JP2979801B2 - 電子写真感光体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリンタや複写機等に
応用できる電子写真方法の電子写真感光体に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術として、発明者らが特願平３
−８３９０５号（特開平５−７２８９２号）に出願した
電子写真装置について、図３を用いて説明する。

【０００３】図３において、１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、２は感光体１と
同軸で固定された磁石、３は感光体を帯電するコロナ帯
電器、４は信号光、５はトナーホッパー、６は粒径１５
０μｍの鉄粉キャリア、７はトナー、８はキャリア６と
トナー７とを混合した現像剤、９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１をコロ
ナ帯電器３（印加電圧−４kV）で−７００Ｖに帯電させ
る。この感光体１にレーザ光４を照射し静電潜像を形成
した。この感光体１上に、トナーホッパー５内で、キャ
リア６とトナー７を混合した現像剤８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１上に得られたトナー像を、紙に転写帯電器９に
よって転写した後、定着器により熱定着した。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の構成では、感光
体ドラムはアルミ基盤の上に感光層を形成した構成にな
っている。この構成で、ドラムの強度を保たせるために
アルミの肉厚を厚くすると、感光体の帯電露光特性には
影響がでなかったが、現像特性に著しい悪影響が現れ
た。アルミの肉厚が３ｍｍより厚いと、感光体への磁性
現像剤の磁気的な吸着広い範囲にわたって拡散され、画
像にぼけの様なものが生じ実用に供し得ないものとなっ
た。

【０００５】本発明は上記問題点に鑑み、構成が簡単で
しかも高画質の現像特性を有する電子写真感光体を提供
するものである。

【０００６】

【０００７】さらに本発明は、位置が固定された磁石を
内包し回転する電子写真感光体であって、かつ感光体を
帯電露光し静電潜像を形成した後、現像剤溜め内に位置
する感光体表面に磁性現像剤を磁石により磁気的に吸引
し付着させ、さらに電極ローラに現像剤を対向させ電極
ローラに交流電圧を印加し静電潜像を現像する構成の電
子写真装置に用いる電子写真感光体であって、感光体の
厚みが３ｍｍ以下であることを特徴とする電子写真感光
体である。

【０００８】

【作用】本発明は上記した構成によって、感光体内部の
空間を利用して磁石を設けたときに、内部磁石の磁力が
磁性現像剤を吸着し静電潜像を現像するのに十分な磁力
を感光体表面に出現させ、しかもその磁力が感光体表面
で広がる範囲を制限するためには、感光体の肉厚を薄く
することが必須である。これを図２で説明する。図２の
１０はアルミ肉厚４ｍｍの感光体ドラム、１１は感光体
１０内部に固定された磁石、１２はこのとき感光体表面
に現れた磁力線である。このように感光体の厚みが厚い
と、その磁力線が感光体表面では拡散してしまい、トナ
ーをしっかりと保持できず、画像ぼけの原因になること
がわかる。この拡散現象は感光体内部の磁石の磁力を強
くしても同じ結果になる。従って、感光体の肉厚が厚い
ときには内部磁力を強化しても効果はない。高画質の画
像を得ようとすると感光体の厚みを薄くして磁力の拡散
を防ぐことが必須となる。

【０００９】

【実施例】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、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による有機感光体等を用いる
ことができる。なお感光体の表面は、現像剤層の搬送を
促進するためにサンドブラスト等で粗面化してもよい。

【００１０】本発明には、磁石を内包する電子写真感光
体ドラムを用いる。この磁石は回転せず感光体だけが回
転する。

【００１１】感光体基盤材料としては、非磁性体が望ま
しい。例えばアルミや高分子フィルム上に導電層を形成
したものなどがある。このときこの厚みが重要であり３
ｍｍ以下にすることが必須となる。ここでこの感光体基
盤上にはさらに感光層が形成されるが、この感光層は通
常１００μｍ以下であるので、この層を含み３ｍｍ以下
にすればよい。

【００１２】本発明には、感光体表面に対し開口部を有
する現像剤溜めを用いる。現像剤は現像剤溜めから直接
感光体に接触する構成であり、現像剤は帯電しているか
否かに関わらず感光体に磁気的に吸着される。

【００１３】本発明にはトナーとキャリアよりなる２成
分磁気ブラシ現像剤を用いることができる。本発明に用
いるトナーは、カーボンブラックやフタロシアニンなど
の着色顔料を、アクリル樹脂やポリエステル樹脂などの
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
たパール重合法や乳化重合法等で化学的に得られる粉体
であっても良い。さらにトナー粒子はそのままキャリア
に混合しても良いし、トナーの表面にシリカ微粒子やフ
ッ素樹脂微粉末を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、１２
μｍ以下にするとさらにシャープな画像が得られる。

【００１４】本発明には磁性現像剤として絶縁性磁性１
成分トナーを用いることができる。この場合には鮮やか
なカラー画像は得られないが、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。フェライトやマグネタイトの量は２０〜５０
％にすると、平滑な感光体の表面でも現像剤を搬送する
ことができ、さらに現像性能と定着性能が両立できる。
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、またパール重合法や乳化重合法等で化学的に得られ
る粉体であっても良い。形状は不定形であっても良い
し、球状であっても良い。さらにこのトナーの表面にシ
リカ微粒子やフッ素樹脂微粉末を付着させたものであっ
ても良い。

