JPH05241449A

JPH05241449A - 電子写真装置

Info

Publication number: JPH05241449A
Application number: JP4042551A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Terada; 浩寺田; Hajime Yamamoto; 肇山本; Noboru Katakabe; 昇片伯部
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1992-02-28
Filing date: 1992-02-28
Publication date: 1993-09-21

Abstract

(57)【要約】【目的】転写残りトナーの再利用が可能で、かつ紙粉
づまり等による影響のない美しい画像が長期にわたって
安定して得られる優れた電子写真装置を提供する。【構成】固定された磁石を内部に有する感光体ドラム
を用いる。コロナ帯電と露光により静電潜像を形成した
後、トナーホッパー内で磁性トナーと接触させ、トナー
を感光体表面に磁力で吸着させる。感光体をこのトナー
に通過させると表面にトナー層が付着する。さらに電圧
を印加したトナー回収電極ローラを通過させ、トナー像
を顕像化する。転写後の感光体に残ったトナーは、リサ
イクル手段またはトナー分散手段を経てトナーホッパー
に戻される。

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
リ等に応用できる現像装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真では、従来からトナーとキャリ
ヤから成る現像剤を用いる２成分現像法が広く用いられ
ていたが、近年、電子写真像形成プロセス部の小型化や
低コスト化のためにトナー濃度コントロールが不要で現
像器の構造が比較的簡単になる１成分トナーによる現像
法が盛んに使われるようになっている。

【０００３】特にこのような１成分現像法による電子写
真装置では、感光体上に形成されたトナー像を転写材に
転写後、感光体上に残ったトナーはクリーナによって回
収され、一定量たまると廃棄される。このような従来の
電子写真装置の従来例である特開昭５８−１８７９６２
号公報の例を、以下図面を用いて説明する。

【０００４】図４は従来例の電子写真装置のプロセス主
要部を示す図である。１は感光体で回転にしたがってそ
の表面が帯電器２により一様に帯電され光学系３で露光
され潜像が形成される。潜像は現像部８で現像器４によ
り現像され、感光体上にトナー像が形成される。形成さ
れたトナー像は転写器９の作用で転写材に転写される。
転写後感光体上に残ったトナーはクリーナ１０によって
回収される。

【０００５】現像器４では、現像器内のトナーがトナー
担持体６の回転につれて、ブレード７に層厚を規制され
ながらトナー担持体上に均一な薄層を形成し現像部８ま
でもたらされる。以上が従来の電子写真装置のプロセス
主要部の簡単な説明である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな電子写真装置では、転写後の感光体上に残ったトナ
ーを回収して溜めるためのトナー溜めが必要であり装置
の小型化が困難である。また回収したトナーは廃棄する
ため無駄が多い。

【０００７】一方このような電子写真装置で転写後の残
りトナーをリサイクル手段等によって利用しようとする
とトナーが再び現像器の中に入って混入されるため、転
写後のトナーや感光体上に付着する紙粉等の異物も一緒
に現像器の中に集積されることになる。

【０００８】したがって長期間この状態で使用すると、
紙粉等の異物の塊がトナー層を規制しているブレードの
部分に引っかかり、トナー担持体上のトナー層の一部が
薄くなって画像で白筋やむらとなって現れるという問題
があった。

【０００９】本発明は上記問題点に鑑み、転写後のトナ
ーの再利用が長期間にわたって可能で、美しい画像が安
定して得られる優れた電子写真装置を提供するものであ
る。

【００１０】

【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、背面に固定磁石を有する移動する感光
体と、前記感光体表面を帯電露光し静電像を形成した
後、前記感光体の表面に対向し前記固定磁石により磁気
的に吸引させて磁性現像剤を供給する供給部と、前記供
給部に対し感光体移動方向の下流側で感光体の表面と所
定の間隙を有して設けられ、電圧を印加して前記感光体
上の不要現像剤を回収して像形成を行う回転する回収電
極ローラを有する電子写真装置であって、かつ像形成さ
れた現像剤像を転写材に転写後に前記感光体上に残った
現像剤を、前記供給部に戻すリサイクル手段を有する電
子写真装置である。

