JP2517188B2

JP2517188B2 - 電子写真方法および装置

Info

Publication number: JP2517188B2
Application number: JP4018624A
Authority: JP
Inventors: 肇山本; 浩寺田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1991-04-16
Filing date: 1992-02-04
Publication date: 1996-07-24
Anticipated expiration: 2011-07-24
Also published as: JPH0572890A

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方法及び装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来から電子写真方法においては磁性現
像剤を用いた２成分現像方法が広く用いられている。こ
の現像方法として、現在まで種々の方式が提案されてい
るが、1953年に開発された磁気ブラシ現像法は、それま
でのカスケード現像法に比べて装置をコンパクトにでき
ることや、細線の再現性に比較的優れていることから、
文書コピー用として電子写真現像方式の主流を占めるに
いたっている。

【０００３】以下図面を参照しながら、上記した従来の
２成分現像方法の一例について説明する。図１は従来の
２成分現像方法を用いた電子写真装置を示すものであ
る。図１において、１はトナーとキャリアが混合された
２成分現像剤である。２は内部に磁石ローラ３を包含し
た現像ローラである。４は電子写真感光体、５は、電子
写真感光体を帯電させるコロナ帯電器、６は信号を露光
する露光光、７はトナー像を紙に転写するコロナ帯電
器、８は感光体上に残留したトナーを清掃するクリーニ
ング装置である。以上のように構成された電子写真装置
について、以下その動作について説明する。まず、感光
体４を帯電器５で帯電させる。信号光６で露光した後、
静電潜像を形成し、現像ローラ２上に担持した２成分磁
気ブラシ現像剤１によって現像する。こうして感光体４
上に得られたトナー像を、転写帯電器７を用いて紙に転
写する。感光体上に残留したトナーは、クリーニング装
置８を用いて清掃し、ふたたび次の像形成工程に用い
る。

【０００４】そのほか、従来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。

【０００５】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。

【０００６】また、１成分トナーを飛翔させ現像する方
法として米国特許３８６６５７４に示されるタッチダウ
ン現像法がある。その現像ローラには、交流バイアスが
印加される。この発明では現像ローラに印加する交流バ
イアスはトナーの運動を活性化し、トナーは画像部では
飛翔到達し非画像部では途中で現像ローラに舞い戻ると
説明されている。

【０００７】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５８−３２３７５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
グ現像法はトナー層をトナー担持体に担持させ現像部に
運び、そのトナー担持体に交流バイアスを印加し感光体
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５８−３２３７５号公報は、画像部および非画像部に
おいて静電的にトナーが往復運動するという点で先の米
国特許３８６６５７４と技術思想が異なるものである。

【０００８】この特公昭５８−３２３７５号公報と類似
の技術に特公平３−３０１３６号公報がある。これは、
帯電したトナーを一旦トナー担持体から感光体全面に静
電的に付着させ、その後別途設けた非接触の電極ローラ
に交流電圧を印加し不要トナーを回収するものである。
この特許は前述の特公昭５８−３２３７５号公報と異な
り、最初に帯電したトナーがトナー担持体から感光体に
静電的に移される工程があることが異なる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら磁気ブラ
シ現像法では、現像器の構成が大がかりで、装置が大型
複雑化するという問題点を有していた。また、感光体と
現像剤が接触する時間が短いために画質が悪いという問
題点を有していた。

【００１０】さらに、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、構成が大がかりで、装置
が大型複雑化するという問題点を有していた。

【００１１】さらに、米国特許３８６６５７４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。

【００１２】また、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の画像部だけを現像す
る構成のために、トナー担持体上のトナー層に前画像の
履歴が残り現像された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欠点であった。また装置が複雑
でコストが高いという欠点がある。

【００１３】最後の特公平３−３０１３６号公報は電極
ローラを別途設けたためにスリーブゴーストは現われな
いが、ローラが２本になるために装置が複雑でコストが
高いという欠点を持つ。

【００１４】本発明は、構成が簡単でしかも高画質の電
子写真方法および装置を得ることを目的とする。

【００１５】

【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、本発明の電子写真方法は、固定磁石を内包する静
電潜像保持体と、前記静電潜像保持体に対向し設置した
電極と、磁性現像剤とを有し、前記静電潜像保持体に静
電潜像を形成した後、前記静電潜像保持体の表面に前記
磁性現像剤を磁気的に付着させ、前記電極により画像部
以外の不要現像剤を除去するという構成を備えたもので
ある。

【００１６】さらに本発明の電子写真装置は、固定磁石
を内包する静電潜像保持体と、現像剤ホッパーと、磁性
現像剤と、現像剤量規制板と、現像剤回収電極ローラと
を有する電子写真装置であって、静電潜像保持体に静電
潜像を形成した後、現像剤ホッパー内に位置する静電潜
像保持体表面に磁性現像剤を磁気的に吸引し静電潜像保
持体表面に現像剤を付着させ、静電潜像保持体を移動さ
せ、現像剤量規制板を通過させた後、現像剤回収電極ロ
ーラに対向させ、静電潜像保持体の画像部にトナー像を
残し、非画像部のトナーは現像剤回収電極ローラに回収
する構成の電子写真装置である。

