JP2500911B2

JP2500911B2 - 電子写真装置

Info

Publication number: JP2500911B2
Application number: JP5161066A
Authority: JP
Inventors: 肇山本; 浩寺田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-06-30
Filing date: 1993-06-30
Publication date: 1996-05-29
Anticipated expiration: 2011-05-29
Also published as: JPH06161272A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリンタやファクシミ
リ等に応用できる電子写真装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来からの電子写真現像法としては、カ
スケード現像法、タッチダウン現像法、ジャンピング現
像法などがある。そのなかで、感光体に直接現像剤を振
りかける現像法として米国特許３１０５７７０に示され
るカスケード現像法が知られている。カスケード現像法
は、電子写真法初の実用複写機に用いられた現像法であ
る。

【０００３】また、現像ローラに交流バイアス印加し１
成分トナーを飛翔させ現像する方法として米国特許３８
６６５７４がある。この発明では現像ローラに印加する
交流バイアスはトナーの動きを活性化する目的に用いら
れ、トナーは画像部には飛翔到達し、非画像部では途中
で舞い戻ると説明されている。

【０００４】さらに、この交流バイアスを印加する技術
を改良したものとして、特公昭６３−４２２５６号公報
に示されるジャンピング現像法がある。このジャンピン
グ現像法はトナーをトナー担持体に担持させ現像部にま
で運び、そこで交流バイアスにより感光体の画像部にト
ナーを付着させる現像法である。この特公昭６３−４２
２５６号公報の技術思想は、画像部および非画像部にお
いてトナーが往復運動するという点で前述の米国特許３
８６６５７４と異なるものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】当技術分野ではよく知
られていることであるが、カスケード現像法は、ベタ画
像の再現を苦手としていた。また、装置が大型複雑化す
るという問題点を有していた。さらに、米国特許３８６
６５７４の現像器は、装置に高い精度が要求され複雑で
コストが高いという欠点を有していた。ジャンピング現
像法はトナー層を担持したトナー担持体により感光体を
現像するために、高画質を得るには、トナー担持体上に
極めて均一な薄層を形成することが不可欠であった。ま
た、この方法ではしばしばトナー担持体上のトナー薄層
に前画像の履歴が残り画像に残像が現われる、いわゆる
スリーブゴースト現象が発生した。さらに装置が複雑で
コストが高いという欠点もある。

【０００６】本発明の目的は上記問題点に鑑み、構成が
簡単でしかも高画質の電子写真装置を提供することにあ
る。また高速プロセスに対応できる優れた電子写真装置
を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明は、磁性トナーを保持したトナーホッパ
と、静電潜像を形成した静電潜像保持体と、前記静電潜
像保持体の内部に設置され、前記トナーホッパの対向部
に位置する前記静電潜像保持体表面に前記磁性トナーを
磁気的に吸引付着し、静電潜像保持体表面における最大
磁束密度が３００ガウス以上である固定磁石と、前記静
電潜像保持体と間隙を介して設置され、交流電圧を印加
され、かつ回転するトナー回収電極ローラとを有する電
子写真装置である。

【０００８】また、本発明は、磁性トナーを保持したト
ナーホッパと、静電潜像を形成した静電潜像保持体ドラ
ムと、前記静電潜像保持体ドラムの内部に設置され、前
記トナーホッパの対向部に位置する前記静電潜像保持体
ドラム表面に前記磁性トナーを磁気的に吸引付着し、か
つ前記静電潜像保持体ドラムの回転軸と同軸に固定され
た固定磁石と、前記静電潜像保持体ドラムと間隙を介し
て設置され、交流電圧を印加され、かつ回転するトナー
回収電極ローラとを有する電子写真装置である。

【０００９】

【作用】本発明は、回転しない固定磁石を内包する静電
潜像保持体を用い、静電潜像を形成した静電潜像保持体
にトナーを振りかけ磁気的に付着させ、トナー回収電極
ローラ部まで担持搬送し、トナー回収電極ローラに交流
バイアスを印加し、静電潜像保持体の非画像部トナーを
静電力と磁力によって除去する構成である。すなわち、
本発明はカスケード現像法に、静電潜像保持体内部に回
転しない磁石を設置、電極に交流電圧印加、という２点
の改良を加え、より小型化・高性能化したものである。
本発明では、最初にトナーが静電潜像保持体に振りかけ
られたときに現像はほとんど終了している。トナー回収
電極ローラ部はトナーをトナーホッパ内で循環させると
同時に、静電潜像の非画像部のトナーを回収している。

【００１０】本発明の技術思想を図１を用いて説明す
る。１は静電潜像の形成された静電潜像保持体、２はト
ナー、３は現像電極、４は磁石、５は電源である。従来
法では、（ｂ）に示すように静電潜像保持体の画像部に
トナーを付着させて、（ｃ）のトナー像を得ていた。一
方、本発明では、（ｄ）に示すように一度静電潜像保持
体の全面に磁力で磁性トナーを付着させ、その後（ｅ）
に示すように磁力と静電力で非画像部からトナーをとる
構成である。すなわち、従来例は、「画像部にトナーを
付着させる現像法」であり、本願発明は「不必要な非画
像部のトナーをはぎ取る現像法」といえる。

