JPH0519570A - 画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型の簡単な構成でメンテナンスも容易な装
置を用いて、安定した画像濃度が得られるだけでなく、
地かぶりやトナーの飛び散りの無い高解像度の高品質画
像を高速に得る。 【構成】 トナー供給される面と反対面からの像露光が
可能な感光体とトナーホッパーとトナー供給部と像露光
部とトナー回収部からなる画像形成装置と、感光体を回
転させ、この回転方向上に配置したトナー供給部からト
ナーホッパーで帯電したトナーを感光体表面に供給し、
感光体を像露光した後、同じく回転方向上に配置したト
ナー回収部において、感光体の画像部にトナーを残し、
非画像部のトナーを回収することにより感光体上にトナ
ー画像を形成する画像形成方法

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真方式を用いる
画像形成装置に関し、特には小型で高速、高解像度が要
求されるプリンタ等の画像形成部に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機、ファクシミリ、プリンタ
等において、電子写真方式の画像形成装置が広く用いら
れている。以下図面を参照しながら代表的な電子写真方
式の画像形成装置について説明する。図２は代表的な電
子写真方式の画像形成装置の模式的説明図である。図２
において、２０１は電子写真感光体ドラム、２０２は主
帯電部、２０３は像露光部、２０４はトナー現像部、２
０５は紙および紙搬送部、２０６は転写部、２０７は定
着部、２０８はトナークリーニング部、２０９は除電部
である。まず、図２によって、その動作を説明すると電
子写真感光体ドラム２０１を主帯電部２０２で一様に帯
電させ、感光体の表面電位を感光体内部の電界が充分高
くなるようにし、感光体に光感度を付与する。そうして
おいて、像露光部２０３で画像部に対応した露光を行う
と、画像部に対応して感光体の表面電位が減衰する。こ
のように、表面電位の低下した部分にトナー現像部２０
４において、感光体の帯電極性と同じに帯電したトナー
をトナー現像部２０４が感光体の帯電極性と同じ極性
で、且つ感光体の帯電電位よりも低いバイアス電位を持
つことによって、像露光された部分にのみトナーを付着
させ、感光体上に画像を形成する。このようにして感光
体上に形成されたトナー像は、転写部２０６によって紙
に転写され、定着部２０７で定着される。また、転写の
後、感光体上に残ったトナーは、トナークリーニング部
２０８により、感光体表面から擦り落とされ、除電部２
０９により帯電を全て除いて感光体を初期の状態に復
す。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の様
な構成では、まず、主帯電部においてコロナ放電を用い
た場合、多量のオゾン、窒素酸化物等の有害物質が発生
する。これらの有害物質は大がかりな浄化フィルター等
を用いなければ装置使用者の人体に有害な他、感光体等
の構成部品を劣化させ、装置の信頼性を損なう原因とも
なる。このような問題を解決するためにローラ帯電等の
方法も実用化されているが、帯電能力が低く極めて低速
な画像形成にしか用いることができず、高速な画像形成
が必要な場合には、上述のコロナ放電を用いた帯電器の
放電をさらに強めたり、放電器を複数個用いる方法が一
般に用いられている。従って、従来技術での帯電の高速
化には装置が大がかりになったり、構成部品の信頼性を
損なうなどの大きな問題がある。

【０００４】次に、感光体上の像露光された部分にのみ
トナー像を現像する現像部においては、装置のメンテナ
ンスの容易さから一成分トナーが用いられることが多
い。一般に、帯電された一成分トナーは感光体にある間
隙を持って対抗した電極ローラ上に、磁性トナーの場合
は磁気力、非磁性トナーの場合はローラ電極との鏡像力
や摩擦力によって供給され、弾性ブレード等によって膜
厚制御を行う。このようにして得た電極ローラ上の帯電
されたトナーは、電極ローラに感光体上の像露光部の表
面電位と非露光部の表面電位の間の適当なバイアス電位
を与えることにより、静電気力によって像露光部にのみ
トナーが付着する。しかしながら、このような現像方法
では、電極ローラ上への安定したトナー供給のために
は、前述の磁気力、鏡像力、摩擦力は大きい方がよい
が、電極ローラ上から感光体への供給のためにはそれら
は小さい方がよいなど両立するのが難しい問題がある。
また、高解像度を得るため電極ローラ上のトナー層を薄
層化するため弾性ブレードの圧力を高めて層規制力を増
すと、トナーの電極ローラ上での凝集力が増して感光体
上への供給に時間がかかったり、供給に不具合が生じた
り、ブレードの圧力によってトナーが劣化したりする問
題があった。