【００１１】さらに本発明は、背面に固定磁石を有する
移動する感光体と、前記感光体表面を帯電露光し静電像
を形成した後、前記感光体の表面に対向し前記固定磁石
により磁気的に吸引させて磁性現像剤を供給する供給部
と、前記供給部に対し感光体移動方向の下流側で感光体
の表面と所定の間隙を有して設けられ、電圧を印加して
前記感光体上の不要現像剤を回収して像形成を行う回転
する回収電極ローラを有する電子写真装置であって、か
つ像形成された現像剤像を転写材に転写後、前記感光体
上に残った現像剤を前記感光体上で分散せしめる現像剤
分散手段を有する電子写真装置である。

【００１２】

【作用】本発明は上記した構成によって、ブレード等で
現像剤の通過を規制する部分を設けることなく現像でき
るので、転写後の感光体上に残った現像剤をリサイクル
手段等によって再び現像に利用する構成によって、転写
残り現像剤の再利用が可能で、かつ紙粉づまり等による
影響のない美しい画像が長期にわたって安定して得られ
る優れた電子写真装置を提供できるものである。

【００１３】

【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。この磁石は回転せず感光体のみが回転す
る。

【００１４】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。

【００１５】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。感光体内部
の磁石は、現像剤供給部に対向した位置に磁極を有する
ことが望ましい。

【００１６】この様にすると磁極間での磁力線が感光体
表面に現れるようになり、感光体表面に磁性現像剤を吸
引付着することができるようになる。この時感光体表面
における最大磁束密度は望ましくは５００〜１２００ガ
ウスである。

【００１７】なお感光体の表面は、現像剤層の形成を促
進するためにサンドブラスト等で祖面化してもよい。

【００１８】本発明には、感光体表面に対し現像剤供給
部である開口部を有するトナーホッパーを用いる。現像
剤はトナーホッパーから直接感光体に接触する構成であ
る。

【００１９】このトナーホッパーの感光体に対向する開
口部の感光体移動方向の幅は、望ましくは１０〜１５mm
である。

【００２０】本発明に用いる磁性現像剤は絶縁性磁性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。以下現像剤が絶縁性磁性１成分トナ
ーである例で説明する。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。

【００２１】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。

【００２２】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
せることがわかった。

【００２３】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。

【００２４】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、トナーが帯電
した感光体と接触した時に、電荷を感光体側からトナー
側に移動させトナーを感光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。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。

【００２５】このような構成の感光体がトナーホッパー
内を通過すると、１成分トナーが磁力により感光体に付
着し、感光体の回転と共に移動する。

【００２６】回収電極ローラはトナーホッパの下部の位
置で感光体と１００から５００μｍの距離を開け、設置
される。回収電極ローラの材質は導電性で望ましくは非
磁性体で内部に固定の磁石を有するものが良い。

【００２７】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がある。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でもよい。この回収電極ロ
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。

【００２８】一方交流電圧に重畳する直流電圧を露光電
位と同等かあるいはそれより数１０％高い値に設定し、
逆極性のトナーを用いいれば、ポジポジの正規画像が得
られる。この様な電圧を回収電極ローラに印加すると、
感光体表面に付着したトナーのうち非画像部のトナーは
回収電極ローラ側に移動し、画像部にのみトナー像が残
るようになる。この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反対方向がよい。

【００２９】この回収電極ローラに付着したトナーは、
トナーホッパー内に設けられたスクレーパによりかきと
り、再びトナーをトナーホッパー内に戻す。

【００３０】このスクレーパは、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、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、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。

【００３１】形成された感光体上のトナー像が転写材に
転写された後、感光体上に残ったトナーは各種方法で再
びトナーホッパー内に戻され再利用に供される。

【００３２】具体的実施例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。

【００３３】図１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１において、９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、１０は感光体９と同軸で固定された磁石で、これに
よる感光体表面における最大磁束密度は８００ガウスで
あった。