【００１１】このような技術思想の違いから、本発明の
トナー回収電極ローラと、従来法、例えば特公昭６３−
４２２５６号公報の現像ローラとは次のような構成の違
いが生じる。（１）トナーをトナーホッパから現像部まで担持し運ぶ
のは静電潜像保持体である。（２）従来例の現像ローラは常にトナー層を担持した面
が静電潜像保持体に対向する。一方、本発明のトナー回
収電極ローラは常に裸の面が静電潜像保持体に対向す
る。（３）従来例では現像ローラと静電潜像保持体が同速同
方向に移動する。しかし本願発明ではトナー回収電極ロ
ーラは逆方向回転である。

【００１２】すなわち本願発明では、静電潜像保持体が
トナーをトナーホッパから現像部まで運び、裸のトナー
回収電極ローラに回収されたトナーは、逆方向回転によ
り直ちに現像部から除去される構成である。

【００１３】このような構成の違いから、次のような作
用効果の違いが生じる。特公昭６３−４２２５６号公報
のように静電潜像保持体とローラが同速同方向に移動す
るのであれば、往復運動により静電潜像保持体画像部か
らローラに戻ったトナーは再びもとの画像部に戻ること
ができる。しかし、本発明の如くローラが逆方向回転で
は、トナーが一旦ローラ側に移動すると、次に対向する
静電潜像保持体面は元の静電潜像保持体面とは異なるた
め、トナーは再び同一箇所に戻ることはできない。すな
わち、本発明のように逆方向回転では、画像部での往復
運動が起こると仮定すると、トナーによる顕画像は原理
的に得られないことになる。したがって、本願発明にお
けるトナー回収電極ローラに印加する交流電圧の効果
は、特公昭６３−４２２５６号公報に示される「トナー
の往復運動」ではなく、米国特許３８６６５７４に示さ
れる「トナー運動の活性化」に近いものと推測される。
ここで、本発明ではトナー回収電極ローラの裸面でトナ
ーを回収するために、従来問題であったトナー層厚の不
均一さに起因するスリーブゴースト現象が発生しないと
いう新たな効果も生まれる。

【００１４】さらにまた本願発明では通常現像ローラに
用いられるトナー量規制ブレードが無い。これはトナー
回収電極ローラにトナー層を担持させない構成により不
要になった。静電潜像保持体とトナー回収電極ローラと
を逆方向回転させることにより、トナーが現像ニップ部
につまることはなく、静電潜像保持体からトナー回収電
極ローラへとスムーズに移し渡される。このトナー量規
制ブレードがないため、装置を低コストにできる。ま
た、トナーの搬送移動を静電潜像保持体の回転移動と兼
用できるために、現像器の構成が簡略化でき、装置全体
も小型化できる。

【００１５】本願発明の作用を図２を用いてさらに詳細
に説明する。図２は後述する図８の現像部の拡大図であ
る。図２では、６は表面に静電潜像が形成された静電潜
像保持体、７はトナーホッパ中の磁性トナー、８は静電
潜像保持体６に内包された磁石、９は固定の磁石８によ
って形成された磁性トナー７の穂、１０はトナー回収電
極ローラである。静電潜像を形成された静電潜像保持体
６は、磁石８によって磁性トナー７を磁気的に吸引する
ことによって、トナー７を矢印Ａの方向に搬送すると同
時にトナーの穂９を形成する。トナーの穂９は静電潜像
保持体６とトナー回収電極ローラ１０の間に安定したト
ナー層を形成するだけでなく、静電潜像保持体６とトナ
ー回収電極ローラ１０との間の隙間からトナーが下にこ
ぼれ落ちるのも防いでいる。トナー回収電極ローラ１０
に静電的に吸着したトナー７はトナー回収電極ローラ１
０の回転力によって矢印Ｂの方向に搬送される。このよ
うに、本発明の構成にすると、各構成要素が従来分割さ
れていたいくつかの役割を兼用できるため、現像機の構
成が簡略化できることとなる。

【００１６】さらに改良された本発明の装置により高画
質が得られる理由を、図３を用いて説明する。図３で
は、１１は表面に静電潜像が形成された静電潜像保持
体、１２は静電潜像保持体１１に内包された固定された
回転しない磁石、１３は現像領域内で運動する帯電した
トナー、１４はトナー回収電極ローラ、１５は磁石１２
と反対極性の回転しない固定の磁石、１６はトナー回収
電極ローラ１７に高電圧を印加する交流高圧電源、１７
は静電潜像保持体１１とトナー回収電極ローラ１４間に
発生する電気力線、１８は磁石１２と磁石１５との間に
発生する磁力線である。図３により本発明で現像時のト
ナーに働く力を説明する。通常２枚の電極の間に、帯電
したトナー粒子を投入し交流電圧を印加すると、帯電し
たトナー粒子は交番電界の変化に従って電極間を往復運
動する。ここで、本発明では、バイアス電圧により発生
する電界と磁極により発生する磁界とが現像間隙内で交
差する。このため帯電したトナー粒子１３が電気力線１
７に沿って動くときには、現像領域内で磁力線１８を横
切ることになり、いわゆる「フレミングの左手則」に従
って帯電トナー粒子１３は静電潜像保持体１１とトナー
回収電極ローラ１４間で運動するだけでなく、紙面前後
方向にも振動し始める。このような現像領域内での激し
いトナーの運動によって、静電潜像保持体上の静電潜像
は極めて忠実に現像され高画質が得られることとなる。