【０００５】次に、現像されたトナー像が紙に転写され
た後に感光体上に残留したトナーを除去するトナークリ
ーニング部においては、感光体上から除去したトナーを
貯めておく廃トナーボックスが必要であり、装置が大が
かりになったり、貯った廃トナーを捨てる等のメンテナ
ンスが必要になるなどの欠点がある。また、このような
画像形成装置では残留トナーのクリーニングが充分に行
われないと、次の画像に汚れとして残って画像品質を低
下させる。これを防止するためには、クリーニングブレ
ードの感光体に接する圧力を増すことが有効であるが、
感光体表面を傷つけたり、ブレードに傷やかけが発生し
たりという問題がある他、ブレードの下に咬み込んだ紙
粉を擦りつけることにより、タルク等の成分が感光体表
面に付着して感光体の表面抵抗を低下させ、画像異常を
発生させる等の問題がある。また、このように種々の問
題と相反するトナークリーニングの問題は、画像の高解
像度を得るためトナーを小粒径化することによりますま
す大きな問題となる。

【０００６】従って、以上の様に従来の画像形成技術は
必ずしも満足のいくものではない上、近年ますます要求
が強くなっている、装置の小型化、メンテナンスフリー
化、高速化、高解像度化には充分に対応できないものと
なっている。

【０００７】また、裏面からの像露光可能な感光体を用
いて、近年装置の小型化を主目的として、帯電、露光、
現像を同時に行う画像形成方法も種々の方法が提案され
ている。（例えば、１９８８年ザ・フォース・インター
ナショナル・コングレス・オン・アドヴァンシズ・イン
・ノンインパクトプリンティング・テクノロジズ論文
集）しかし、これらの方法はいずれも感光体が像露光に
よって光感度を有するのに必要な電界を現像と同時に提
供する方法であるため、本質的に感光体の動作速度より
速い現像は不可能であり、充分な画像濃度が得られなか
ったり、感光体に長時間電界を加え続けなければならな
いため、充分な画像の形成速度が得られない等の問題が
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで本発明は前記問題
点に鑑み、トナー供給される面と反対面からの像露光が
可能な感光体とトナーホッパーとトナー供給部と像露光
部とトナー回収部とを有する画像形成装置を用い、この
感光体を移動させ、この移動方向上に配置したトナー供
給部からトナーホッパーで帯電したトナーを感光体表面
に供給し、感光体を像露光した後、同じく移動方向上に
配置したトナー回収部において、感光体の画像部にトナ
ーを残し、非画像部のトナーを回収することにより感光
体上にトナー画像を形成することによって、装置の小型
化、メンテナンスフリー化、高速化、高解像度化におい
て大きな問題を抱える主帯電器と紙へのトナー像転写後
の残留トナーのクリーニングを不要とし、さらに、トナ
ーの供給と回収を機能分離することにより、相反する問
題をなくして安定した現像を行い、容易に高速化、高解
像度化に対応できるものである。

【０００９】

【作用】本発明の画像形成装置は、少なくともトナー供
給される面と反対面からの像露光が可能な感光体および
トナー供給部とトナー回収部を一体化したトナーホッパ
からなり、本発明の画像形成方法はこの感光体を移動さ
せ、この移動方向上に配置したトナー供給部からトナー
ホッパーで帯電したトナーを感光体表面に供給し、感光
体を像露光した後、同じく移動方向上に配置したトナー
回収部において、感光体の画像部にトナーを残し、非画
像部のトナーを回収することにより感光体上にトナー画
像を形成する。以下に詳細に説明する。