【００１７】また、本発明は固定磁石を内包する静電潜
像保持体と、現像剤ホッパーと、現像剤回収電極ローラ
と、現像剤量規制板と、シリカ粒子が外添された磁性現
像剤とを有する現像装置を用いる電子写真方法であっ
て、静電潜像保持体に静電潜像を形成した後、現像剤ホ
ッパー内に位置する静電潜像保持体の表面に磁性現像剤
を磁気的に吸引し静電潜像保持体表面に現像剤を付着さ
せ、静電潜像保持体を移動させ、現像剤量規制板を通過
させ、静電潜像保持体上に現像剤層を形成した後、現像
剤層の厚みよりも広い間隙を有して設置された現像剤回
収電極ローラに対向させ、静電潜像保持体の画像部にト
ナー像を残し、非画像部のトナーは現像剤回収電極ロー
ラに回収する電子写真方法である。

【００１８】また、本発明は固定磁石を内包する静電潜
像保持体と、現像剤ホッパーと、現像剤回収電極ローラ
と、現像剤量規制板と、シリカ粒子が外添された磁性現
像剤とを有する現像装置を用いる電子写真方法であっ
て、静電潜像保持体に静電潜像を形成した後、現像剤ホ
ッパー内に位置する静電潜像保持体の表面に磁性現像剤
を磁気的に吸引し静電潜像保持体表面に現像剤を付着さ
せ、静電潜像保持体を移動させ、現像剤量規制板を通過
させ、静電潜像保持体上に現像剤層を形成した後、現像
剤層の厚みよりも狭い間隙を有して設置された現像剤回
収電極ローラに対向させ、静電潜像保持体の画像部にト
ナー像を残し、非画像部のトナーは現像剤回収電極ロー
ラに回収する電子写真方法である。

【００１９】さらに、本発明の電子写真装置は、固定磁
石を内包する静電潜像保持体と、現像剤ホッパーと、ト
ナーを含む磁性現像剤と、現像剤量規制板と、磁石を内
包し回転する現像剤回収電極ローラと、現像剤回収ロー
ラに交流電圧を印加する高圧電源とを有する電子写真装
置であって、静電潜像保持体に静電潜像を形成した後、
現像剤ホッパー内に位置する静電潜像保持体表面に磁性
現像剤を磁気的に吸引し静電潜像保持体表面に磁性現像
剤を担持し、現像剤量規制板を通過させ磁性現像剤層厚
を規制した後、静電潜像保持体を回転移動させ磁性現像
剤を搬送し、現像剤回収電極ローラに対向させ、磁性現
像剤を前記静電潜像保持体と現像剤回収電極ローラの間
に高圧電源による交流電圧を印加した後、磁性現像剤を
現像剤回収電極ローラに回収する構成の電子写真装置で
ある。

【００２０】

【作用】本発明は、内部に固定磁石を有する感光体を用
い、静電潜像を形成した静電潜像担持体にトナーを振り
かけ磁気的に付着させ、電極ローラ部まで担持搬送し、
電極ローラに交流バイアスを印加し、感光体の非画像部
の不要トナーを静電力によって除去する構成である。す
なわち、本発明は、従来の電子写真現像法に、感光体内
部に現像剤吸着用の磁石を設置し、感光体外部に設けた
電極に電圧を印加するという改良を加え、より小型化・
高性能化したものである。これにより、現像器が簡略化
できるとともに、さらに感光体に接触する現像剤の現像
領域が広くすることができ、高画質を得ることができ
る。本発明では、最初にトナーが感光体に振りかけられ
たときに、ほとんど現像は終了し、電極ローラ部はトナ
ーを現像ホッパー内で循環させると同時に感光体静電潜
像の非画像部のトナーを回収している。

【００２１】本発明の電極ローラと従来の現像法に用い
られる現像ローラとの構成の違いを説明する。（１）本発明では、トナーをトナーホッパーから現像部
まで担持し運ぶのは磁石を内包した感光体であり、従来
の静電潜像保持体とトナー担持体の概念を同一構成に具
現化したものである。この技術思想に基づく構成である
ため、像形成方法は、画像部にトナーを付着現像するの
ではなく、非画像部の不要トナーをはぎ取る方法になる
という違いが生じる。（２）本発明の電極ローラは裸の面が常に感光体に対向
し、電極ローラに回収されたトナーは、ローラの回転に
より直ちに現像部から除去される構成である。従来のよ
うに、現像ローラ上に形成されたトナー薄層により画像
部を現像する方法では、現像ローラ上のトナー薄層の均
一性がそのまま画像に現れるため、トナー層形成には高
い精度が要求される。しかし、本発明のように、先に過
剰の厚さのトナー層を感光体上に形成し、後に裸の回収
ローラでトナーを回収する構成にすると、トナー層の不
均一部のほとんどが回収ローラ側に移動し、感光体上に
は平坦化して均一なトナー像を残せるようになる。

【００２２】本発明は、感光体内部空間を利用して磁石
を設け、現像剤の搬送移動を感光体の移動力と兼用でき
るために、現像器の構成が簡略化でき、さらに、電極ロ
ーラの裸の面でトナーを回収する構成のためにスリーブ
ゴーストが発生しない特徴がある。

【００２３】

【実施例】本発明は、磁石を内包する電子写真感光体ド
ラムを用いる。この磁石は固定され回転せず感光体のみ
が回転する。このとき、磁石と感光体を同軸に支える
と、感光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。本発明に使
用する感光体には、酸化亜鉛、セレン、硫化カドミウ
ム、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。