【００１７】さらに、本発明では、トナー回収電極ロー
ラの移動方向を静電潜像保持体の進行方向と逆方向にし
たために、裸のトナー回収電極ローラが静電潜像保持体
上のトナーを精密に取り去ることができる。その結果、
（１）現像方向のむらが発生せず、（２）横線の解像度
が高く、（３）しかも十分な画像濃度が得られることと
なった。

【００１８】また本発明では、従来の磁気ブラシ現像法
に比べてトナーが静電潜像保持体表面の静電潜像と接触
する時間が長いため、現像効率が極めて高く高速適応性
に優れることは容易に理解できる。

【００１９】本発明に用いる帯電装置としては、一般に
用いられるコロナ帯電器、さらにはグリッド電極を有す
るスコロトロン帯電器が用いられる。また、弾性ゴム材
料等で構成されたローラ帯電器、導電性のファーブラシ
帯電器等の通常電子写真装置に用いられる帯電装置であ
ればいかなる種類のものであってもよい。

【００２０】本発明は、磁石を内包する静電潜像保持体
を用いる。この磁石は回転せず静電潜像保持体のみが回
転する。このとき、磁石と静電潜像保持体を同軸に支え
ると、静電潜像保持体を駆動する機構が簡略化でき、し
かも磁極位置の調整が容易にできるという利点がある。
本発明に用いる静電潜像保持体内部磁石の最大磁束密度
は、静電潜像保持体表面において３００ガウス以上が必
要で、望ましくは５００〜１２００ガウスである。３０
０ガウス未満になると磁力の効果がうすれ、画像の均一
性がなくなったり、トナー回収電極ローラとの間でトナ
ーがつまりやすくなる。さらに、トナーの搬送性の向上
と、現像時のトナーの運動性を向上させるためには、静
電潜像保持体内部の磁石の磁極位置を、静電潜像保持体
とトナー回収電極ローラとの最近接位置あるいはそれよ
りも上流側の位置に設定することが好ましい。この角度
θは０゜〜３０゜の範囲が良い。なお、この磁極角度の
範囲は、感光体ドラムの直径が３０ｍｍの場合を想定し
たものであって、例えば感光体の径が大きな場合には、
この値が小さくなるのは当然のことである。

【００２１】本発明に使用する静電潜像保持体には、酸
化亜鉛、セレン、硫化カドミウム、アモルファスシリコ
ン、さらにフタロシアニンやアゾ顔料を用いた有機感光
体等を用いることができる。また通常の静電記録紙等で
あっても良いことは言うまでもない。なお静電潜像保持
体の表面は、トナー層の形成を促進するためにサンドブ
ラスト等で粗面化してもよい。

【００２２】本発明には、静電潜像保持体表面に対し開
口部を有するトナーホッパを用いる。トナーはトナーホ
ッパから直接静電潜像保持体に接触する構成であり、ト
ナーは帯電しているか否かに関わらず静電潜像保持体に
磁気的に吸着される。このトナーホッパの静電潜像保持
体に対向する開口部の静電潜像保持体移動方向の幅は５
ｍｍ以上必要で、望ましくは１０〜１５ｍｍである。こ
の幅を５ｍｍ以下にすると極端に画像濃度が低くなっ
た。

【００２３】本発明に用いる磁性トナーは絶縁性１成分
トナーが好ましい。１成分トナーを用いると装置構成が
簡略化できる。本発明に用いる１成分トナーは、マグネ
タイトやフェライトの粉末を帯電制御剤と共にスチレン
樹脂やアクリル樹脂などのバインダ樹脂に分散し粉砕後
分級したものである。このトナーは噴霧乾燥によって得
られる粉体でも良いし、またパール重合法等で化学的に
得られる粉体であっても良い。用いるトナーの平均粒径
は１５μｍ以下が望ましいが、１２μｍ以下にするとさ
らにシャープな画像が得られる。

【００２４】この電子写真方法では、一度静電潜像保持
体の全面にトナーを付着させ、後にトナー回収電極ロー
ラにより非画像部のトナーを除去する構成である。この
方法では、トナーの流動性が悪いと、非画像部のトナー
が静電潜像保持体に強く付着し除去できず、地かぶりと
なって画像を劣化させることがわかった。このトナーの
表面にシリカ微粒子を外添すると、トナーの流動性が良
くなり、静電潜像保持体への非静電的付着力が小さくな
り、地かぶりがなくなる効果があった。このとき、シリ
カ粒子は流動性の向上に寄与するのみでなく、トナーの
帯電にも寄与していることがわかった。この電子写真方
法では、１成分トナーの場合ではトナーを帯電させる帯
電部材を特に設ける必要はなく、トナーにシリカ粒子を
加えておけば、トナーが帯電した静電潜像保持体と接触
した時に、電荷を静電潜像保持体側からトナー側に移動
させトナーを静電潜像保持体と同極性に帯電させる役割
をしていることがわかった。このシリカ微粒子は、コロ
イダルシリカともよばれる。