【００１０】まず、トナー供給される面と反対面からの
像露光が可能な感光体を移動させ、その移動方向上に配
置したトナー供給部からトナーホッパーで帯電したトナ
ーを感光体表面に供給し、この帯電したトナーの持つ電
荷によって感光体内部に電界を形成する。この後に、感
光体のトナー供給される面と反対側に配置された像露光
装置により、画像部のみを露光する。この露光によって
内部に電界が形成された感光体にはキャリアが発生し、
電界中を静電気力で移動することによって、感光体表面
は先に帯電したトナーの供給によって与えた電荷と反対
極性に帯電し、像露光部に供給されて付着しているトナ
ーは感光体表面に静電気力によって強固に付着する。こ
こで、感光体表面に供給された帯電したトナ−と、それ
と反対極性を持つ感光体内部で発生したキャリアは、感
光体表面に塗布した絶縁性表面層を介することにより、
互いの電荷が中和されるのに要する時間を適当に調節す
ることができる。一方、非画像部に供給されて付着して
いるトナーは感光体との鏡像力とトナー間の凝集力によ
って極めて僅かな力で付着している。そこで、同じく移
動方向上に配置したトナー回収部において、感光体の画
像部に強固に付着したトナーを残し、非画像部に僅かな
力で付着しているトナーを回収することにより感光体上
にトナー画像を形成する。ここで、感光体表面に塗布し
た絶縁性表面層に、例えばフッ素系グラフトポリマーを
内添するなどの方法により、その表面離形性を高めれ
ば、非画像部に供給されて付着しているトナ−と感光体
表面との付着力はより弱まり、非画像部のトナ−回収が
より効果的に行える。

【００１１】この方法によれば、感光体が光感度を得る
のに必要な電界の形成を、コロナ放電等の帯電器を用い
ることなく、帯電したトナーを感光体上に一様に供給す
ることにより行うので、装置が小型化でき、またトナー
供給部においては一様にトナーを供給するだけで良いの
で、解像度に制限されることなく大きな静電気力でトナ
ーを感光体上に高速に供給できる。

【００１２】また、装置の構成上でトナー供給、像露光
からトナー回収までに感光体の移動距離があるので、画
像の形成を高速化するため感光体の移動を高速化した場
合にも、画像部においては充分なトナーの付着力が得ら
れる。また、トナー回収部においては非画像部に僅かな
力で付着したトナーを静電気力で回収するが、従来の現
像技術においては、現像ローラとトナーとの鏡像力およ
び摩擦力が大きく、また弾性ブレードによる層規制等に
よりトナー間の凝集力も大きいものであったのに対し
て、本発明による感光体上の非画像部に付着したトナー
の鏡像力、摩擦力、凝集力は極めて小さく、高速で高解
像なトナー回収が容易に行える。また、従来の現像技術
では、現像ローラ上にトナー層を形成するためには鏡像
力、摩擦力、凝集力はある程度以上必要であり、現像ロ
ーラ表面を粗したりする一方、高速で高解像な現像のた
めにはトナーと現像ローラとの付着力は小さい方がよい
という相反する問題があったが、本発明のトナー回収部
においては、感光体上の非画像部に付着したトナーの付
着力は小さい方が望ましく、感光体表面の離形性を向上
させたり、トナー粒子間の離形性を向上させることで、
相反する問題無しに高速化高解像化に対応できる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の画像形成装置および画像形成
方法について詳細に説明する。

【００１４】本発明の画像形成装置は、少なくともトナ
ー供給される面と反対面からの像露光が可能な感光体と
トナーホッパーとトナー供給部と像露光部とトナー回収
部からなり、トナー供給される面と反対面からの像露光
が可能な感光体としては、導電性の透明支持体上に形成
された有機感光体等が用いられる。

【００１５】感光体の絶縁性表面層は、非画像部に供給
された帯電したトナ−がトナ−回収時に効率よく回収さ
れるために、表面離形性に優れている必要がある。ま
た、像露光により発生したキャリアと、その反対極性を
持つ感光体表面に供給されたトナ−が、互いに電荷を中
和するのに要する時間を調節するため、適当な絶縁性を
持つ必要がある。その他に、絶縁性表面層に要求される
事柄としては、先ず、その下層に塗布されている電荷発
生層を、機械的なストレス、例えば転写時の紙との摩擦
などから保護するために充分な強度を持つ必要がある。
また、絶縁性表面層は、高温高湿環境下においても、画
像ボケ、画像流れの原因とならないためにも、充分な表
面撥水性を有することが好ましい。

【００１６】以上に述べた特性を満たす絶縁性表面層と
して、例えば、熱硬化性シリコ−ン樹脂とウレタンエラ
ストマ−を混合した樹脂母体に、疎水性シリカを分散
し、更にフッ素系グラフトポリマーを添加した組成を用
いることもできる。

