JPH06175502A - 電子写真装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【構成】 固定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感光体４１に静電潜像を形
成した後、トナーホッパー４６内で磁性トナー４７と接
触させ、感光体４１の全面に磁気力でトナー層を付着さ
せる。内部に固定磁石４９を有するトナー回収電極ロー
ラ４８と感光体４１の表面とを所定間隙をもって対向さ
せ、トナー回収電極ローラに電圧を印加しながら感光体
４１を通過させると、感光体４１上の不要トナーがトナ
ー回収電極ローラ４８によって除去され顕像化される。
トナー回収電極ローラ４８内に反撥磁極とこれに対向し
てトナーかきとり部材５３を設け、トナー回収電極ロー
ラ４８上の回収トナーをかき落とす。 【効果】 トナー回収電極ローラ４８内に反撥磁極を設
けることによって、かきとり部材５３によるトナー除去
が確実になるので、美しい画像が安定して得られる。

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
リ等に応用できる電子写真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
ア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】このような従来の電子写真装置として特開
昭５８−１８７９６２号公報に記載の例を、図面を用い
て説明する。

【０００４】図５は従来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１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１上に残ったトナーはクリーナ１０に
よって回収される。現像器４では、現像器内のトナー５
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６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。

【０００５】しかしながら上記のような電子写真装置で
は、トナー担持体６上に形成されたトナー薄層を利用し
ているので、均一な薄層を安定して形成する困難さがあ
った。

【０００６】上記薄層化を安定させるために、感光体の
背面に磁石を設ける方法が新たに提案された。図６はこ
の新しい小型現像法の電子写真装置のプロセス主要部を
示す図である。以下、図６を用いてその動作を説明す
る。

【０００７】感光体１１をコロナ帯電器１３で帯電させ
る。この感光体１１に信号光１５を照射し静電潜像を形
成する。この感光体１１の表面上に、感光体１１の帯電
極性と同極に帯電する磁性１成分トナー１７をトナーホ
ッパー１６内で磁力により付着させる。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
ーが感光体１１内に配した磁石１２により感光体１１に
一様に付着し、感光体１１の回転と共に移動する。次に
一様にトナーが付着した感光体１１をトナー回収電極ロ
ーラ１８の前を通過させる。

【０００８】トナー回収電極ローラ１８はトナーホッパ
ー１６の下部の位置で感光体１１と所定の距離を開けて
設置されている。トナー回収電極ローラ１８は導電性
で、内部に固定磁石１９を有しており、交流電圧２０が
印加されている。感光体１１上のうち非画像部のトナー
は、トナー回収電極ローラ１８側に移り、感光体１１上
には画像部のみにネガポジ反転したトナー像が残る。こ
うして感光体１１上に得られたトナー像を、コロナ帯電
器２２により静電気的に紙２３に転写後、定着器（図示
せず）により熱定着する。矢印方向に回転しているトナ
ー回収電極ローラ１８上に付着したトナーは、かきとり
部材２１によってかきとられ、再びトナーホッパー１６
内に戻り次の像形成に用いる。以上が新たに提案された
電子写真装置のプロセス主要部の簡単な説明である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】小型、低コストを目的
にした電子写真装置で重要な特性の１つは画像維持性で
ある。このような汎用、小型装置は、市場でサービスマ
ンによる清掃、調整なしで保証寿命の間美しい画像が安
定して得られることが要求されている。

【００１０】上述の新しい電子写真装置は感光体内の磁
石を利用して感光体上に直接トナー薄層を形成している
ので薄層形成が安定しており、使用環境の影響を余り受
けず、長期にわたって美しい画像が得られる特徴を有す
るものであるが、この方法で美しい画像を保証するため
には、トナー回収電極ローラ上のトナーのかきおとしを
確実にすることが重要であることが分かった。

【００１１】従来の現像法と異なり、新現像法では感光
体１１上に一様に形成されたトナー層からトナー回収電
極ローラ１８により、非画像部分の不要トナーを除去す
ることにより画像形成する。トナー回収電極ローラ１８
による不要トナーの回収が確実に行われるためには、感
光体１１とトナー回収電極ローラ１８の間隙、バイアス
条件も重要であるが、最重要は上記間隙に到達するトナ
ー回収電極ローラ１８の表面にはトナー粒子が存在しな
い事である。トナー回収電極ローラ１８上にトナーが存
在するときには感光体１１からの不要トナーの除去が不
完全になり、画像が不鮮明になったり、背景部のかぶり
が増大するだけでなく、間隙に過剰のトナーが搬送され
る結果、トナーこぼれを生じるようになる。