【００２５】トナー回収電極ローラと静電潜像保持体と
の距離は、１成分トナーを用いた場合には１００μｍ〜
７００μｍ程度離して設置される。

【００２６】トナー回収電極ローラの材質は導電性であ
ればよい。トナーの流動性が悪いときには、トナー回収
電極ローラを磁性体にすると、静電潜像保持体内部の磁
石からの磁力線がトナー回収電極ローラにまで到達し、
その結果トナーの搬送性が向上する。この様な材料とし
て、例えば軟鉄、磁性のステンレススチールあるいはニ
ッケル等がある。トナー回収電極ローラの表面は、研磨
されたものでもよく、またサンドブラスト加工等により
表面に凹凸をつけたもの、または溝を彫ったものでもよ
い。

【００２７】トナー回収電極ローラは内部に固定された
磁石を有する非磁性ローラの構成であってもよい。例え
ば、非磁性のステンレススチールあるいはアルミニウム
等でできたシリンダの中に磁石を挿入した構成がある。
このトナー回収電極ローラ内部の磁石の磁極は、静電潜
像保持体内部の磁石の磁極とは逆極性が好ましい。

【００２８】このトナー回収電極ローラには、交流電圧
を印加する。もちろんパルス波形や三角波であってもよ
く、静電潜像保持体との間で実効的に交番電界がかかれ
ばよい。この交流電圧の周波数は、像形成のプロセス速
度によって変わり、おおよそ５０Ｈｚから５０００Ｈｚ
の範囲であって、好ましくは３００から３０００Ｈｚの
範囲が良い。交流電圧の値は、ｚｅｒｏｔｏｐｅａ
ｋの値で、静電潜像保持体の帯電電位のおおよそ０．５
から３倍の値が良く、さらには０．５から２倍の値が好
ましい。交流電圧に重畳する直流電圧の値は、反転現像
の場合には静電潜像保持体の帯電電位と同等かあるいは
それより数１０％低い値に設定すれば、良好なネガポジ
反転画像が得られる。一方正規現像の場合には、静電潜
像保持体の背景部電位と同等かあるいはそれより数１０
％高い値に設定すれば、良好なポジ画像が得られる。

【００２９】このトナー回収電極ローラの回転方向は、
現像位置において静電潜像保持体の進行方向とは逆方向
にすると、高画質が得られ、かつ装置構成も簡単にな
る。

【００３０】静電潜像保持体上のかぶりを効率的に除去
するには、トナー回収電極ローラの移動速度を速くする
ことが好ましい。一方、トナー回収電極ローラの移動速
度は遅いほど、静電潜像保持体上のトナーをていねいに
取り去ることができる。トナー回収電極ローラの速度
は、静電潜像保持体の移動速度の０．３〜２．０倍の範
囲がよい。

【００３１】このトナー回収電極ローラに付着したトナ
ーは、トナーホッパ内に設けられたスクレーパによりか
きとり、再びトナーをトナーホッパ内に戻す。このスク
レーパは、トナー回収電極ローラに影響を与えないよう
にするため電気的に絶縁されていることが望ましい。そ
のため、例えばこのスクレーパには、ポリエステルフィ
ルムなどのプラスチックがよい。このスクレーパには、
ステンレススチールや燐青銅板などを用いることもでき
るが、このときは、トナー回収電極ローラに電気的に影
響を与えないようにするため、トナー回収電極ローラ以
外には電気的に接触しないよう絶縁する必要がある。

【００３２】

【実施例】以下本発明の電子写真装置について、図面を
参照しながら説明する。

【００３３】具体的実施例１図４は本発明の電子写真装置の１実施例を示すものであ
る。図４において、１９はフタロシアニンをポリエステ
ル系バインダ樹脂に分散した有機感光体ドラム、２０は
感光体１９と同軸で固定された回転しない７極の磁極よ
りなる磁石で、２１は感光体をマイナスに帯電するコロ
ナ帯電器、２２は感光体の帯電電位を制御するグリッド
電極、２３は信号光、２４はトナーホッパ、２５は平均
粒径約１０μｍのマイナス帯電性磁性１成分トナー、２
６はトナーガイドである。磁石２０はトナーホッパ２４
に対向する部分では相互に吸引しあう３極の磁極が形成
され、軸心に関して回転しない反対側の反発磁界部２７
では相互に反発しあう４極の磁極が形成されている。２
８は磁性を有するステンレス製のトナー回収電極ロー
ラ、２９はトナー回収電極ローラに電圧を印加する交流
高圧電源、３０はトナー回収電極ローラ上のトナーをか
きおとすポリエステルフィルム製のスクレーパ、３１は
感光体上のトナー像を紙に転写する転写コロナ帯電器で
ある。３２は、反発磁界部２７ではねとばされるトナー
を回収する回収部である。感光体１９表面での磁束密度
は８００Ｇｓである。感光体１９の直径は３０ｍｍで、
周速３０ｍｍ／ｓで回転させた。