【００１５】トナーを回収する電極ローラと感光体との
距離は、１００μｍ〜７００μｍ程度に設置される。

【００１６】電極ローラの材質は導電性であればよく、
非磁性体であってもよい。現像剤の流動性が悪いときに
は、電極ローラを磁性体にすると、感光体内部の磁石か
らの磁力線が電極ローラにまで到達し、その結果現像剤
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。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。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。この電極ローラ内部の磁石の磁極は、感光体内
部の磁石の磁極とは逆極性が好ましい。さらに、現像剤
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、電極ローラ内部の磁石の磁極位置が感光体
と電極ローラとの最近接位置に対向する位置する構成に
することが好ましい。

【００１７】この電極ローラの回転方向は、図１に示す
ように現像位置において感光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。
電極ローラの速度は、感光体の移動速度の０．３〜２．
０の範囲がよい。

【００１８】この電極ローラには、交流電圧を印加す
る。もちろんパルス波形であってもよく、感光体との間
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も変わるが、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、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、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。この様な電圧を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、感光体と電極ローラの間
を運動し、静電潜像に忠実な高精細画像が得られる。

【００１９】（実施例１）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。

【００２０】図１に示す装置を用いて本発明の電子写真
装置の１実施例を示す。図１において、１３は肉厚０．
８ｍｍのアルミ素管の上に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層を塗布した感光
体ドラム、１４は感光体１３と同軸で固定された磁石
で、１５は感光体をマイナスに帯電するコロナ帯電器、
１６は感光体の帯電電位を制御するグリッド電極、１７
は信号光、１８は現像剤溜め、１９は磁性１成分現像
剤、２０は感光体１３とギャップを開けて設定した非磁
性電極ローラ、２１は電極ローラの内部に設置された磁
石、２２は電極ローラ２０に電圧を印加する交流高圧電
源、２３は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、２４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、２５は転写紙であ
る。感光体１３表面での磁束密度は８００Ｇsである。
電極ローラ２０表面での磁束密度は６００Ｇsである。
感光体１３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。電極ローラ２０の直径
は１６ｍｍで、周速６０ｍｍ／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
１３と電極ローラ２０とのギャップは３００μｍに設定
した。

【００２１】現像剤には粒径１０μｍの絶縁性磁性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％）。

【００２２】感光体１３をコロナ帯電器１５（印加電圧
−４．５ｋＶ、グリッド１６の電圧−５００Ｖ）で、−
５００Ｖに帯電させた。この感光体１３にレーザ光１７
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１３表面上に、トナ
ー１９を現像剤溜め１８内で磁力により付着させた。次
に感光体１３を電極ローラ２０の前を通過させた。静電
潜像が書き込まれた感光体１３の通過時には、電極ロー
ラ２０には交流高圧電源２２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１３の帯電部分に付着したトナーは電
極ローラ２０に回収され、感光体１３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
する電極ローラ２０に付着したトナーは、スクレーパ２
３によってかきとり、再び現像剤溜め１８内に戻し次の
像形成に用いた。こうして感光体１３上に得られたトナ
ー像を、紙２５に、転写帯電器２４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。

【００２３】比較例１ 図１に示す感光体ドラムの代わりに、図２に示す肉厚４
ｍｍのアルミ素管の上に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層を塗布した感光体
ドラムを用いた。このとき感光体内部にいれる磁石の磁
力を強力にして、感光体表面での磁力は実施例１と同じ
８００Ｇｓに合わせた。他の電極ローラ等の条件は同じ
に設定し、実施例１と同じプロセスで像形成を行った。
その結果、べた画像は実施例１と同じであったが、横線
のラインペアの再現が悪く一部尾を引いたような画像に
なった。

【００２４】

【発明の効果】本発明は、感光体ドラムの回転に追従し
ない位置が固定された磁石を内包した回転する電子写真
感光体ドラムの肉厚を薄くすることによって磁力の拡散
をなくしたため、構成が簡単でしかも画像ぼけのない高
画質の現像特性を有する電子写真感光体を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における電子写真装置の構成図
である。

【図２】比較例の問題点を説明する説明図である。

【図３】従来の電子写真装置の概略図である。

【符号の説明】

１３ 感光体 １４ 磁石 １５ コロナ帯電器 １６ グリッド電極 １７ レーザ露光 １８ 現像剤溜め １９ 磁性現像剤 ２０ 電極ローラ ２１ 磁石 ２２ 交流高圧電源 ２３ スクレーパ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ０３Ｇ 21/00 ３５０ Ｇ０３Ｇ 15/08 ５０７Ａ (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 15/06 - 15/06 101 G03G 15/08 - 15/09 101 G03G 21/00 350 G03G 5/00 101

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】感光体ドラムの回転に追従しない位置が固
   定された磁石を内包した回転する電子写真感光体であっ
   て、かつ前記感光体を帯電露光し静電潜像を形成した
   後、現像剤溜め内に位置する前記感光体表面に磁性現像
   剤を前記磁石により磁気的に吸引し付着させられ電極ロ
   ーラに前記現像剤を対向させ前記電極ローラに交流電圧
   を印加し静電潜像を現像する構成の電子写真装置に用い
   る電子写真感光体であって、前記感光体の厚みが３mm以
   下であることを特徴とする電子写真感光体。