【００１２】トナー回収電極ローラ１８上のトナーはか
きとり部材２１によって除去する。かきとり部材２１は
トナー回収電極ローラ１８のバイアス電圧に影響を与え
ないようにするため電気的に絶縁物が好ましく、ポリエ
ステルフィルムのようなプラスチックが良い。もちろ
ん、かきとり部材２１としてステンレススチールや燐青
銅などの金属薄板の使用も可能であるが、バイアスがリ
ークしないようにかきとり部材２１の取り付けは、トナ
ー回収電極ローラ１８以外には電気的に接地しないよう
に絶縁する必要がある。

【００１３】平滑な表面を持つトナー回収電極ローラ１
８に、図６に示したような配置にかきとり部材２１を取
り付け、トナー回収電極ローラ１８上のトナーを除去す
るのは初期状態においては比較的容易であるが、数千枚
印字後にはかきとり部材２１の先端が磨耗したり、部材
の弾性が弱くなったりするので、かきとりは不完全にな
る。ステンレススチールのように強度の強い金属をかき
とり部材２１として使用した場合には、かきとり部材２
１自身の劣化を少なくすることは可能であるが、逆にか
きとり部材２１の先端がトナー回収電極ローラ１８表面
を傷つけかきとり不良を発生することになる。

【００１４】サンドブラスト処理のような凹凸面のトナ
ー回収電極ローラ１８は、トナー回収能力が大きく均一
濃度の画像を得られやすいが、凹凸面を使用する時には
初期状態においても、トナー回収電極ローラ１８上のト
ナーの除去は困難である。無理やりかきおとし部材２１
の押圧力を強めトナー除去をすると、トナーがトナー回
収電極ローラ１８の凹凸の中に埋め込まれ、電気的に絶
縁状態となり電極としての効果がなくなってしまう。

【００１５】本発明はトナー回収電極ローラ上のトナー
のかきとり法の改良に関するものであり、巧妙に磁気力
を利用してトナー回収電極ローラ上のトナーのかきとり
を行うことにより、美しい画像が長期にわたり安定して
得られるすぐれた電子写真装置を提供するものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、背面に固定磁石を有する移動する感光体と、
帯電露光し静電像を形成した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トナー回収ローラと、前記トナ
ー回収ローラ上に回収される不要現像剤を除去するかき
とり部材を有する電子写真装置において、前記トナー回
収ローラの内部に前記かきとり部材と対向する位置に反
撥磁極を設けたことを特徴とする。

【００１７】

【作用】図２に本発明に使用する反撥磁極の構成を説明
する。図２（ａ）に示すように、着磁した２本の磁石を
同極が対向するように配置したのが反撥磁極である。２
本の磁石間には、互いを押し退けようとする磁界が作用
している。図２（ｂ）に示すように、この反撥磁極３
１、３２をアルミニウムのような非磁性体の円筒３０の
中に配置する。円筒３０の表面に磁性現像剤３３を振り
かけると、図２（ｂ）に示すような様子でトナーが円筒
上に磁気吸着する。特徴的なのは、反撥磁極間には磁性
現像剤が全く付着しない事である。

【００１８】次に、反撥磁極を固定した状態で、磁石３
１の上流側で定量の磁性現像剤を供給しながら非磁性体
の円筒３０を時計方向に回転させたときの磁性現像剤の
挙動を示したのが図３である。円筒の回転により磁石３
１上に供給された磁性現像剤３３は、反撥磁極３２の磁
界により一旦は磁石３１上にせき止められ、厚く盛り上
がる。さらに円筒の回転によるトナー補給が続くと遂に
は支え切れなくなり、反撥磁界の山を飛び越えて磁石３
２側へ飛翔する。

【００１９】本発明は、上記現象をトナーかきとりに利
用したものであり、図３の反撥磁極間にトナーかきおと
し板３５の先端を設ける事により、かきおとし部材や円
筒表面に無理な力を働かせる事なく確実にトナー除去が
できる。具体的な効果を列記する。 １．かきおとし部材の寸法精度、加工精度、取りつけ精
度を必要としない。 ２．凹凸面加工したトナー回収電極ローラにおいても確
実なかきとり効果が得られる。 ３．かきとり部材とトナー回収電極ローラは非接触状態
でもかきとり効果があるので、かきとり部材、トナー回
収電極ローラ表面の劣化が極めて少ない。 ４．全く別次元の効果として、かきとり部材近辺に磁極
を配することにより、トナーホッパーからのトナー供給
が円滑になる。

【００２０】なお、反撥磁極の磁束密度は回収電極ロー
ラ表面において５００〜１２００ガウスが望ましい。ま
た、反撥磁極の構成は下記の形態が可能である。 １．トナー回収磁石と逆極の反撥磁極（図４ａ） ２．トナー回収磁石と同極の反撥磁極（図４ｂ） ３．トナー回収磁石が反撥磁石の１極を兼ねる構成（図
４ｃ）

