、
簡易な構成として、飛散トナー捕集板を固定現像器の下
流側に配置する方法があるが、それ自体は磁性トナーを
引き付ける力が働かないため、十分な捕集能力がないと
いう欠点があった。また、捕集板を磁石にする方法もあ
るが、近傍にある現像スリーブのマグネットの磁気力に
影響を与えてしまうという問題があった。

【０００７】そこで、本発明の目的は、１成分現像方式
と、２成分現像方式を用いたカラー画像形成装置におけ
る画質安定化を、簡易な公正で実現し提供することであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】（手 段）上記の目的
は、以下に述べるような画像形成装置によって達成され
る。

【０００９】本発明の第１は、電子写真方式を用いた画
像形成装置に用いられ、感光体上の静電潜像を現像する
ための、トナ−とキャリアからなる２成分現像剤を収容
した、回転切り替え方式の複数の２成分現像装置と、前
記２成分現像装置の感光体回転方向上流側に、磁性トナ
ーを収容した１成分現像装置を有する画像形成装置にお
いて、前記１成分現像装置の感光体回転方向下流側の前
記感光体近傍に、前記１成分現像装置からの飛散磁性ト
ナー捕集板を、前記２成分現像装置の回転外周に沿うよ
うに配置し、前記１成分現像装置を使用した画像形成動
作を行っている時、前記２成分現像装置のひとつを、前
記飛散磁性トナー捕集板近傍の１成分現像装置と反対側
に移動して固定し、前記１成分現像器からの飛散トナー
を、前記２成分現像装置の現像剤担持体内のマグネット
の磁気力によって、前記飛散磁性トナー捕集板の前記１
成分現像器側に引き付けることによって捕集することを
特徴とする画像形成装置。

【００１０】本発明の第２は、前記飛散磁性トナー捕集
板には、捕集した飛散トナーを蓄積する部材がついてい
ることを特徴とする画像形成装置。

【００１１】本発明の第３は、前記飛散磁性トナー捕集
板で捕集した飛散トナーを、前記２成分現像器の回転
と、前記２成分現像スリーブ内のマグネットの磁気力を
利用して、前記飛散磁性トナー捕集板上を移動させるこ
とを特徴とする画像形成装置。

【００１２】（作 用）上記構成により、１成分現像装
置から飛散した磁性トナーは、捕集板の裏側にある２成
分現像スリーブのマグネットの磁気力によって捕集板表
面にひきつけられるので、十分な捕集能力を得ることが
できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】（第１の実施例）図１、図２を参
照して本発明の第１実施形態に係る電子写真画像形成装
置について説明する。尚、図１は電子写真画像形成装置
の全体模式説明図であり、図２は現像手段の構成模式説
明図である。

【００１４】本実施形態に係る電子写真画像形成装置
は、図１に示すように、円筒状の基体上に有機感光体で
できた感光層を形成した電子写真感光体である感光体ド
ラム１が図１の矢印Ａ方向に所定の周速度をもって回転
可能に取り付けられている。尚、本実施形態では外径５
０ｍｍのアルミ製シリンダー状に有機感光材料による感
光層を形成し、更にトナーの離型性を向上させ、感光層
の削れ防止のための表面保護層を設けている。

【００１５】前記感光体ドラム１は帯電手段であるロー
ラ帯電器２によりその周面が所定の極性・電位に帯電さ
れる。そしてその帯電面に、露光手段３から出力され
る、図示しない画像読み取り装置やパーソナルコンピュ
ータ等の画像信号発生装置等からプリントインターフェ
ースを介して入力された画像情報の画素信号に対応して
変調（オン／オフ変換）されたレーザー光４による走査
露光がなされることで、画像情報の静電潜像が形成され
る。５はレーザー光反射ミラーであり、露光手段３から
の出力レーザー光４を感光体ドラム１に対して偏向す
る。

【００１６】６は現像手段であり、イエロー現像器６
Ｙ、マゼンタ現像器６Ｍ、シアン現像器６Ｃの切り替え
式の回転現像手段６ａと、黒用のブラック現像器６Ｂを
有する固定現像手段６ｂから構成されている。イエロー
現像器６Ｙ、マゼンタ現像器６Ｍ、シアン現像器６Ｃに
は、非磁性トナー（−極性）と磁性キャリアからなる２
成分現像剤が収容されており、その混合比は重量比でお
およそ１：９程度であり、不図示の補給経路から、トナ
ーが消費された量だけ補給される。ブラック現像器６Ｂ
には、磁性トナー（−極性）が収容されている。