【００１７】絶縁性表面層に熱硬化性シリコーン樹脂を
用いることによって、高硬度で透光性・耐侯性に優れた
塗膜が得られ、さらに熱硬化性シリコーン樹脂と同時に
ウレタンエラストマ−を含有することによって、耐摩耗
性の向上が図れる。

【００１８】また、ウレタンエラストマーを含有するこ
とによって、成膜時のシリコーン樹脂の硬化収縮による
クラック防止と下層との接着性向上を図ることができ
る。

【００１９】また、疎水性シリカを含むことによって感
光体表面の硬度を向上させるだけでなく、表面の摩擦係
数を低減させ、感光体表面の潤滑性を向上させ、非画像
部に付着したトナ−の絶縁性表面層への接着力を低下さ
せることによって、トナ−回収時の効率を高めることが
できる。

【００２０】この同時に含有されるシリカは疎水性であ
ることが必要で、疎水処理していることによって、水分
や、紙成分中に含まれるタルクなどの親水性の付着物を
抑制することができるとともに、表面離形性が向上し、
非画像部に付着したトナ−の回収をより効率的に行うこ
とができる。

【００２１】また、更にフッ素系グラフトポリマーを添
加することにより、絶縁性表面層の表面自由エネルギ−
は低下し、表面離形性が高まり、非画像部に付着してい
るトナ−の回収がより効果的に行われるばかりでなく、
紙粉などの付着物を減少させ感光体の高寿命化を図るこ
とにもつながる。

【００２２】絶縁性表面層に用いられる熱硬化性シリコ
ーン樹脂としては、アルコキシシランの加水分解物を熱
硬化させたものであり、その加水分解物としては、３官
能あるいは４官能のシラノール基を有しているものであ
ればよく、またアルキル基としてはメチル基などが挙げ
られる。

【００２３】これらの熱硬化性シリコーン樹脂は、アル
コキシシランの加水分解物としてアルコール系溶剤に可
溶のものが好ましく、下層を侵食することなく塗布でき
て、塗布形成後、加熱処理によって縮合して硬化し、高
硬度・高耐久性の膜が得られる。

【００２４】また、同様に、絶縁性表面層に含有される
ウレタンエラストマーは下層を侵食しない理由から、ア
ルコール系溶剤に可溶のものが望ましい。

【００２５】アルコール可溶ウレタンエラストマーは、
イソシアネートと当量よりも過剰のポリオールを低沸点
のアセトン、ｎ−ヘキサン、酢酸エチルなどの溶剤中で
縮合させた後、これらの溶剤よりも沸点の高い１−プロ
パノール、２−プロパノール、１−ブタノール、２−ブ
タノール、２−メチルプロパノール、１−ペンタノー
ル、２−ペンタノール、ジアセトンアルコールなどから
選ばれた少なくとも１種を含むアルコール系溶剤と置換
することによって得ることができる。

【００２６】また、同時に絶縁性表面層中に含まれる疎
水性シリカは、一次粒子径で平均粒径が５〜５０ｎｍの
高純度のシリカをオルガノシラン、シリコーンオイル等
の有機珪素化合物で処理したもので、少なくとも相対湿
度８０％における吸水率が１％以下のものが好ましい。
例えば、シリカにヘキサメチレンジシラザンを反応させ
てシリカ表面のシラノ−ル基をトリメチルシリル基に置
換させたものや、シリコ−ン化合物を反応させてポリジ
メチルシロキサンと置き換えて疎水化したものなどが挙
げられる。

【００２７】また、同時に、絶縁性表面層に含まれるフ
ッ素系グラフトポリマーは、平均分子量数千〜数十万程
度のアクリル等のアンカーポリマーの側鎖にフルオロカ
ーボンを含み、少なくとも絶縁性表面層の全固形分１０
０重量部に対して１０重量部以下の添加で、絶縁性表面
層の純水に対する接触角が９０゜以上となるような撥水
性を与えられるものが好ましい。