【００３４】用いた磁性１成分トナーの構成は、ポリエ
ステル樹脂７０％、フェライト２５％、カーボンブラッ
ク３％、オキシカルボン酸金属錯体２％からなり、さら
にコロイダルシリカを０．４％外添して用いた（いずれ
も重量％）。

【００３５】以上のように構成された電子写真装置につ
いて、以下図４を用いてその動作を説明する。感光体１
９をコロナ帯電器２１（印加電圧−４ｋＶ、グリッド２
２の電圧−５００Ｖ）で、−５００Ｖに帯電させた。こ
の感光体１９にレーザ光２３を照射し静電潜像を形成し
た。このとき感光体の露光電位は−１００Ｖであった。
この感光体１９表面上に、磁性１成分トナー２５をトナ
ーホッパ２４内で磁力により付着させる。このときトナ
ーはおおよそ−３μＣ／ｇに帯電していた。次にこのト
ナー層が付着した感光体１９をトナー回収電極ローラ２
８の前を通過させた。このトナー回収電極ローラ２８は
感光体１９と３００μｍの距離を開け設置した。トナー
回収電極ローラ２８には高圧電源２９により、図５に示
す波形の、−３００Ｖの直流電圧を重畳した４００Ｖ０
−ｐ（ピーク・ツー・ピーク８００Ｖ）の交流電圧
（周波数３００Ｈｚ）を印加した。感光体１９上のトナ
ー層は感光体１９とトナー回収電極ローラ２８の間を運
動し、次第に非画像部のトナーはトナー回収電極ローラ
２８側に移り、感光体１９上には画像部のみにネガポジ
反転したトナー像が残った。矢印方向に回転しているト
ナー回収電極ローラ２８上に付着したトナーは、スクレ
ーパ３０によってかきとり、再びトナーホッパ２４内に
戻し次の像形成に用いた。こうして感光体１９上に得ら
れたトナー像を、紙（図示せず）に、転写帯電器３１に
よって転写した後、定着器（図示せず）により熱定着し
た。一方、転写後感光体１９上に残ったトナーは感光体
１９の移動につれ反発磁界部２７で感光体１９表面から
はねとばされ、回収部３２内に回収される。反発磁界部
ではねとばされるトナーは一部感光体表面に戻されるも
のもあるが、この時この反発磁界部を通過した部分は、
トナーが分散した状態で感光体表面に付着しているの
で、次の帯電露光には実質上ほとんど影響はない。

【００３６】再びコロナ帯電器２１で感光体１９を帯電
し、次の像形成工程に用いた。その結果、トナーの飛び
散りなどのないシャープな画像が得られた。

【００３７】なお実施例では反発磁界部にはねとばされ
たトナーを回収する回収部を設けたが、一度反発されて
再び感光体表面に付着するトナーは良く分散されるた
め、少量であれば次の工程には影響がない。従って分散
したトナーが再び感光体表面に付着するような磁界構成
にすれば回収部３２はなくても良い。

【００３８】具体的実施例２次に図６の装置を用いて本発明の電子写真装置の１実施
例を示す。

【００３９】図６において、３３はフタロシアニンをポ
リエステル系バインダ樹脂に分散した有機感光体ドラ
ム、３４は感光体３３と同軸で固定された回転しない磁
石で、３５は感光体をマイナスに帯電するコロナ帯電
器、３６は感光体の帯電電位を制御するグリッド電極、
３７は信号光、３８はトナーホッパ、３９は磁性１成分
トナー、４０は感光体３３と３００μｍのギャップを開
けて設定した磁性ステンレス製のトナー回収電極ロー
ラ、４１はトナー回収電極ローラに電圧を印加する交流
高圧電源、４２はトナー回収電極ローラ上のトナーをか
きおとすポリエステルフィルム製のスクレーパ、４３は
感光体上のトナー像を紙に転写する転写コロナ帯電器で
ある。感光体３３表面での磁束密度は８００Ｇｓであ
る。感光体３３の直径は３０ｍｍで、周速６０ｍｍ／ｓ
で回転させた。磁石３４の磁極はトナー回収電極ローラ
の最近接位置より上流側に２０゜の角度をもたせて設定
した。トナーには絶縁性磁性１成分トナーを用いた。磁
性１成分トナーの構成は、ポリエステル樹脂７０％、フ
ェライト２５％、カーボンブラック３％、オキシカルボ
ン酸金属錯体２％からなり、さらにコロイダルシリカを
０．４％外添して用いた（いずれも重量％）。