【００１７】前記回転現像手段６ａは、回転支持装置６
ｃによって図１の矢印Ｂ方向へ回転可能に支持され、前
述したカラー現像器６Ｙ，６Ｍ，６Ｃが順次感光体ドラ
ム１に対向して各色トナーによる現像が行われるように
なっている。

【００１８】一方、固定現像手段６ｂは消費量の多いブ
ラックトナーを収納した現像器を有するものであり、装
置本体に着脱可能に構成されている。この固定現像手段
６ｂは装置本体７に装着された状態では、図２に示すよ
うに、回転可能なトナー担持体である現像スリーブ６ｂ
１が感光体ドラム１と微少間隙（本実施形態では５０μ
ｍ〜５００μｍ）をもって保持され、現像スリーブ６ｂ
１に担持されているトナーを感光体ドラム１に向けて供
給するための現像領域が形成されている。

【００１９】更に、トナー容器６ｂ２内にはトナーを前
記現像スリーブ６ｂ１側へ送り出す送り手段６ｂ３が設
けられており、この送り手段６ｂ３によって送り出され
たトナーを現像スリーブ６ｂ１に供給するための供給ロ
ーラ６ｂ４が収容されている。この供給ローラ６ｂ４は
現像スリーブ６ｂ１への安定供給、均一なトナー塗布を
達成するために、ポリウレタン、シリコーン等のゴム発
泡材質が好ましく用いられる。更には前記供給ローラ６
ｂ４を現像スリーブ６ｂ１に当接させると共に、周速差
をもたせながら図２の矢印Ｃ方向へ回転させることが好
ましい。

【００２０】また、現像スリーブ６ｂ１の上方には、現
像スリーブ６ｂ１に担持されているトナーの層厚を規制
する規制部材としての現像ブレード６ｂ５が設けられ、
且つ現像スリーブ６ｂ１の下方にはトナー容器６ｂ２の
下部から外部へのトナーの吹き出しを防止するための吹
出防止シート６ｂ６が設けられている。

【００２１】上記現像手段の構成において、感光体ドラ
ム１の表面がローラ帯電器２によって帯電される。次
に、第１色目（例えばイエロー）の画像データに応じて
ＯＮ／ＯＦＦ制御された露光手段３による露光走査がな
され、第１色目の静電潜像が感光体ドラム１に形成され
る。この第１色目の静電潜像は第１色目のイエロー剤を
内包したイエロー現像器６Ｙによって現像、可視像化さ
れる。そして、この可視像化された第１のトナー像は、
感光体ドラム１に所定の押圧力を持って圧接され、感光
体ドラム１の周速度と略等速の速度（本実施形態にあっ
ては１００ｍｍ／ｓ）をもって矢印Ｄ方向へ回転駆動さ
れる中間転写体ドラム８とのニップ部において、該中間
転写体ドラム８表面に転写される。

【００２２】尚、本実施形態では前記中間転写体ドラム
８として、アルミ製シリンダー上に、ＮＢＲゴム等から
なる導電弾性層の表面に、カーボン、フッ素樹脂等を分
散したウレタン樹脂からなる離型性を有する表層を形成
し、抵抗値を約１０⁵〜１０^{1 0}Ω．ｃｍとし、外径１５
３ｍｍのものを使用している。

【００２３】前記中間転写体ドラム８への転写の際、該
ドラム８に対しては、トナーの帯電極性（−）とは逆極
性で、予め設定された電圧が印加される。この転写の際
に中間転写体ドラム８に転写されずに感光体ドラム１上
に残ったトナーは、感光体ドラム１に圧接されたクリー
ニング手段９であるクリーニングブレード９ａにより掻
き取られ、廃トナー容器９ｂに回収される。

【００２４】そして、上記転写工程を他のトナー（マゼ
ンタ、シアン、ブラック）についても同様に繰り返し、
その都度各々の現像器に内包された色の異なるトナーに
よるトナー像を中間転写体ドラム８に順次転写、積層す
ることによりカラー画像が合成形成される。