【００２８】絶縁性表面層は、これらのアルコキシシラ
ンの加水分解物とウレタンエラストマーとを両者を溶解
する溶剤に溶解し、疎水性シリカを分散させ、さらにフ
ッ素系グラフトポリマーを溶解させた塗液を、感光層上
に浸漬塗工法、スピン塗工法、スプレイ塗工法、静電塗
工法等の通常の塗布法によって塗布、乾燥しその後加熱
処理によって硬化し形成する。加熱処理温度としては８
０℃〜２００℃であるが、感光層の耐熱性を考慮すれば
８０℃〜１２０℃位が好ましい。また絶縁性表面層の膜
厚としては０．１〜５μｍであるが、画像形成の繰り返
し安定性、接着性、耐摩耗性を考慮すれば特には０．２
〜２μｍが好ましい。

【００２９】また、絶縁性表面層中の熱硬化性シリコー
ン樹脂とウレタンエラストマーとの比率は、乾燥後の固
形分重量比で２：８〜８：２位が好ましく、シリコーン
樹脂の比率が小さくなると表面硬度の点で劣り、またシ
リコーン樹脂の比率が余り大きくなると成膜時のシリコ
ーン樹脂の硬化収縮によりクラックが発生したり、下層
との接着性が悪くなる。

【００３０】さらに、絶縁性表面層中に分散させた疎水
性シリカは、塗液の安定性、塗膜強度、成膜性などの点
から、添加量としては、絶縁性表面層の全固形分１００
重量部に対して１〜２００重量部、好ましくは５〜１０
０重量部の範囲である。

【００３１】さらに、絶縁性表面層中に溶解させたフッ
素系グラフトポリマーの添加量としては、絶縁性表面層
の全固形分１００重量部に対して０．１〜２０重量部、
好ましくは０．５〜５重量部の範囲である。

【００３２】感光体の電荷発生層に用いる電荷発生物質
としては、フタロシアニン系、アゾ系、スクエアリリウ
ム系、シアニン系、キノン系、ペリレン系などの各種顔
料あるいは染料が挙げられる。電荷発生層はこれらの顔
料あるいは染料と適当なバインダ−樹脂を加えて分散さ
せて調液された塗布液を浸漬塗工法、スピン塗工法、ス
プレイ塗工法、静電塗工法等の通常の塗工法によって塗
布、加熱乾燥し、数μｍの膜厚で形成するが、好ましく
は ０．２〜２μｍの膜厚に形成するのがよい。 感光
体の電荷輸送層に用いる電子供与性物質としては、アル
キル基、アルコキシ基、アミノ基、イミド基などの電子
供与性基を有する化合物、アントラセン、ピレン、フェ
ナントレンなどの多環芳香族化合物またはそれらの骨格
を有する誘導体、インドール、オキサゾール、オキサジ
アゾール、カルバゾール、チアゾール、ピラゾリン、イ
ミダゾール、トリアゾールなどの複素環化合物またはそ
れらの骨格を有する誘導体などが挙げられる。これらの
電子供与性物質とバインダー樹脂を適当な溶剤に溶解
し、浸漬塗工法、スピン塗工法、スプレイ塗工法、静電
塗工法等の通常の塗布法によって塗布・乾燥し電荷輸送
層を形成せしめるが、電子供与性物質が高分子化合物の
場合はバインダー樹脂を混合せずに単独で電荷輸送層を
形成しても良い。電荷輸送層の膜厚としては数μｍ〜数
十μｍであるが、好ましくは５〜２５μｍの厚さであ
る。い。

【００３３】電荷発生層、電荷輸送層に用いられるバイ
ンダー樹脂は、他層との接着性向上、塗布膜の均一性向
上、塗工時の流動性調整などの目的で、必要に応じて用
いられ、具体的には、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、
ポリビニルブチラ−ル、ポリ酢酸ビニル、ポリカ−ボネ
イト、フッ素樹脂、メタクリル樹脂、シリコーン樹脂、
またはこれらの樹脂の共重合体などが挙げられる。ま
た、溶剤としては電荷発生剤、電荷輸送剤あるいはバイ
ンダー樹脂を溶解するものであればよく、具体的には、
ハロゲン化炭化水素類、芳香族炭化水素類、ケトン類、
エステル類、エーテル類などを用いることができる。

【００３４】トナーホッパーはトナー回収部で回収され
たトナーとともに予め装置に供給されたトナーを撹拌
し、ファーブラシ等の帯電部材でトナーに感光体が感度
を有する極性の電荷を与えてトナー供給部へ搬送できる
ものであれば良く、磁性トナーを用いる場合にはトナー
供給部に磁石を用いることにより搬送を容易に行える。