【００２４】また、本発明に用いるトナーはいわゆる２
成分現像剤用のトナーを用いることができる。これは、
カーボンブラックやフタロシアニンなどの着色顔料を、
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よいし、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。この場合にこの
トナーの表面にシリカ微粒子を付着させると、トナーの
流動性が良くなり、その結果地かぶりがなくなる効果が
ある。トナー粒子はそのままキャリアに混合しても良い
し、使用条件によっては、フッ素樹脂微粉末、微細なプ
ラスチック粉末、ステアリン酸亜鉛等をトナーの表面に
付着させたものであっても良い。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た。

【００２５】本発明の２成分現像剤に用いるキャリア
は、鉄粉やフェライト粉などの磁性体、あるいはそれら
の表面を樹脂コートしたもの、フェライト粉やマグネタ
イトなどの微粉末を３０〜８０％程度の割合で、スチレ
ン樹脂、エポキシ樹脂、スチレンアクリル樹脂等に分散
混合し粉砕分級した磁性粉などが用いられる。キャリア
の平均粒径は３００μｍ以下が好ましいが、特に１５０
μｍ以下にするとトナーを均一に帯電することができ
る。

【００２６】本発明の磁性現像剤として絶縁性１成分ト
ナーを用いることができる。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よいし、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。この現像方法
では、一度感光体の全面にトナーを付着させ、後に現像
剤回収電極ローラにより非画像部のトナーを除去する構
成であるが、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感光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、感光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る。このとき、シリカ粒子は流動性
の向上に寄与するだけでなく、トナーの帯電にも寄与し
ている。この現像方法では、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、帯電した感光体と接
触した時に、電荷が感光体側からトナー側に移動し、ト
ナーは感光体と同極性に帯電することがわかった。この
シリカ微粒子は、コロイダルシリカともよばれる。

【００２７】本発明には、感光体表面に対し開口部を有
する現像剤ホッパーを用いる。現像剤は現像剤ホッパー
から直接感光体に接触する構成である。

【００２８】このような構成の感光体が現像剤ホッパー
内を通過すると、現像剤が磁力により感光体に付着し、
感光体の動きと共に移動する。このとき現像剤が１成分
トナーのときは、現像剤は磁場を離れても、静電引力と
いわゆるファンデルワールス力で感光体に付着したまま
の状態を保つ。

【００２９】この感光体表面に付着する現像剤の量は、
現像剤量規制板によって規制される。この現像剤量規制
板は、例えばゴム板の様な弾性体を用いることができ
る。このとき、ウレタンやシリコーンのゴム板を柔らか
く感光体表面に直接接触させれば、感光体表面には均一
な現像剤の薄層が形成される。また、現像剤量規制板に
軟鉄、ニッケル、磁性ステンレススチール（ＳＵＳ４３
０）等の磁性体を用いてもよい。このときには、現像剤
量規制板を感光体に内包された１磁極と対向する位置に
距離を開けて設置すると、両者を結ぶ磁力によって現像
剤の流出が一部遮弊された状態になり、均一な現像剤層
を感光体に形成できるようになる。また、現像剤量規制
板を導電体にして直流電圧を印加すると、さらに現像剤
層形成が容易になる。例えば、感光体の表面電位と略同
電位あるいはそれより高い直流電圧を印加すると、現像
剤が現像剤量規制板から感光体側に押しやられ、密度の
濃い均一な現像剤薄層が形成される。磁性体の現像剤量
規制板と感光体表面の距離は１００μｍから４ｍｍが適
切である。こうして形成された現像剤薄層の厚みは１０
０μｍから４ｍｍ程度になり、特に１成分トナーの場合
は、現像剤層厚を約５０μｍにするとシャープなライン
画像が得られた。この現像剤量規制板に印加する電源
は、専用高圧電源を別途設けてもよいが、感光体を帯電
する帯電器がグリッド電極を有するスコロトロンのとき
には、グリッド電極と現像剤量規制板を電気的に接続す
ることにより、容易に目的を達成することができる。