【００２５】９は中間転写体ドラム８に対するトナー像
転写後の感光体ドラム１の面を清掃するクリーニング手
段であり、クリーニングブレード９ａを感光体ドラム１
面に当接させ、該ドラム１面に残留したトナーを掻き取
るものである。

【００２６】また、図１において、１０は中間転写体ド
ラム８から転写材Ｐに転写されずに残ったトナーを中間
転写体ドラム８から除去するためのクリーナーである。

【００２７】前記中間転写体ドラム８に対して、給送カ
セット１１から被記録材としての転写材Ｐが給送ローラ
１２ａ及び搬送ローラ１２ｂにより一枚ずつ給送され、
転写ローラ１３へ転写材Ｐの背面からトナーと逆極性の
電圧を印加することによって転写材Ｐに対して中間転写
体ドラム８側のフルカラートナー像が転写形成される。

【００２８】そして、前記フルカラートナー像の転写を
受けた転写材Ｐは中間転写体ドラム８から分離されて定
着手段１４へ導入され、トナー像の加熱定着を受けて排
出トレー１５へ排出されるように構成されている。

【００２９】次に図３を用いて、本実施例の特徴であ
る、固定現像器６ｂでの現像動作中の２成分現像器と飛
散磁性トナー捕集板の位置と飛散磁性トナーの挙動につ
いて説明する。飛散トナー捕集板２０は、固定現像器６
ｂのドラム回転方向下流側にあって、感光ドラム１に近
接する位置に、回転現像手段６ａの回転外周に沿って、
感光ドラム１と２成分現像器に接触しないように配置し
ている。

【００３０】本実施例においては、飛散トナー捕集板２
０は厚さ約１．０ｍｍの非磁性のＳＵＳ板を使用してい
るが、材質／形状等はこれに限ったものではなく、現像
スリーブ６ｍ１内のマグネットの磁力や固定現像器との
距離によって、適宜樹脂や磁性材料にするのも可能であ
る。現像スリーブ６ｍ１の位置が、飛散磁性トナーを捕
集板２０に引き付けるのに最適な位置になるように、２
成分現像器６ｍが飛散磁性トナー捕集板２０の近傍に固
定配置されている。

【００３１】上記構成において、固定現像器６ｂから飛
散した磁性トナーは、現像スリーブ６ｍ１内のマグネッ
トの磁気力によって、捕集板２０側に引き寄せられ捕集
板２０の表面に付着して捕集される。捕集された飛散ト
ナーは、その後現像器６ｍが回転して捕集板近傍から離
れても、鏡影力やその他の付着力によって捕集板から離
れることなく付着している。このように、本実施例によ
れば、簡易な構成で飛散トナーを捕集でき、画質の安定
化を達成可能となる。

【００３２】（第２の実施例）実施例１の構成では、固
定現像器からの飛散トナー量はごく僅かとはいえ、長期
の画像形成動作を行うと、次第に飛散トナー捕集板に飛
散トナーが蓄積してしまう。その結果、最終的には捕集
板に飛散トナーを保持しきれなくなり、捕集板から飛散
トナーがこぼれ落ちて、下側にある２成分現像器や中間
転写ドラム、転写材等を汚す恐れがあった。

【００３３】本実施例は、実施例１の構成に加えて、捕
集した飛散トナーを蓄積部材をつけたものである。図４
からわかるように、捕集板２０で保持できなくなった飛
散トナーは、下側にある飛散トナー蓄積部材２０ａに蓄
積する。この構成によって、飛散トナーが捕集板から下
側へこぼれ落ちることはなくなり、上述した問題が発生
することがなくなる。

【００３４】（第３の実施例）実施例２の構成では、通
常の長期耐久においては上述した問題は起こらないが、
例えば高温多湿の環境下で、磁性トナーのトリボが低い
ために飛散量が増加してしまった場合などは、飛散トナ
ー蓄積部材の容量では足りなくなり、最終的に飛散トナ
ーがこぼれ落ちてしまう場合がある。飛散トナー蓄積部
材の容量を大きくする方法もあるが、固定現像器と感光
ドラムと回転手段との間の空間は狭いため限界があっ
た。