【００４０】感光体３３をコロナ帯電器３５（印加電圧
−４ｋＶ、グリッド３６の電圧−５００Ｖ）で、−５０
０Ｖに帯電させた。この感光体３３にレーザ光３７を照
射し静電潜像を形成した。このとき感光体の露光電位は
−１００Ｖであった。この感光体３３表面上に、トナー
３９をトナーホッパ３８内で磁力により付着させた。次
に感光体３３をトナー回収電極ローラ４０の前を通過さ
せた。感光体３３の未帯電域の通過時には、トナー回収
電極ローラ４０には交流高圧電源４１により、直流電圧
を重畳しない５００Ｖ０−ｐ（ピーク・ツー・ピーク
１ｋＶ）の交流電圧（周波数５００Ｈｚ）を印加した。
その後、−５００Ｖに帯電し静電潜像が書き込まれた感
光体３３の通過時には、トナー回収電極ローラ４０には
交流高圧電源４１により、−３５０Ｖの直流電圧を重畳
した５００Ｖ０−ｐ（ピーク・ツー・ピーク１ｋＶ）
の交流電圧（周波数５００Ｈｚ）を印加した。すると感
光体３３とトナー回収電極ローラ４０との間でトナーが
運動し、感光体３３上には画像部のみにネガポジ反転し
たトナー像が残った。矢印方向に回転するトナー回収電
極ローラ４０に付着したトナーは、スクレーパ４２によ
ってかきとり、再びトナーホッパ３８内に戻り次の像形
成に用いた。こうして感光体３３上に得られたトナー像
を、紙（図示せず）に、転写帯電器４３によって転写し
た後、定着器（図示せず）により熱定着した。その結
果、トナーの刷毛目やトナーの飛び散りなどがないシャ
ープな画像が得られた。

【００４１】具体的実施例３図７において、４４はフタロシアニンをポリエステル系
バインダ樹脂に分散した有機感光体ドラム、４５は感光
体４４と同軸で固定された回転しない磁石で、４６は感
光体をマイナスに帯電するコロナ帯電器、４７は感光体
の帯電電位を制御するグリッド電極、４８は信号光、４
９はトナーホッパ、５０は磁性１成分トナー、５１は感
光体４４とギャップを開けて設定した非磁性のトナー回
収電極ローラ、５２はトナー回収電極ローラ５１の内部
に設置された固定の回転しない磁石、５３はトナー回収
電極ローラ４０に電圧を印加する交流高圧電源、５４は
トナー回収電極ローラ上のトナーをかきおとすポリエス
テルフィルム製のスクレーパ、５５は感光体上のトナー
像を紙に転写する転写コロナ帯電器である。感光体４４
表面での磁束密度は６００Ｇｓである。トナー回収電極
ローラ５１表面での磁束密度は８００Ｇｓである。感光
体４４の直径は３０ｍｍで、周速６０ｍｍ／ｓで回転さ
せた。

【００４２】磁性１成分トナーには粒径５μｍの微粒子
絶縁性磁性１成分トナーを用いた。磁性１成分トナーの
構成は、ポリエステル樹脂７０％、フェライト２５％、
カーボンブラック３％、オキシカルボン酸金属錯体２％
からなり、さらにコロイダルシリカを１％外添して用い
た（いずれも重量％）。このような微粒子１成分トナー
を用いると磁石に付着するトナーの穂が小さく、また搬
送性が極めて悪くなるために、感光体４４とトナー回収
電極ローラ５１とのギャップは２００μｍに設定し、ま
た感光体内部の磁力よりトナー回収電極ローラ内部の磁
力の方を強くして搬送性を向上させた。

【００４３】感光体４４をコロナ帯電器４６（印加電圧
−４ｋＶ、グリッド４７の電圧−５００Ｖ）で、−５０
０Ｖに帯電させた。この感光体４４にレーザ光４８を照
射し静電潜像を形成した。このとき感光体の露光電位は
−１００Ｖであった。この感光体４４表面上に、トナー
５０をトナーホッパ４９内で磁力により付着させた。次
に感光体４４をトナー回収電極ローラ５１の前を通過さ
せた。感光体４４の未帯電域の通過時には、トナー回収
電極ローラ５１には交流高圧電源５３により、＋１００
Ｖの直流電圧を重畳した５００Ｖ０−ｐ（ピーク・ツー
・ピーク１ｋＶ）の交流電圧（周波数５００Ｈｚ）を
印加した。その後、−５００Ｖに帯電し静電潜像が書き
込まれた感光体４４の通過時には、トナー回収電極ロー
ラ５１には交流高圧電源５３により、−３５０Ｖの直流
電圧を重畳した５００Ｖ０−ｐ（ピーク・ツー・ピーク
１ｋＶ）の交流電圧（周波数５００Ｈｚ）を印加し
た。すると感光体４４とトナー回収電極ローラ５１との
間でトナーが運動し、感光体４４上には画像部のみにネ
ガポジ反転したトナー像が残った。矢印方向に回転する
トナー回収電極ローラ５１に付着したトナーは、スクレ
ーパ５４によってかきとり、再びトナーホッパ４９内に
戻し次の像形成に用いた。こうして感光体４４上に得ら
れたトナー像を、紙（図示せず）に、転写帯電器５５に
よって転写した後、定着器（図示せず）により熱定着し
た。その結果、トナーの刷毛目やトナーの飛び散りなど
がなく３２本／ｍｍの画線をも再現した極めて高解像度
の画像が得られた。