【００３０】現像剤回収電極ローラは感光体と１００μ
ｍから４ｍｍの距離を開け、設置される。この距離を、
感光体上に形成された現像剤層厚よりも広く設定する
と、シャープなライン画像が得られる。一方、より濃い
ベタ画像濃度を得るときには、現像剤層の厚みよりも感
光体と現像剤回収電極ローラの距離を狭く設定すれば良
い。すなわち、このときは感光体上の現像剤層の先端部
は、現像剤回収電極ローラに接触する。現像剤回収ロー
ラの材質は導電性のものであればいかなるものでも良
く、例えば、ステンレススチール、アルミニウムなどが
ある。現像剤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
けたものでもよい。さらにはグラファイト等をエナメル
等に分散した導電性樹脂を導電性支持体の上にコートし
たものであっても良い。この様な選択は、用いる現像剤
の流動性等を考慮して決定される。この現像剤回収電極
ローラには、交流電圧を印加する。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も変わるが、おお
よそ５０Ｈｚから５０００Ｈｚの範囲、好ましくは３０
０から３０００Ｈｚの範囲が良い。交流電圧の値は、ゼ
ロ・ツー・ピークの値で、感光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１．５
倍の値が好ましい。交流電圧に重畳する直流電圧の値
は、感光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。正規現像の場合には、逆極性のトナーを用いて感
光体の露光電位とほぼ同等の電圧を印加すればよいこと
はいうまでもない。この様な電圧を現像剤回収電極ロー
ラに印加すると、感光体表面に付着した現像剤は、感光
体と現像剤回収電極ローラの間を運動し、しだいに感光
体の非画像部の現像剤は現像剤回収電極ローラ側に移動
し、画像部にのみ現像剤像が残るようになる。この現像
剤回収電極ローラの外周移動方向は、感光体の外周移動
方向と同方向がよく、かつその移動速度を略同一にする
と、電子写真特有のエッジ効果が現れず、均一なベタ部
現像が得られた。しかし、逆に文字再現を良くするため
にエッジを強調するときには逆方向回転にすればよい。
また感光体上の現像剤を効率よく回収するために、現像
剤回収電極ローラの内部に磁石を入れておくことが効果
的である。この現像剤回収電極ローラに付着した現像剤
は、現像剤ホッパー内に設けられたスクレーパによりか
きとり、再び現像剤を現像剤ホッパー内に戻してもよい
し、またそのまま現像器外へ排出しても良い。

【００３１】この現像剤回収電極ローラに付着した現像
剤は、現像剤ホッパー内に設けられたスクレーパにより
かきとる。このスクレーパは、現像剤回収電極ローラに
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、そのときは、現像剤回収電
極ローラに電気的に影響を与えないようにするため、現
像剤回収ローラ以外には電気的に接触しないように絶縁
する必要がある。このスクレーパと前述の現像剤量規制
板は、装置の構成上一体構成にすることが好ましい。こ
の様な構成にすると、装置の構成が簡単になり小型化す
ることができるようになる。（実施例１）以下本発明の電子写真現像装置について、
図面を参照しながら説明する。

【００３２】図２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２において、９はフタロシアニンを
バインダ樹脂に分散した有機感光体ドラム、１０は感光
体９と同軸で固定された２極の磁極よりなる磁石、１１
は感光体をマイナスに帯電するコロナ帯電器、１２は信
号光、１３は現像剤ホッパー、１４は粒径１５０μｍの
鉄粉キャリア、１５はマイナスに帯電するトナー、１６
はキャリア１４とトナー１５とを混合した現像剤、１７
は感光体上のトナーを紙に転写する転写コロナ帯電器で
ある。感光体９の表面位置での磁束密度は８００Ｇsで
ある。感光体９の直径は３１ｍｍで、周速３０mm/sで回
転させた。

【００３３】以上のように構成された電子写真装置につ
いて、以下図２を用いてその動作を説明する。感光体９
をコロナ帯電器１１（印加電圧−４kV）で−７００Ｖに
帯電させた。この感光体９にレーザ光１２を照射し静電
潜像を形成した。この感光体９上に、現像剤ホッパー１
３内で、キャリア１４とトナー１５を混合した現像剤１
６を磁力により付着させ通過させると、静電潜像のライ
ン部とベタのエッジ部にネガポジ反転したトナー像が現
像された。こうして感光体９上に得られたトナー像を、
紙（図示せず）に、転写帯電器１７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、再びコロナ帯電器１１で感光体９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
ないシャープなライン画像が得られた。（実施例２）以下本発明の第２の実施例について図３を
参照しながら説明する。

【００３４】図３において、１８はフタロシアニンをバ
インダ樹脂に分散した有機感光体ドラム、１９は感光体
１８と同軸で固定された２極の磁極よりなる磁石、２０
は感光体をマイナスに帯電するコロナ帯電器、２１はレ
ーザ露光による信号光、２２は現像剤ホッパー、２３は
粒径１５０μｍの鉄粉キャリア、２４はマイナスに帯電
するトナー、２５はキャリア２３とトナー２４とを混合
した現像剤、２６は現像剤ホッパー内部に設けられた電
極板、２７は電極板２６に電圧を印加する高圧電源であ
る。この感光体１８上でかつ現像剤ホッパー２２内にお
いて、キャリア２３とトナー２４を混合した現像剤２５
を磁力により付着させた。また現像剤ホッパー２２内部
の現像剤２５中には、幅５mmの電極板２６を感光体１８
の表面から２mmの間隔を開けて設置した。電極板２６に
は高圧電源２７により−６００Ｖの電圧を印加した。２
８は感光体上のトナーを紙に転写する転写コロナ帯電器
である。感光体１８の表面位置での磁束密度は８００Ｇ
sである。感光体１８の直径は３１ｍｍで、周速３０mm/
sで回転させた。

【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３を用いてその動作を説明する。感光体１
８をコロナ帯電器２０（印加電圧−４kV）で−７００Ｖ
に帯電させた。この感光体１８にレーザ光２１を照射し
静電潜像を形成した。この感光体を前述の現像剤２５に
通過させると、静電潜像にネガポジ反転したトナー像が
現像された。こうして感光体１８上に得られたトナー像
を、紙（図示せず）に、転写帯電器２８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、再びコロナ帯電器２０で感光体１８を帯電し、次
の像形成工程に用いた。その結果、画線周辺にトナーの
飛び散りなどのないシャープなライン画像と共に、対向
電極板を用いた効果として、ベタ部も濃度１．５の濃い
画像が得られた。