【００３４】１１は感光体をマイナスに帯電するコロナ
帯電器、１２は感光体の帯電電位を制御するグリッド電
極、１３は信号光、１４はトナーホッパー、１５は平均
粒径約１０μｍのマイナス帯電性磁性１成分トナー、１
６はトナーガイドである。磁石１０はトナーホッパー１
４に対向する部分で磁極が形成されている。１７は内部
に磁石２３を有するアルミニウム製の回収電極ローラ、
１８は回収電極ローラに電圧を印加する交流高圧電源、
１９は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、２０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。

【００３５】感光体表面での磁束密度は８００Ｇsであ
る。感光体９の直径は３０ｍｍで、周速１２０mm/sで回
転させた。回収電極ローラは周速１００mm／ｓで、矢印
方向に回転させた。

【００３６】２２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、感光体上のトナーをブレード２５で
かきおとし、集めたトナーはリサイクル管２６を通じて
再びトナーホッパー内に戻す構成になっている。

【００３７】用いた磁性１成分トナー１５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％）。

【００３８】以上のように構成された電子写真装置につ
いて、以下図１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、グリッド１２の
電圧−５００Ｖ）で、−５００Ｖに帯電させた。この感
光体９に信号光１３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９表面上に、磁性１成分トナー１５をトナーホッパー
１４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。

【００３９】次にこのトナーが付着した感光体９をトナ
ー回収電極ローラ１７の前を通過させた。このトナー回
収電極ローラ１７は感光体９と３００μｍの距離を開け
設置した。トナー回収電極ローラ１７には高圧電源１８
により、図２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９上
のトナーのうち非画像部のトナーはトナー回収電極ロー
ラ１７側に移り、感光体９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。

【００４０】矢印方向に回転しているトナー回収電極ロ
ーラ１７上に付着したトナーは、スクレーパ１９によっ
てかきとり、再びトナーホッパー１４内に戻し次の像形
成に用いた。

【００４１】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。

【００４２】転写後の感光体表面はクリーナ２２のブレ
ード２５でかきおとされ、集められたトナーはリサイク
ル管を通じて再びトナーホッパーに戻され、トナーホッ
パー内のトナーに混入された。この動作を何回も繰り返
して像形成を行ったが、得られる像は紙粉等の異物に影
響されて乱れることがなく、長期間にわたって美しい画
像が安定して得られた。

【００４３】具体的実施例２図３は本発明の電子写真装置の他の実施例を示すもので
ある。

【００４４】図３の構成は、図１の構成とは、クリーナ
とリサイクル管の部分が異なり、他は図１と同じであ
る。同様の要素には図１と同一の番号を付している。２
７は転写後に感光体上に残ったトナーを感光体上で分散
し均一化させるための半導電性の繊維を軸の周りに設け
られたブラシで、回転しながら感光体表面を摺擦する。

【００４５】ブラシ２７には高圧電源２８により−３０
０Ｖ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。

【００４６】感光体９の帯電と露光は図１の場合と同様
である。トナー１５に静電潜像が形成された感光体９を
通過させると、トナー１５は感光体表面に吸着され、さ
らに図２の電圧を印加した回収電極ローラ１７を通過す
ると画像部のトナーのみがトナー回収ローラを通過して
顕像化され、感光体９上にネガポジの反転像を得た。

【００４７】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。一方、転写後、感光体上に残った転
写のこりのトナー像は電圧を印加したブラシ２７によっ
て摺擦され、塊がほぐされるとともに感光体上で均一に
分散される。この感光体表面が再び帯電器１１によって
帯電され、信号光１３で露光されると、感光体上のトナ
ーは均一に分散されているので露光にほとんど影響を与
えることなく、次のトナー像形成のための正規な潜像が
得られた。

【００４８】さらに感光体表面のこの部分がトナーホッ
パー内に入ると２４の部分でトナーホッパー内のトナー
に摺擦されるとともに、磁石１０の働きで擾乱され、感
光体上の転写残りのトナーはトナーホッパー内のトナー
に混入し、次の像形成には全く影響がなくなった。