【００４４】具体的実施例４図８において、５６はフタロシアニンをポリエステル系
バインダ樹脂に分散した有機感光体ドラム、５７は感光
体５６と同軸で固定された回転しない磁石で、５８は感
光体をマイナスに帯電するコロナ帯電器、５９は感光体
の帯電電位を制御するグリッド電極、６０は信号光、６
１はトナーホッパ、６２は磁性１成分トナー、６３は感
光体５６とギャップを開けて設定した非磁性のトナー回
収電極ローラ、６４はトナー回収電極ローラ６３の内部
に設置された回転しない固定の磁石、６５はトナー回収
電極ローラ６３に電圧を印加する交流高圧電源、６６は
トナー回収電極ローラ上のトナーをかきおとすポリエス
テルフィルム製のスクレーパ、６７は感光体上のトナー
像を紙に転写する転写コロナ帯電器である。６８はトナ
ーホッパ内でのトナーの流れをスムーズにし、またトナ
ーが自重で押しつぶされ感光体とトナー回収電極ローラ
との間でのつまりが発生するのを防止するためのダンパ
ーである。感光体５６表面での磁束密度は６００Ｇｓで
ある。トナー回収電極ローラ６３表面での磁束密度は８
００Ｇｓである。感光体内部の磁力よりトナー回収電極
ローラ内部の磁力の方を強くして搬送性を向上させた。
また図中に示す磁石５７の磁極角θは１５゜に設定し
た。感光体５６の直径は３０ｍｍで、周速６０ｍｍ／ｓ
で図中の矢印方向に回転させ用いた。トナー回収電極ロ
ーラ６３の直径は１６ｍｍで、周速４０ｍｍ／ｓで感光
体の進行方向とは逆方向（図中の矢印方向）に回転させ
用いた。感光体５６とトナー回収電極ローラ６３とのギ
ャップは３００μｍに設定した。

【００４５】磁性１成分トナーには粒径５μｍの微粒子
絶縁性磁性１成分トナーを用いた。磁性１成分トナーの
構成は、ポリエステル樹脂７０％、フェライト２５％、
カーボンブラック３％、オキシカルボン酸金属錯体２％
からなり、さらにコロイダルシリカを１％外添して用い
た（いずれも重量％）。

【００４６】感光体５６をコロナ帯電器５８（印加電圧
−４．５ｋＶ、グリッド５９の電圧−５００Ｖ）で、−
５００Ｖに帯電させた。この感光体５６にレーザ光６０
を照射し静電潜像を形成した。このとき感光体の露光電
位は−９０Ｖであった。この感光体５６表面上に、トナ
ー６２をトナーホッパ６１内で磁力により付着させた。
次に感光体５６をトナー回収電極ローラ６３の前を通過
させた。感光体５６の未帯電域の通過時には、トナー回
収電極ローラ６３には交流高圧電源６５により、０Ｖの
直流電圧を重畳した７５０Ｖ０−ｐ（ピーク・ツー・ピ
ーク１．５ｋＶ）の交流電圧（周波数１ｋＨｚ）を印
加した。その後、−５００Ｖに帯電し静電潜像が書き込
まれた感光体５６の通過時には、トナー回収電極ローラ
６３には交流高圧電源６５により、−３５０Ｖの直流電
圧を重畳した７５０Ｖ０−ｐ（ピーク・ツー・ピーク
１．５ｋＶ）の交流電圧（周波数１ｋＨｚ）を印加し
た。すると感光体５６の帯電部分に付着したトナーはト
ナー回収電極ローラ６３に回収され、感光体５６上には
画像部にのみネガポジ反転したトナー像が残った。矢印
方向に回転するトナー回収電極ローラ６３に付着したト
ナーは、スクレーパ６６によってかきとり、再びトナー
ホッパ６１内に戻し次の像形成に用いた。トナーホッパ
６１内のトナーの循環の様子は破線矢印で示した。こう
して感光体５６上に得られたトナー像を、紙（図示せ
ず）に、転写帯電器２０によって転写した後、定着器
（図示せず）により熱定着した。その結果、横線の乱れ
やトナーの飛び散りなどがなくベタが均一で濃度が１．
５の３２本／ｍｍの画線をも再現した極めて高解像度高
画質の画像が得られた。