【００３６】なお、第２の実施例において、電源の電圧
は直流電圧としたが、交流電圧を印加してもよい。（実施例３）次に、本発明の第３の実施例について、図
４を用いて詳細に説明する。

【００３７】１成分トナーとして、スチレンアクリル樹
脂に帯電制御剤のオキシカルボン酸金属錯体（３％）と
磁性体のマグネタイト（４０％）を混練分散し、粉砕分
級した平均粒径１２μｍ（密度１．３）のトナーを用い
た。この１成分トナーは、現像剤ホッパーや感光体と接
触するとマイナスに帯電した。図４において、２９はフ
タロシアニンをバインダ樹脂に分散した有機感光体ドラ
ム、３０は感光体２９と同軸で固定された２極の磁極よ
りなる磁石、３１は感光体をマイナスに帯電するコロナ
帯電器、３２はレーザ露光による信号光、３３は現像剤
ホッパー、３４は前述のマイナスに帯電する１成分トナ
ー、３５は感光体と３００μｍの距離を開けて設置され
た対向電極ローラ、３６は電極ローラ３５に電圧を印加
する高圧電源、３７は軟鉄でできた現像剤量規制板であ
り、一端は感光体２９表面とは２４０μｍの距離を開
け、またもう一端は電極ローラとは接触して設置され
る。これは感光体２９上への現像剤付着量を規制すると
ともに、電極ローラ３５に付着した現像剤をかきとる目
的を有する。３８は感光体上のトナーを紙に転写する転
写コロナ帯電器である。感光体２９の表面位置での磁束
密度は８００Ｇsである。感光体２９の直径は３１ｍｍ
で、周速３０mm/sで回転させた。

【００３８】感光体２９をコロナ帯電器３１（印加電圧
−４kV）で−７００Ｖに帯電させた。この感光体２９に
レーザ光３２を照射し静電潜像を形成した。この感光体
２９に現像剤ホッパー３３内で前述の１成分トナー３４
を付着させ、現像剤量規制板を通過させると、感光体全
面に厚さ約３０μｍのトナー層が付着した。電極ローラ
３５に、高圧電源３６により−６５０Ｖの直流電圧に、
電圧１ｋＶo-p、周波数１ｋＨｚの交流バイアスを重畳
した電圧を印加し、この感光体２９を電極ローラ３５の
前を通過させた。トナーは感光体２９と電極ローラ３５
の間を運動し、結果的に感光体２９上には潜像部のみに
トナーが残り、その他のトナーは現像ローラ３５側に転
移した。こうして感光体２９上に得られたトナー像を、
紙（図示せず）に、転写帯電器３８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、再びコロナ帯電器３１で感光体２９を帯電し、次の
像形成工程に用いた。その結果、得られた画像は、画線
周辺にトナーの飛び散りなどのないシャープなライン画
像と共に、ベタ部も濃度１．５の濃い画像であった。

【００３９】ここでは、１成分トナーを用いたことによ
り、現像剤の寿命がなく高信頼性で小型の現像装置が得
られた。また電極ローラに交流電圧を印加したことによ
り、地かぶりの少ない画像が得られた。（実施例４）図５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５において、３９はフタロシアニン
をバインダ樹脂に分散した有機感光体ドラム、４０は感
光体９と同軸で固定された２極の磁極よりなる磁石、４
１は感光体をマイナスに帯電するコロナ帯電器、４２は
感光体の帯電電位を制御するグリッド電極、４３は信号
光、４４は現像剤ホッパー、４５は平均粒径約１２μｍ
のマイナス帯電性磁性１成分トナー、４６は軟鉄製の現
像剤量規制板、４７はアルミニウム製の現像剤回収電極
ローラ、４８は現像剤回収電極ローラに電圧を印加する
交流高圧電源、４９は現像剤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、５
０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３９表面での磁束密度は８００Ｇsで
ある。感光体３９の直径は３１ｍｍで、周速３０mm/sで
回転させた。

【００４０】感光体３９をコロナ帯電器１１（印加電圧
−４kV、グリッド４２の電圧−５００Ｖ）で、−５００
Ｖに帯電させた。この感光体３９にレーザ光４３を照射
し静電潜像を形成した。現像剤ホッパー４４内で、磁性
１成分トナー４５をこの感光体３９表面上に磁力により
付着させ、さらに−５００Ｖの電圧を印加した現像剤量
規制板４６を通過させると、感光体３９上には厚さ約５
０μｍのトナー層が形成された。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３９を現像剤回収電極ローラ４７の前を通
過させた。現像剤回収電極ローラ４７には高圧電源４８
により、−４５０Ｖの直流電圧を重畳した７００Ｖ0-p
の交流電圧（周波数１kHz）を印加した。感光体３９上
のトナー層は感光体３９と現像剤回収電極ローラ４７の
間を運動し、次第に非画像部のトナーは現像剤回収電極
ローラ４７側に移り、感光体３９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。現像剤回収電極ロー
ラ４７上に付着したトナーは、スクレーパ４９によって
かきとり、再び現像剤ホッパー４４内に戻し次の像形成
に用いた。こうして感光体３９上に得られたトナー像
を、紙（図示せず）に、転写帯電器５０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、再びコロナ帯電器４１で感光体３９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。（実施例５）図６は本発明の実施例における電子写真装
置の１実施例を示すものである。図６の構成は図５の構
成と現像剤量規制板の構成が異なる他は、すべて同じで
ある。現像剤量規制板５１は、ポリエステル支持体５２
にウレタン製の厚さ１mmの弾性ブレード５３を接着した
構成である。この弾性ブレードによる現像剤量規制板５
１を用い、感光体上に付着するのトナー層の厚さが３０
μｍになるように軽く感光体に圧接した。