【００３５】本実施例は図５で示すように、飛散トナー
捕集板２０を回転手段の回転方向に沿って伸ばし、感光
ドラム１と反対側の余裕のある空間に第二の飛散トナー
蓄積部材２０ｂを設け、回転手段６ａによる２成分現像
器６ｍの回転と現像スリーブ６ｍ１内のマグネットの磁
気力を利用して、捕集板２０に付着したトナーを第二の
蓄積部材２０ｂまで搬送して蓄積するようにした。

【００３６】上記構成とすることで、飛散磁性トナーが
捕集部材２０ａからこぼれ落ちることがなく、大部分の
飛散トナーは、第二捕集部材２０ｂに蓄積され、上述し
た問題の発生をなくすことができる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
電子写真方式を用いた画像形成装置に用いられ、感光体
上の静電潜像を現像するための、トナ−とキャリアから
なる２成分現像剤を収容した、回転切り替え方式の複数
の２成分現像装置と、前記２成分現像装置の感光体回転
方向上流側に、磁性トナーを収容した１成分現像装置を
有する画像形成装置において、前記１成分現像装置の感
光体回転方向下流側の前記感光体近傍に、前記１成分現
像装置からの飛散磁性トナー捕集板を、前記２成分現像
装置の回転外周近傍に沿うように配置し、前記１成分現
像装置を使用した画像形成動作を行っている時、前記２
成分現像装置のひとつを、前記飛散磁性トナー捕集板近
傍の１成分現像装置と反対側に移動して固定し、前記１
成分現像器からの飛散トナーを、前記２成分現像装置の
現像剤担持体内のマグネットの磁気力によって、前記飛
散磁性トナー捕集板の前記１成分現像器側に引き付ける
ことによって捕集することを特徴とする画像形成装置。
とすることで、１成分現像方式と、２成分現像方式を用
いたカラー画像形成装置における画質安定化を、簡易な
公正で実現し提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施例を説明する図。

【図２】 本発明の第１実施例を説明する図。

【図３】 本発明の第１実施例を説明する図。

【図４】 本発明の第２実施例を説明する図。

【図５】 本発明の第３実施例を説明する図。

【符号の簡単な説明】

１．感光体 ２．帯電器 ６ａ．回転現像器 ６ｂ．固定現像器 ８．中間転写体 ９．クリーニング装置 ２０．飛散トナー捕集板 ２０ａ．飛散トナー蓄積部材 ２０ｂ．第二飛散トナー蓄積部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石田 祐介 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 2H030 AA04 BB23 BB24 BB28 BB63 2H077 BA10 CA11 CA15 EA03 EA13 EA24 GA04 GA13

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電子写真方式を用いた画像形成装置に用い
   られ、感光体上の静電潜像を現像するための、トナ−と
   キャリアからなる２成分現像剤を収容した、回転切り替
   え方式の複数の２成分現像装置と、前記２成分現像装置
   の感光体回転方向上流側に、磁性トナーを収容した１成
   分現像装置を有する画像形成装置において、 前記１成分現像装置の感光体回転方向下流側の前記感光
   体近傍に、前記１成分現像装置からの飛散磁性トナー捕
   集板を、前記２成分現像装置の回転外周近傍に沿うよう
   に配置し、 前記１成分現像装置を使用した画像形成動作を行ってい
   る時、前記２成分現像装置のひとつを、前記飛散磁性ト
   ナー捕集板近傍の１成分現像装置と反対側に移動して固
   定し、前記１成分現像器からの飛散トナーを、前記２成
   分現像装置の現像剤担持体内のマグネットの磁気力によ
   って、前記飛散磁性トナー捕集板の前記１成分現像器側
   に引き付けることによって捕集することを特徴とする画
   像形成装置。
2. 【請求項２】前記飛散磁性トナー捕集板には、捕集した
   飛散トナーを蓄積する部材がついていることを特徴とす
   る請求項１記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】前記飛散磁性トナー捕集板で捕集した飛散
   トナーを、前記２成分現像器の回転と、前記２成分現像
   スリーブ内のマグネットの磁気力を利用して、前記飛散
   磁性トナー捕集板上を移動させることを特徴とする請求
   項１又は２記載の画像形成装置。