JPH05307297A - 光誘起電子写真装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光誘起電子写真装置において、コントラスト
の良好な現像を得る。 【構成】 現像用の主極大磁石の側部に現像剤の循環を
円滑にさせる補極の小磁石を設けると共に、非磁性スリ
ーブを回転させるマグネットブラシ現像装置を配置す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本特許は光誘起電子写真装置に関
するもので、其の目的とする所は摩擦帯電により光導電
感光体に電荷を与え、また、摺動摩擦によりトナーを光
導電感光体の露光部に付着現像する光誘起電子写真装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来知られているカールソン電子写真法
に比較して、光誘起電子写真装置法は図１に示す如く、
感光体への帯電は現像磁気ブラシの穂先が光導電感光体
に摩擦帯電することで行われる。感光体の帯電は通常、
コロナ放電を使用しているが、最近は、導電性粒子によ
る摩擦荷電法が提案されている。この導電性粒子とし
て、現像剤粒子を併用して、簡易化した電子写真があ
る。

【０００３】導電性磁性粒子を用いた接触型荷電器は図
７のＴ部に示すように、磁性粒子を搬送させるための導
電性磁性スリーブ２０、スリーブ内部に磁性粒子を荷電
器に引きつけるための磁石２１、電源２２からなる。図
８に示すように、磁石の磁力のため、粒子はブラシ状に
なり、磁極の位置でブラシ２３の高さが一番高くなる。

【０００４】スリーブ２０を回転させて、磁性粒子から
成るブラシ２３で被荷電物表面を摩擦する。ブラシの高
さは、ドクターブレード２４で調整する。導電性のスリ
ーブ２０に電圧を印加すると、導電性粒子を伝わって、
ドラム表面に印加電圧と同等の電位がかかることにな
る。磁石２１としては、８極で各極が５００ガウスのも
のが用いられているのが通常である。磁性粒子は、粒径
分布が１０〜３０μｍ、抵抗率が約１０^３Ω・ｃｍのも
のを用いている。スリーブ径は２．５ｃｍ、基本的なス
リーブの周速は３０ｃｍ／秒である。光導電感光体に、
露光・現像・クリーニングをほぼ同時に行うことで、従
来の電子写真プロセスを簡略化することが特徴である。
このためには、カールソンプロセスと同じく、現像装置
のマグネットブラシ２３の穂先が重要な役目を成してい
る。即ち、荷電と現像及びクリーニングを行う役目を担
っている。以上のプロセスは次の通りである。感光ドラ
ム２５は、透明支持体２６上に透明電極２７、光導電帯
を蒸着したもの２８である。導電性スリーブ２０に現像
電圧を印加すると、導電性磁性トナーからなるトナー層
２３は同じ電位になる。光導電層２８とトナー層２３と
が接触し始める所（Ａ点）では、光導電層の表面電位は
現像電圧よりかなり低いので、あたかも現像されたかの
ようにトナーが光導電層の表面に付着する。そのトナー
を通じて電荷２９が注入されると共に、スリーブの回転
によって、連続的にトナーが搬送されて、前記の付着ト
ナーと衝突し、付着トナーが感光体から離れる。そし
て、別のトナーが付着して、さらに電荷注入を行い、こ
の繰り返しで、Ｂ点において光導電層の表面電位が現像
電圧とほぼ同電位になる。トナー層２３と光導電層２８
とが、離れるとき（Ｃ点）は、光導電層の表面は、既に
現像電位とほぼ導電位になっているため、磁石による磁
気力の方が大きく、トナーは現像器側に引張られる。一
方、トナー層と光導電層とが離れる寸前にＥ点で露光す
ると、光励起により、光導電層の表面の帯電電荷３０は
中和され、感光体の表面電位が下がり、帯電しているト
ナーがその下がった電位を補うかのように光導電層に付
着する。この位置で、付着トナーは、すぐ現像器から離
れるので、トナーを通じて荷電する時間がなく、電気力
の方が強いままなので、トナー像（図中Ｆ）を得ること
ができる。また、導電ローラーにバイアス印加してある
ので、記録用紙上に、前記現像された感光体上のトナー
が転写される。また、転写後の残留トナーは、現像器の
トナー層に接触すると、そのトナーを通じて荷電が始ま
り、電気力が弱まるので、容易にトナー層へ回収され
る。トナー層の接触幅は僅かに１ｃｍ（接触時間約０．
２秒）であり、その接触している間に帯電・露光・現像
・除電・クリーニングのプロセスを行っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この光誘起電子写真記
録法の一つの欠点は、非露光部に地かぶりを生じてスッ
キリ白抜けが出来ないことである。この原因は色々考え
られるが、その一つとして、次の如き現象もある。