【００４１】この装置を用いて具体的実施例４と同じ条
件で像形成を行ったところ、画線周辺にトナーの飛び散
りなどのない、ベタ部濃度１．５の美しい画像が得られ
た。（実施例６）図７の構成は図５の構成と磁性現像剤がト
ナーとキャリアを混合した２成分現像剤であることが異
なる。その他の構成は図５と同じである。現像剤ホッパ
ー５４内には、表面をシリコーン樹脂でコートした粒径
１００μｍの鉄粉キャリア５５とカーボンブラックで着
色したトナー５６を混合した２成分現像剤５７をいれ、
磁力により感光体５８表面に付着させた。この現像剤５
７に静電潜像を担持した感光体５８を通過させると、２
成分現像剤５７は磁石５９に吸着され動かないが、トナ
ー５６のみが感光体５８と共に移動し、感光体５８上に
は約３０μｍのトナー層が得られた。このあと、具体的
実施例４に述べたのと同じように現像剤回収電極ローラ
５９による顕像化工程を経て、感光体５８上にトナー像
を得た。得られたトナー像を、紙（図示せず）に、転写
帯電器６０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、再びコロナ帯電器６１
で感光体５８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。（実施例７）図８において、６２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、６３は感光体６２と同軸で固定された２極の磁極よ
りなる磁石、６４は感光体をマイナスに帯電するコロナ
帯電器、６５は感光体の帯電電位を制御するグリッド電
極、６６は信号光、６７は現像剤ホッパー、６８は平均
粒径約１０μｍのマイナス帯電性磁性１成分トナー、６
９は磁性体であるニッケル製の現像剤量規制板でコロナ
帯電器６４のグリッド電極６５と電気的に接続されてい
る。７０はアルミニウム製の現像剤回収電極ローラ、７
１は現像剤回収電極ローラに電圧を印加する交流高圧電
源、７２は現像剤回収電極ローラ７０上の現像剤をかき
おとすポリエステルフィルム製のスクレーパ、７３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６２表面での磁束密度は８００Ｇsである。
感光体６２の直径は３０ｍｍで、周速３０mm/sで回転さ
せた。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％）。感光体６２をコロナ帯電器６４（印加電圧−４
kV、グリッド６５の電圧−５００Ｖ）で、−５００Ｖに
帯電させた。この感光体６２にレーザ光６６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−１０
０Ｖであった。この感光体６２表面上に、磁性１成分ト
ナー６８を現像剤ホッパー６７内で磁力により付着さ
せ、感光体６２と２４０μｍの距離を開け−５００Ｖの
電圧を印加した現像剤量規制板６９を通過させた。する
と、感光体６９上には厚さ約８０μｍのトナー層が形成
された。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６２を現像
剤回収電極ローラ７０の前を通過させた。この現像剤回
収電極ローラ７０は感光体６２と３００μｍの距離を開
け設置した。現像剤回収電極ローラ７０には高圧電源７
１により、図９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８００
Ｖ）の交流電圧（周波数３００Hz）を印加した。感光体
６２上のトナー層は感光体６２と現像剤回収電極ローラ
７０の間を運動し、次第に非画像部のトナーは現像剤回
収電極ローラ７０側に移り、感光体６２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。現像剤回収電
極ローラ７０上に付着したトナーは、スクレーパ７２に
よってかきとり、再び現像剤ホッパー６７内に戻し次の
像形成に用いた。こうして感光体６２上に得られたトナ
ー像を、紙（図示せず）に、転写帯電器７３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、再びコロナ帯電器６４で感光体６２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。（実施例８）図１０の構成は図８の構成と、磁性現像剤
がトナーとキャリアを混合した２成分現像剤である点が
異なる。その他の構成は図８と同じである。用いるトナ
ーは、スチレンアクリル樹脂にカーボンブラック５％、
オキシカルボン酸金属錯体２％よりなり、さらにコロイ
ダルシリカを０．１％外添して用いた（いずれも重量
％）。現像剤ホッパー内には、表面をシリコーン樹脂で
コートした粒径１００μｍのフェライト粉キャリア７４
とトナー７５を混合した２成分現像剤７６をいれ、磁力
により感光体７７表面に付着させた。この現像剤７６に
静電潜像が形成された感光体７７を通過させると、２成
分現像剤７６は磁石に吸着され動かないが、トナー７５
のみが感光体７７と共に移動し、現像剤量規制板７８通
過後には、感光体７７上に約３０μｍのトナー層が得ら
れた。このあと、具体的実施例７に述べたと同じ現像剤
回収電極ローラ７９による顕像化工程を経て、感光体７
７上にトナー像を得た。得られたトナー像を、紙（図示
せず）に転写帯電器８０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、再びコ
ロナ帯電器８１で感光体７７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。（実施例９）図１１において、８１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、８２は感光体８１と同軸で固定された４極の磁極よ
りなる磁石、８３は感光体をマイナスに帯電するコロナ
帯電器、８４は感光体の帯電電位を制御するグリッド電
極、８５は信号光、８６は現像剤ホッパー、８７は平均
粒径約１０μｍのマイナス帯電性磁性１成分トナー、８
８は非磁性体であるステンレススチール製の現像剤量規
制板、８９はアルミニウム製の現像剤回収電極ローラ、
９０は現像剤回収電極ローラに電圧を印加する交流高圧
電源、９１は現像剤回収電極ローラ８９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、９２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８１表面での磁束密度は１０００Ｇsであ
る。感光体８１の直径は３０ｍｍで、周速３０mm/sで回
転させた。用いた磁性１成分トナーの構成は、ポリエス
テル樹脂６１％、マグネタイト３７％、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
１．０％外添して用いた（いずれも重量％）。