【００４９】またこの動作を何回も繰り返して像形成を
行ったが、得られる像は紙粉等の異物に影響されて乱れ
ることがなく、長期間にわたって美しい画像が安定して
得られた。

【００５０】なお上記の実施例は１成分磁性トナーを用
いたものであるが、本発明はキャリヤを用いた２成分磁
性現像剤でも同様に応用できるものである。

【００５１】

【発明の効果】以上のように本発明は、背面に固定磁石
を有する移動する感光体と、前記感光体表面を帯電露光
し静電像を形成した後、前記感光体の表面に対向し前記
固定磁石により磁気的に吸引させて磁性現像剤を供給す
る供給部と、前記供給部に対し感光体移動方向の下流側
で感光体の表面と所定の間隙を有して設けられ、電圧を
印加して前記感光体上の不要現像剤を回収して像形成を
行うための、回転する回収電極ローラを有する電子写真
装置であって、かつ像形成された現像剤像を転写材に転
写後、前記感光体上に残った現像剤を回収して前記供給
部に戻すリサイクル手段を設けることによって、転写残
り現像剤の再利用が可能で、かつ紙粉づまり等による影
響のない美しい画像が、長期にわたって安定して得られ
る優れた電子写真装置を提供できるものである。

【００５２】またさらに本発明は、背面に固定磁石を有
する移動する感光体と、前記感光体表面を帯電露光し静
電像を形成した後、前記感光体の表面に対向し前記固定
磁石により磁気的に吸引させて磁性現像剤を供給する供
給部と、前記供給部に対し感光体移動方向の下流側で感
光体の表面と所定の間隙を有して設けられ、電圧を印加
して前記感光体上の不要現像剤を回収して像形成を行う
ための、回転する回収電極ローラを有する電子写真装置
であって、像形成された現像剤像を転写材に転写後、前
記感光体上に残った現像剤を前記感光体上で分散せしめ
る現像剤分散手段を設けることによって、クリーナが不
要で、かつ転写後の前の画像残りや紙粉づまり等による
影響のない美しい画像が、長期にわたって安定して得ら
れる優れた電子写真装置を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における電子写真装置の
構成図である。

【図２】本発明の第１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３】本発明の第２の実施例における電子写真装置の
構成図である。

【図４】従来の電子写真装置の概略図である。

【符号の説明】

９感光体１０磁石１１コロナ帯電器１２グリッド電極１３信号光１４トナーホッパー１５トナー１７トナー回収電極ローラ１８交流高圧電源１９スクレーパ２６リサイクル管２７ブラシ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】背面に固定磁石を有する移動する感光体
と、前記感光体表面を帯電露光し静電像を形成した後、
前記感光体の表面に対向し前記固定磁石により磁気的に
吸引させて磁性現像剤を供給する供給部と、前記供給部
に対し感光体移動方向の下流側で感光体の表面と所定の
間隙を有して設けられ、電圧を印加して前記感光体上の
不要現像剤を回収して像形成を行う回転する回収電極ロ
ーラを有する電子写真装置であって、かつ像形成された
現像剤像を転写材に転写後に前記感光体上に残った現像
剤を、前記供給部に戻すリサイクル手段を有する電子写
真装置。
【請求項２】背面に固定磁石を有する移動する感光体
と、前記感光体表面を帯電露光し静電像を形成した後、
前記感光体の表面に対向し前記固定磁石により磁気的に
吸引させて磁性現像剤を供給する供給部と、前記供給部
に対し感光体移動方向の下流側で感光体の表面と所定の
間隙を有して設けられ、電圧を印加して前記感光体上の
不要現像剤を回収して像形成を行う回転する回収電極ロ
ーラを有する電子写真装置であって、かつ像形成された
現像剤像を転写材に転写後、前記感光体上に残った現像
剤を前記感光体上で分散せしめる現像剤分散手段を有す
る電子写真装置。
【請求項３】現像剤分散手段が交流電圧を印加する電
圧印加手段を有する請求項２記載の電子写真装置。
【請求項４】電極ローラが内部に磁石を有する非磁性
ローラでなる請求項１または２または３記載の電子写真
装置。