【０００６】図８について説明すると露光を行わずにＢ
点を過ぎて、Ｃ点まで、光導電層２８と現像ブラシ２３
によるトナー層が接触しているが、現像器のスリーブ内
固定マグネット２１の磁束密度の不均一が影響してい
る。これを改善するには均一にすることが望ましい。普
通は、図中のＡ点からＣ点まで均一の磁束密度ではな
い。もし、このＡＣ間に磁束密度が均一でないと、前記
ブラシ穂先のトナー層の現像電圧と光導電層の表面電位
が同電位でなくなり、電位差を生ずる。即ち、穂先のト
ナー層は磁気ブラシの固定磁石２１の磁束密度による磁
力に保持され、磁力の低下があると、トナーは磁気ブラ
シ２３より離れ、感光層２８の表面電位により引張られ
る。この結果、トナーが光露光部に付着し、カブリにな
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記欠点を解
決するため、感光体に接する主極の磁石の配置・形状を
工夫することにより磁束密度の増加と均一化を図り、コ
ントラストの良い像が得られるようにしたものである。

【０００８】

【実施例】図９は、従来のマグネットブラシ用に配列し
た磁石の磁束密度を測定したデータの一例を示す。この
場合、磁石の磁束密度にバラツキがあると、感光体の電
気力と磁力とが不釣合になり、磁力の弱い所に付着して
いるトナーは感光体側に引張られ、付着し、カブリとな
る。

【０００９】図２は図３、図４の如き、大磁石１の側部
に小磁石２、３を配置した場合の磁束密度を示す。この
ように磁束密度分布が大きな磁束密度になって改善され
る。スリーブ型マグネットブラシの主極には、このよう
な磁束密度が一段と高いものを主極として採用する。図
１はこのような磁石装置を用いたマグネットブラシの現
像装置であり、非磁性軸心４に放射状に磁極５．６．
７．８を外側が同極になる如く、配列し、その外周に回
転し得る非磁性材料のスリーブ９を設け、非磁性の現像
トナー函の３の両端にて支えるように構成してある。非
磁性のスリーブ９を矢印の方向に回転すると、スリーブ
面に於いて、磁極５付近の磁性トナーの吸着し、更に磁
極６および７の磁力によりスリーブ上に磁性トナーの吸
着を続けながら、上部の磁石１に到達する。１０は、ト
ナー溜り、１１は感光体、２、３は補極磁石である。前
記磁束密度分布の効果により良好な穂立が出来てマグネ
ットブラシを形成して、近接して移動される感光体１１
の静電潜像を現像し、現像した後、ドクターグレード２
４により磁性トナー粉は磁力を失う。更に、現像函１２
に落下して、以下同じ動作を繰り返し続けることにより
常にスリーブは同じ量の磁性トナー粉を運び続ける。

【００１０】この場合磁極は固定し、その外周スリーブ
だけ回転することにより良好な画像が得られる。地カブ
リ濃度は磁性トナー粉の穂先が感光体に触れる接触力が
弱いと、感光体の電気力により非露光部でも、感光体に
付着するのも一原因である。この事から、本方式の現像
装置の穂先の磁束密度を均一化するために、図２の如
く、主極１の感光体に対抗する磁石の真中は６３０ガウ
スで、両端は６１０、６２０ガウスで、真中より僅か僅
小な値であるが、磁束密度のバラツキ差は小さい。この
微小な差異である磁束密度はＡ、Ｂ、Ｃ部とスリーブリ
ングとの距離を調整することにより行う。即ち、ＡＢ部
を直線でなく、凹部をつける事によりＡＢ間の真中のＣ
部のスリーブ面との距離を離すことによりＣ部の磁束密
度を減少させ、Ａ−Ｂ間を均等な磁束密度に改良するこ
とが出来る。この凹部の深さは３ｍｍ以内であるので、
図３の如き、現像装置の磁束密度と比較して、１００ガ
ウス以上磁束密度が強力である。また、感光体とブラシ
穂先が形成するトナー層の接触領域は１ｃｍ以上均一磁
束密度である。この結果は均一な画像濃度を生成し、カ
ブリの無い画像が得られる。更にブラシの穂位置及び角
度は、スリーブ型現像ブラシに於いて各磁極は固定し、
外側のリングのみ回転するので、感光体面に対応するの
は常に主極だけである。