【００４２】感光体８１をコロナ帯電器８３（印加電圧
−４kV、グリッド８４の電圧−５００Ｖ）で、−５００
Ｖに帯電させた。この感光体８１にレーザ光８５を照射
し静電潜像を形成した。このとき感光体８１の露光電位
は−１００Ｖであった。この感光体８１表面上に、磁性
１成分トナー８７を現像剤ホッパー８６内で磁力により
付着させ、さらに−５００Ｖの電圧を印加し、感光体８
１表面と１５０μｍの距離を開け設置した現像剤量規制
板８８を通過させると、感光体８１上には厚さ約２００
μｍのトナー層が形成された。このときトナーはおおよ
そ−５μC/gに帯電していた。次にこのトナー層が付着
した感光体８１を現像剤回収電極ローラ８９の前を通過
させた。このとき現像剤回収電極ローラ８９と感光体８
１との距離は１５０μｍに設定した。現像剤回収電極ロ
ーラ８９には高圧電源９０により、−４００Ｖの直流電
圧を重畳した４５０Ｖ0-p（ピーク・ツー・ピーク９０
０Ｖ）の交流電圧（周波数６００Hz）を印加した。感光
体８１上のトナー層は感光体８１と現像剤回収電極ロー
ラ８９の間を運動し、次第に非画像部のトナーは現像剤
回収電極ローラ８９側に移り、感光体８１上の画像部の
みにネガポジ反転したトナー像が残った。現像剤回収電
極ローラ８９上に付着したトナーは、スクレーパ９１に
よってかきとり、再び現像剤ホッパー８６内に戻し次の
像形成に用いた。こうして感光体８１上に得られたトナ
ー像を、紙（図示せず）に、転写帯電器９２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、再びコロナ帯電器８３で感光体８１を帯電
し、次の像形成工程に用いた。その結果、ベタ画像部の
反射濃度が１．７の濃い画像が得られた。（実施例１０）図１２において、９３はフタロシアニン
をバインダ樹脂に分散した有機感光体ドラム、９４は感
光体９３と同軸で固定された４極の磁極よりなる磁石、
９５は感光体をマイナスに帯電するコロナ帯電器、９６
は感光体の帯電電位を制御するグリッド電極、９７は信
号光、９８は現像剤ホッパー、９９は平均粒径約１０μ
ｍのマイナス帯電性磁性１成分トナー、１００はステン
レス製の現像剤量規制板、１０１はアルミニウム製の現
像剤回収電極ローラ、１０２は現像剤回収電極ローラ１
０１と同軸で固定された４極の磁極よりなる磁石、１０
３は現像剤回収電極ローラに電圧を印加する交流高圧電
源、１０４は現像剤回収電極ローラ１０１上の現像剤を
かきおとすポリエステルフィルム製のスクレーパ、１０
５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９３表面および現像剤回収電極ローラ
１０１表面での磁束密度は８００Ｇsである。感光体９
３の直径は３０ｍｍで、周速３０mm/sで回転させた。