【００３５】トナー供給部はトナーホッパーで帯電され
たトナーを感光体上に一様に供給できれば良く、従来の
現像技術で全面現像を行うのと同様に、感光体とある間
隙をはさんで対抗した電極ローラに感光体に対してトナ
ーの帯電と同極性のバイアス電圧を加えることにより、
間隙に電界を形成しトナーを飛翔させる方法などを用い
ることができる。一般にこの時加えるバイアス電圧は直
流であるが、交流電圧を重畳することにより間隙に交流
電界を形成し、帯電したトナーを静電気的に往復運動さ
せることにより、電極ローラ上へのトナーの付着力を軽
減させてもよい。

【００３６】像露光部は感光体のトナー供給される面と
反対面に配置され、感光体に画像部に対応した露光を行
えれば良く、一般に感光体がドラム形状であることか
ら、小口径の感光体ドラム内にも配置できる小型のＬＥ
Ｄアレイ等を用いることができる。

【００３７】トナー回収部は感光体上の画像部に付着し
たトナーは回収せず、非画像部に付着したトナーを回収
してトナーホッパーに戻すものであればよく、従来の現
像技術と同様に、感光体とある間隙をはさんで対抗した
電極ローラに感光体に対してトナーの帯電と逆極性のバ
イアス電圧を加えることにより、間隙に電界を形成しト
ナーを飛翔させる方法などを用いることができる。一般
にこの時加えるバイアス電圧は直流であるが、交流電圧
を重畳することにより間隙に交流電界を形成し、帯電し
たトナーを静電気的に往復運動させることにより、感光
体上へのトナーの付着力を軽減させてもよい。また、こ
の時に加えるバイアス電圧は大きすぎると画像部のトナ
ー濃度が低下し、小さすぎると非画像部のトナーが充分
に回収されず地かぶりとなっていずれにしても高解像度
は得られない。一般にトナー回収部のバイアス電圧は、
トナー供給部のバイアス電圧よりも充分小さく保つこと
で画像部の濃度低下は抑制され、またトナー供給部およ
びトナー回収部のバイアス電圧の両方を大きくすること
で非画像部の地かぶりは抑制される。また、この非画像
部の地かぶりは、感光体の表面の離形性を向上させた
り、トナーに疎水性のシリカやアルミナを外添したり、
トナーの樹脂組成中にフッ素系表面改質剤等を内添する
ことにより、トナー粒子間の凝集力を低下させることに
よっても抑制できる。

【００３８】以下、本発明の実施例を具体的に説明する
が、本発明は以下の実施例に示す組合せに限定されるも
のではない。

【００３９】以下本発明の一実施例の画像形成装置およ
び画像形成方法について図面を参照しながら説明する。

【００４０】図１は本発明の実施例における画像形成装
置の構成図である。図１において１０１は感光体ドラ
ム、１０２はトナー供給用電極ローラ、１０３は層規制
弾性ブレード、１０４はトナー帯電用ファーブラシ、１
０５はトナーホッパー、１０６はトナー撹拌パドル、１
０７はトナー回収用電極ローラ、１０８はトナー掻き取
りスクレーパ、１０９はＬＥＤアレイ、１１０は紙およ
び紙搬送部、１１１は転写部、１１２は定着部である。

【００４１】感光体ドラム１０１は直径３０ｍｍのプラ
スチックドラム上に、透明導電層、電荷輸送層、電荷発
生層、絶縁性表面層の順に積層した自作の有機感光体を
用い、図１において右回りに周速１００ｍｍ／ｓで回転
させた。トナー供給用電極ローラ１０２は感光体表面と
約８０μｍの間隙をはさんで対抗した直径１５ｍｍの電
極ローラを用い、左回りに感光体と等しい周速で回転さ
せた。トナーホッパー１０５の内部には自作の正帯電型
非磁性一成分トナーを約２００ｇ入れ、トナー撹拌用パ
ドル１０６を回転させて撹拌し、トナー帯電用ファーブ
ラシ１０４を回転させて、トナーとファーブラシの摩擦
力によってトナーを帯電させて、トナー供給用電極ロー
ラ１０２に付着させた。トナー供給用電極ローラ１０２
に付着したトナーは、層規制弾性ブレード１０３によっ
て層規制されるが、この層規制弾性ブレードは従来の現
像技術のそれと異なり、薄層にトナー層を規制すること
が目的でなく、鏡像力で電極ローラに付着しているトナ
ー以上の過剰なトナーが運び出されることにより、こぼ
れが発生するのを防止するための、トナーシールの役割
を果たすことが目的であるので、層規制弾性ブレードの
電極ローラへの応圧は線圧で約５ｇ／ｃｍとした。トナ
ー供給用電極ローラ上でのトナーの帯電量は約＋８μＣ
／ｇであった。