【００４７】具体的実施例５図９において、６９はフタロシアニンをポリエステル系
バインダ樹脂に分散した有機感光体ドラム、７０は感光
体６９と同軸で固定された回転しない磁石で、これによ
る感光体表面における最大磁束密度は８００Ｇｓであ
る。８０は感光体をマイナスに帯電するコロナ帯電器、
８１は感光体の帯電電位を制御するグリッド電極、８２
は信号光、８３はトナーホッパ、８４は平均粒径約１０
μｍのマイナス帯電性磁性１成分トナー、８５はトナー
ガイドである。８６は内部に回転しない固定の磁石８７
を有するアルミニウム製のトナー回収電極ローラ、８８
はトナー回収電極ローラに電圧を印加する交流高圧電
源、８９はトナー回収電極ローラ上のトナーをかきおと
すポリエステルフィルム製のスクレーパ、９０は感光体
上のトナー像を紙に転写する転写コロナ帯電器である。
磁石７０はトナーホッパ８３に対向する部分で磁極が形
成されている。さらにトナーホッパ８３の感光体６９に
対向した開口部９１の幅Ａは、約１５ｍｍに設定されて
いる。ここでいう幅Ａは、感光体６９とトナー回収電極
ローラ８６の最近接部からトナーホッパ端部９２までの
距離を感光体６９の表面に沿って計った距離である。感
光体６９の直径は３０ｍｍで、周速１２０ｍｍ／ｓで回
転させた。トナー回収電極ローラ８６は周速１００ｍｍ
／ｓで、矢印方向に回転させた。９３は転写後感光体上
に残ったトナーを清掃するクリーナである。

【００４８】用いた磁性１成分トナーの構成は、ポリエ
ステル樹脂７０％、フェライト２５％、カーボンブラッ
ク３％、オキシカルボン酸金属錯体２％からなり、さら
にコロイダルシリカを０．４％外添して用いた（いずれ
も重量％）。

【００４９】以上のように構成された電子写真装置につ
いて、以下図９を用いてその動作を説明する。感光体６
９をコロナ帯電器８０（印加電圧−４ｋＶ、グリッド８
１の電圧−５００Ｖ）で、−５００Ｖに帯電させた。こ
の感光体６９にレーザ光８２を照射し静電潜像を形成し
た。このとき感光体の露光電位は−１００Ｖであった。
この感光体６９表面上に、磁性１成分トナー８４をトナ
ーホッパ８３内で磁力により付着させる。このときトナ
ーはおおよそ−３μＣ／ｇに帯電していた。次にこのト
ナー層が付着した感光体６９をトナー回収電極ローラ８
６の前を通過させた。このトナー回収電極ローラ８６は
感光体６９と３００μｍの距離を開け設置した。トナー
回収電極ローラ８６には高圧電源８８により、図５に示
す波形の、−３００Ｖの直流電圧を重畳した４００Ｖ０
−ｐ（ピーク・ツー・ピーク８００Ｖ）の交流電圧
（周波数３００Ｈｚ）を印加した。感光体６９上のトナ
ー層は感光体６９とトナー回収電極ローラ８６との間を
運動し、次第に非画像部のトナーはトナー回収電極ロー
ラ８６側に移り、感光体６９上には画像部にネガポジ反
転したトナー像が残った。矢印方向に回転しているトナ
ー回収電極ローラ８６上に付着したトナーは、スクレー
パ８９によってかきとり、再びトナーホッパ８３内に戻
し次の像形成に用いた。こうして感光体６９上に得られ
たトナー像を、紙（図示せず）に、転写帯電器９０によ
って転写した後、定着器（図示せず）により熱定着し
た。転写後の感光体表面は、クリーナ９３で清掃され、
再びコロナ帯電器８０で帯電し、次の像形成工程に用い
た。その結果、トナーの飛び散りなどのないシャープな
画像が得られた。

【００５０】

【発明の効果】本発明によれば、構成が簡単でしかも高
画質の電子写真装置が得られる。また高速プロセスに対
応できる優れた電子写真装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来方法と本発明との技術思想の差異を説明し
た説明図

【図２】本発明の作用を説明する説明図

【図３】本発明の作用を説明する説明図

【図４】本発明の第１の実施例における電子写真装置の
構成図

【図５】本発明の第１および第５の実施例に用いる交流
電圧の波形を示す概略図

【図６】本発明の第２の実施例における電子写真装置の
構成図

【図７】本発明の第３の実施例における電子写真装置の
構成図

【図８】本発明の第４の実施例における電子写真装置の
構成図

【図９】本発明の第５の実施例における電子写真装置の
構成図

【符号の説明】

５６感光体５７磁石５８コロナ帯電器５９グリッド電極６０レーザ露光６１トナーホッパ６２磁性トナー６３トナー回収電極ローラ６４磁石６５交流高圧電源６６スクレーパ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０３Ｇ 21/00 ３５０Ｇ０３Ｇ 21/00 ３５０

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】磁性トナーを保持したトナーホッパと、静電潜像を形成した静電潜像保持体と、前記静電潜像保持体の内部に設置され、前記トナーホッ
パの対向部に位置する前記静電潜像保持体表面の全面に
前記磁性トナーを磁気的に吸引付着し、トナー回収電極
ローラと略対向位置上流側に配置され、静電潜像保持体
表面における最大磁束密度が３００ガウス以上である固
定磁石と、前記静電潜像保持体と間隙を介して設置され、交流電圧
を印加され、かつ前記静電潜像保持体と逆進行方向に回
転して、前記静電潜像保持体上の非画像部の磁性一成分
を除去するトナー回収電極ローラとを有する電子写真装
置。