【００４３】感光体９３をコロナ帯電器９５（印加電圧
−４kV、グリッド９６の電圧ー５００Ｖ）で、−５００
Ｖに帯電させた。この感光体９３にレーザ光９７を照射
し静電潜像を形成した。現像剤ホッパー９８内で、磁性
１成分トナー９９をこの感光体９３表面上に磁力により
付着させ、さらに−５００Ｖの電圧を印加した現像剤量
規制板１００を通過させると、感光体９３上には厚さ約
１５０μｍのトナー層が形成された。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９３を現像剤回収電極ローラ１０１の
前を通過させた。このとき感光体９３と現像剤回収電極
ローラ１０１の距離は２００μｍに設定した。現像剤回
収電極ローラ１０１には高圧電源１０３により、−４５
０Ｖの直流電圧を重畳した７００Ｖ0-pの交流電圧（周
波数１kHz）を印加した。感光体９３上のトナー層は感
光体９３と現像剤回収電極ローラ１０１の間を運動し、
次第に非画像部のトナーは現像剤回収電極ローラ１０１
側に移り、感光体９３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。現像剤回収電極ローラ１０１上
に付着したトナーは、内部の磁石１０２によって現像剤
回収電極ローラ１０１に付着し搬送され、スクレーパ１
０４によってかきとり、再び現像剤ホッパー９８内に戻
し次の像形成に用いた。こうして感光体９３上に得られ
たトナー像を、紙（図示せず）に、転写帯電器１０５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、再びコロナ帯電器９５で感光体９３
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。（実施例１１）図１３において、１０６はアゾ顔料をバ
インダ樹脂に分散した有機感光体ドラム、１０７は感光
体１０６と同軸で固定された４極の磁極よりなる磁石、
１０８は感光体をマイナスに帯電するコロナ帯電器、１
０９は感光体の帯電電位を制御するグリッド電極、１１
０は信号光、１１１は現像剤ホッパー、１１２は表面を
シリコン樹脂でコートした粒径１００μｍの鉄粉キャリ
ア１１３とカーボンブラックで着色したトナー１１４を
混合した２成分現像剤、１１５は感光体１０６と１mmの
距離を開け設置したステンレス製の現像剤量規制板、１
１６は感光体１０６と１mmの距離を開けて設置されたア
ルミニウム製の現像剤回収電極ローラ、１１７は現像剤
回収電極ローラ１１６と同軸で固定された３極の磁極よ
りなる磁石、１１８は現像剤回収電極ローラに電圧を印
加する交流高圧電源、１１９は現像剤回収電極ローラ上
の現像剤をかきおとすポリエステルフィルム製のスクレ
ーパ、１２０は使用済みの現像剤を排出するドレイン、
１２１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１０６表面および現像剤回収電極
ローラ１１６表面での磁束密度は８００Ｇsである。感
光体１０６の直径は３０ｍｍで、周速３０mm/sで回転さ
せた。

【００４４】感光体１０６をコロナ帯電器１０８（印加
電圧−４kV、グリッド１０９の電圧−５００Ｖ）で、−
５００Ｖに帯電させた。この感光体１０６にレーザ光１
１０を照射し静電潜像を形成した。現像剤ホッパー１１
１内で、トナー濃度１０％の２成分磁性現像剤１１２を
この感光体１０６表面上に磁力により付着させ、現像剤
量規制板１１５を通過させると、感光体１０６上には厚
さ約１．２mmの現像剤層が形成された。次にこの現像剤
層が付着した感光体１０６を現像剤回収電極ローラ１１
６の前を通過させた。現像剤回収電極ローラ１１６には
高圧電源１１８により、−４５０Ｖの直流電圧を重畳し
た７００Ｖ0-pの交流電圧（周波数１kHz）を印加した。
感光体１０６上の現像剤層は感光体１０６と現像剤回収
電極ローラ１１６の間を運動し、感光体１０６上には画
像部のみにネガポジ反転したトナー像が残り、その他の
現像剤は現像剤回収電極ローラ１１６側に移った。現像
剤回収電極ローラ１１６上に付着した現像剤は、内部の
磁石１１７によって現像剤回収電極ローラ１１６に付着
し搬送され、スクレーパ１１９によってかきとり、ドレ
イン１２０に排出された。こうして感光体１０６上に得
られたトナー像を、紙（図示せず）に、転写帯電器１２
１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、トナーの飛び散りなどのないシャー
プな画像が得られた。

【００４５】

【発明の効果】以上のように本発明は、固定磁石を内包
する静電潜像保持体と、静電潜像保持体に対向し設置し
た電極と、磁性現像剤とを有し、静電潜像保持体に静電
潜像を形成した後、静電潜像保持体の表面に磁性現像剤
を磁気的に付着させ、その後電極により非画像部の磁性
現像剤を除去することを特徴とする構成にしたことによ
り、構成が簡単で高画質の電子写真方法及び装置を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の電子写真現像装置の概略図である。

【図２】本発明の第１の実施例における電子写真現像装
置の構成図である。

【図３】本発明の第２の実施例における電子写真現像装
置の構成図である。

【図４】本発明の第３の実施例における電子写真現像装
置の構成図である。

【図５】本発明の第４の実施例における電子写真装置の
構成図である。

【図６】本発明の第５の実施例における電子写真装置の
構成図である。

【図７】本発明の第６の実施例における電子写真装置の
構成図である。

【図８】本発明の第７の実施例における電子写真装置の
構成図である。

【図９】本発明の第７の実施例に用いる交流電圧の波形
を示す概略図である。

【図１０】本発明の第８の実施例における電子写真装置
の構成図である。

【図１１】本発明の第９の実施例における電子写真装置
の構成図である。

【図１２】本発明の第１０の実施例における電子写真装
置の構成図である。

【図１３】本発明の第１１の実施例における電子写真装
置の構成図である。

【符号の説明】

９感光体１０磁石１１コロナ帯電器１２レーザ露光１３現像剤ホッパ１４キャリア１５トナー１６現像剤１７転写帯電器１８感光体ドラム１９磁石

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】静電潜像を形成し固定磁石を内包する静
電潜像保持体と、前記固定磁石の磁力により前記静電潜像保持体表面に磁
性現像剤を磁気的に付着させる現像剤溜めと、弾性体で構成され前記静電潜像保持体の表面に付着した
磁性現像剤の層厚を一定値に規制する現像剤量規制板
と、前記静電潜像保持体表面の非画像部に付着したトナーを
除去し画像部のトナーを残す直流電圧を重畳した交流電
圧を印加した電極ローラと、を有する電子写真装置。