【００１１】

【表１】

【００１２】表１は現像ブラシ穂先の接触角と印字特性
のデータを示すもので、表１には、主極の中心とドラム
の中心を結ぶ線が主極の磁軸となす角度を変えて実験を
行った結果を示す。表１に於いて、中心線と磁軸が一致
する位置を零、磁軸がドラムの中心より上の位置に向か
うように主極を傾けた状態を＋、逆の状態を−と取る。
主極の傾きの程度を５°を単位として数値で示してあ
る。＋側に主極を傾けると画像形成が困難となる。それ
により濃度低下、タテスジを生じるが、現像力カブリは
＋側に行く程良くなる。−側に主極を傾けると、階調性
とベタ部（直径約３５ｍｍの一様な黒色部分）の再現は
良くなるが、カブリは多くなる。＋３〜＋１では穂の出
来ている部分と感光体面の摺擦が少ないため、トナーの
飛散量が最小になり、＋１〜−１．５では指数関数的に
増加し、１０００倍程度になり、−２以下では飽和して
一定値になる。図６は主極の傾け角度とトナー飛散量の
関係を示す。トナーの飛散量とカブリとは直接関係があ
り、トナー飛散量が多い程、カブリは大きくなる。特に
帯電、現像、クリーニングを同時に行う光誘起電子写真
記録法においては、従来の電子写真法に比較して、感光
体の表面電位が小さいため、カブリの除去が最大の課題
になる。以上の条件には、主極の中心と感光ドラムの中
心を結ぶ線が露光点より上の位置に向かうよう主極を傾
けた状態で、回転磁気ブラシを用いた方がカブリが少な
い状態の画像形成が出来る。

【００１３】

【発明の効果】以上のように本発明の光誘起電子写真装
置によれば、バイアス電荷と摩擦電荷により電子を注入
された感光体に露光により作られた潜像に主極と補極に
よりやわらかい穂先と且つ露光ライン全体にわたって一
様な磁力分布が与えられた。磁気ブラシによって、コン
トラストの良好な現像が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例におけるトナーの穂先の中の磁
力線の状態を示す図である。

【図２】本発明の実施例における磁束密度分布特性を示
す図である。

【図３】本発明の実施例のアッセンブリ図である。

【図４】図３の磁石を用いた場合の磁石密度分布特性の
改善特性を示す図である。

【図５】図４より更に良好な特性を得るために主極のス
リーブに対抗する面に凹型を形成した場合のトナーの穂
先の中の磁力線の状態を示す図である。

【図６】主極傾け角度とトナー飛散量の特性を示す図で
ある。

【図７】光誘起電子写真装置の基本的な構成を示す断面
図である。

【図８】光誘起電子写真記録法の動作基本原理図であ
る。

【図９】従来の磁石配列による現像ラインに直角な平面
の磁束密度分布特性図である。

【符号の説明】

１ 大磁石（現像主極） ２、３ 小磁石（補極磁石） ４ 非磁性軸心 ５、６、７、８ 補極 ９ 非磁性材料のスリーブ １０ トナー溜り １１ 感光体 １２ 現像函

フロントページの続き (72)発明者 轡田 昇 埼玉県南埼玉郡宮代町学園台四丁目１番地 日本工業大学内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コロナ放電を用いずに露光と現像および
   クリーニングを同時に行う電子写真法を用いる光誘起電
   子写真装置において、現像用主極大磁石の側部に現像剤
   循環用の小磁石を固定し、非磁性スリーブを回転させる
   マグネット・ブラシ現像装置を配置したことを特徴とす
   る光誘起電子写真装置。
2. 【請求項２】 特許請求の範囲第１項記載の光誘起電子
   写真装置において、回転型磁気ブラシ現像装置を感光ド
   ラム中心と、主極磁石の中心を含む平面より露光線を下
   にしたことを特徴とする光誘起電子写真装置。
3. 【請求項３】 特許請求の範囲第２項記載の光誘起電子
   写真装置において、回転型磁気ブラシ装置の構造が、主
   極大磁石のスリーブに対向する表面を凹面にして、磁気
   ブラシの穂先が均一な磁束密度が得られる構造にしたこ
   とを特徴とする光誘起電子写真装置。