【００４２】感光体ドラムの透明導電層は、プラスチッ
クドラム上に、真空蒸着法によりＩＴＯを膜厚約０．１
μｍで蒸着することにより形成した。

【００４３】次に、１，１−ビス（ｐ−ジエチルアミノ
フェニル）−４，４−ジフェニル−１，３−ブタジエン
１重量部とポリカーボネイト（バイエル社製 商品名
マクロホールＮ）１重量部を塩化メチレン９重量部に溶
解し、この塗液を前記透明導電層上に浸漬塗布し、８０
℃にて１時間乾燥して膜厚２０μｍの電荷輸送層を形成
した。

【００４４】また、τ型無金属フタロシアニン（東洋イ
ンキ製造株式会社製）５重量部とアクリル樹脂（三菱レ
ーヨン株式会社製 商品名ダイヤナールＨＲ６６４）４
重量部およびメラミン樹脂（大日本インキ株式会社製
商品名スーパーベッカミンＬ１４５−６０）１重量部と
をｓ−ブチルアルコール１１５重量部に分散した。この
塗液を前記電荷輸送層上に浸漬塗布し、１３０℃にて１
時間乾燥して膜厚０．２μｍの電荷発生層を形成した。

【００４５】また、熱硬化性シリコーン樹脂（東芝シリ
コーン株式会社製）７０重量部とウレタンエラストマー
（三井東圧化学株式会社製 商品名オレスターＮＬ２２
４９Ｅ）３０重量部とをｎ−ブチルアルコール１０００
重量部に溶解した塗液に、疎水性シリカ（キャボット社
製 商品名キャボシルＴＳ５３０）を５０重量部添加
し、超音波分散によって分散し、さらにフッ素系グラフ
トポリマー（東亜合成化学株式会社製 ＧＦ−３００）
５重量部添加して塗液を作製した。この塗液を前記電荷
発生層上に浸漬塗布し、１１０℃にて１時間加熱処理
し、硬化させて膜厚１μｍの絶縁性表面層を形成した。

【００４６】トナー供給用電極ローラには感光体に対し
て＋１０００Ｖの直流バイアス電圧を加えた。ＬＥＤア
レイ１０９による露光は、図１においてトナー供給用電
極ローラ１０２と感光体ドラム１０１の最近接部より３
ｍｍ右側に行った。トナー回収用電極ローラ１０７はそ
の感光体ドラム１０１との最近接部が、トナー供給用電
極ローラ１０２の感光体ドラム１０１との最近接部に対
して、感光体ドラム円周上で２５ｍｍ、図１において右
側になるように配置した。トナー回収用電極ローラ１０
７は感光体表面と約８０μｍの間隙をはさんで対抗した
直径１５ｍｍの電極ローラを用い、左回りに感光体と等
しい周速で回転させた。

【００４７】トナー回収用電極ローラには感光体に対し
て−５００Ｖの直流バイアス電圧と最大振幅１０００
Ｖ、周波数１ｋＨｚの正弦波交流電圧を重畳して加え
た。トナー回収用電極ローラに回収されたトナーは、ス
クレーパ１０８によって掻き落し、再びトナーホッパ１
０５内部に戻した。

【００４８】このようにして、感光体ドラム１０１上に
形成されたトナー像は、転写帯電器１１１によって紙１
１０に転写した。紙に転写したトナー像は定着器１１２
によって溶融定着した。

【００４９】このようにして得た画像は、充分な濃度が
得られるだけでなく、非画像部の地かぶりや、画像部周
辺へのトナーの飛び散りの無い、極めて高解像度の高品
質画像が得られた。

【００５０】以上のように本実施例によれば、画像形成
装置がトナー供給される面と反対面からの像露光が可能
な感光体とトナーホッパーとトナー供給部と像露光部と
トナー回収部からなり、感光体を回転させ、この回転方
向上に配置したトナー供給部からトナーホッパーで帯電
したトナーを感光体表面に供給し、感光体を像露光した
後、同じく回転方向上に配置したトナー回収部におい
て、感光体の画像部にトナーを残し、非画像部のトナー
を回収することにより感光体上にトナー画像を形成する
画像形成方法によって、充分な濃度が得られるだけでな
く、非画像部の地かぶりや、画像部周辺へのトナーの飛
び散りの無い、極めて高解像度の高品質画像が得られる
画像形成装置および画像形成方法を提供するものであ
る。

【００５１】また、回収されたトナーは再度、画像形成
に使用されることは言うまでもない。以下本発明の第２
の実施例について説明する。

【００５２】第１の実施例の画像形成方法において、感
光体ドラムを回転させる周速を１００ｍｍ／ｓの代わり
に、２００ｍｍ／ｓとした以外は、第１の実施例と同様
にして画像を形成した。

【００５３】このようにして得た画像は、充分な濃度が
得られるだけでなく、非画像部の地かぶりや、画像部周
辺へのトナーの飛び散りの無い、極めて高解像度の高品
質画像が得られた。

【００５４】以下本発明の第３の実施例について説明す
る。第１の実施例の画像形成方法において、感光体ドラ
ムを回転させる周速を１００ｍｍ／ｓの代わりに、３０
０ｍｍ／ｓとした以外は、第１の実施例と同様にして画
像を形成した。

【００５５】このようにして得た画像は、充分な濃度が
得られるだけでなく、非画像部の地かぶりや、画像部周
辺へのトナーの飛び散りの無い、極めて高解像度の高品
質画像が得られた。

【００５６】

【発明の効果】以上のように本発明は、画像形成装置が
トナー供給される面と反対面からの像露光が可能な感光
体とトナーホッパーとトナー供給部と像露光部とトナー
回収部からなり、感光体を回転させ、この回転方向上に
配置したトナー供給部からトナーホッパーで帯電したト
ナーを感光体表面に供給し、感光体を像露光した後、同
じく回転方向上に配置したトナー回収部において、感光
体の画像部にトナーを残し、非画像部のトナーを回収す
ることにより感光体上にトナー画像を形成する画像形成
方法によって、充分な濃度が得られるだけでなく、非画
像部の地かぶりや、画像部周辺へのトナーの飛び散りの
無い、極めて高解像度の高品質画像が、比較的小型の簡
単な装置で高速に得られる画像形成装置および画像形成
方法とするものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における画像形成装置の
構成図

【図２】従来の技術における電子写真方式の画像形成装
置の構成図

【符号の説明】

１０１ 感光体ドラム １０２ トナー供給用電極ローラ １０３ 層規制弾性ブレード １０４ トナー帯電用ファーブラシ １０５ トナーホッパー １０６ トナー撹拌パドル １０７ トナー回収用電極ローラ １０８ トナー掻き取りスクレーパ １０９ ＬＥＤアレイ １１０ 紙および紙搬送部 １１１ 転写部 １１２ 定着部 ２０１ 電子写真感光体ドラム ２０２ 主帯電部 ２０３ 像露光部 ２０４ トナー現像部 ２０５ 紙および紙搬送部 ２０６ 転写部 ２０７ 定着部 ２０８ トナークリーニング部 ２０９ 除電部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】相対する感光体に帯電したトナーを供給す
   るトナー供給部と、そのトナーが供給された感光体の下
   流部で像露光される手段を設け、さらに下流部でトナー
   回収部を有する、トナー供給部とトナー回収部を一体化
   したトナーホッパで構成されたことを特徴とする画像形
   成装置。
2. 【請求項２】感光体がトナー供給される面と反対面から
   の像露光が可能であ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】感光体が、透明導電性支持体上に電荷輸送
   層、電荷発生層、絶縁性表面層の順に積層して形成され
   ることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】感光体を移動させ、その移動方向上に配置
   したトナー供給部からトナーホッパーで帯電したトナー
   を前記感光体表面に供給し、前記感光体を像露光した
   後、前記移動方向上に配置した前記トナー回収部におい
   て、前記感光体の画像部にトナーを残し、非画像部のト
   ナーを回収することにより前記感光体上にトナー画像を
   形成する方法。