【００２１】

【実施例】

（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。

【００２２】図１は本発明の電子写真装置の一実施例を
示すものである。図１において、４１はフタロシアニン
を電荷発生剤として用いた積層型の有機感光体ドラム、
４２は感光体４１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。４３は感光体をマイナスに帯電するコロナ帯電
器、４４は感光体の帯電電位を制御するグリッド電極、
４５は信号光、４６はトナーホッパー、４７は平均粒径
約１０μｍのマイナス帯電性磁性１成分トナーである。
磁石４２はトナーホッパー４６に対向する部分で磁極が
形成されている。

【００２３】４８は内部に磁石４９と反撥磁石５０、５
１を有し（図４ａに示す構成の反撥磁極）、表面をサン
ドブラスト加工したアルミニウム製のトナー回収電極ロ
ーラである。トナー回収電極ローラ４８内の３極の磁石
とも、トナー回収電極ローラ４８表面での最大磁束密度
は７５０〜８００ガウスである。５２はトナー回収電極
ローラ４８に電圧を印加する交流高圧電源、５３はトナ
ー回収電極ローラ４８上のトナーをかきおとすポリエス
テルフィルム製のかきおとし部材、５４は感光体４１上
のトナー像を紙５５に転写する転写コロナ帯電器であ
る。感光体４１の直径は３０ｍｍで、周速１２０ｍｍ／
ｓで回転させた。トナー回収電極ローラ４８は周速１０
０ｍｍ／ｓで、矢印方向に回転させた。５６は転写後感
光体４１上に残ったトナーを清掃するクリーナである。

【００２４】用いた磁性１成分トナー１７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％）。

【００２５】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。

【００２６】感光体４１をコロナ帯電器４３（印加電圧
−４ｋＶ、グリッド１４の電圧−５００Ｖ）で、−５０
０Ｖに帯電させた。この感光体４１に信号光４５を照射
し静電潜像を形成した。このとき感光体４１の露光電位
は−１００Ｖであった。この感光体４１表面上に、磁性
１成分トナー４７をトナーホッパー４６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。

【００２７】次に、このトナーが付着した感光体４１を
トナー回収電極ローラ４８の前を通過させた。このトナ
ー回収電極ローラ４８は感光体４１と３００μｍの距離
を開けて設置した。トナー回収電極ローラ４８には高圧
電源５２により、−３００Ｖの直流電圧を重畳した４０
０Ｖ0-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４１上のうち
非画像部のトナーはトナー回収電極ローラ４８側に移
り、感光体４１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。矢印方向に回転しているトナー回収電
極ローラ４８上に付着したトナーは、かきとり部材５３
によってかきとり、再びトナーホッパー４７内に戻し次
の像形成に用いた。

【００２８】こうして感光体４１上に得られたトナー像
を、紙５５に転写した後、定着器（図示せず）により熱
定着した。

【００２９】トナーホッパー４６に２５０ｇのトナーを
充填し、記録面積比０．０４の漢字パターンをマシンを
清掃することなしに４，０００枚連続印字した。最終印
刷物は回収電極ローラ表面のトナーかきとり不良による
かぶりがなく、初期印刷物の画質を維持しており、マシ
ン内にもトナーよごれが発生していなかった。

【００３０】（比較例１）実施例１の電子写真装置でト
ナー回収電極ローラ４８内の磁石５０、５１を取り外
し、実施例１と同様にして４，０００枚の連続印字実験
を行った。初期画像は実施例１と同様な美しい画像を再
現していたが、最終印刷物は縦方向に帯状のかぶりに加
えて、濃度むらとトナー汚れの多い画像であった。実験
終了後トナー回収電極ローラを観察すると、トナーかき
とり不良状態であり、またサンドブラスト処理をしたト
ナー回収電極ローラ表面にはトナーが埋め込まれてい
た。

【００３１】（比較例２）実施例１の電子写真装置でト
ナー回収電極ローラ４８として平滑のアルミニウム円筒
を使用し、磁石５０、５１を取り外し、実施例１と同様
にして４，０００枚の連続印字実験を行った。初期画像
は実施例１に比較して濃度むらの多い画像であったが、
４，０００枚後の画像も初期画像と同程度の画像であっ
た。初期から発生する濃度むらは平滑面のトナー回収電
極ローラのトナー回収力が不安定のため発生するものと
考えられる。

【００３２】（実施例２）実施例１の電子写真装置で反
撥磁極の構成が図４（ｃ）に示すような、反撥磁極の１
極がトナー回収磁石である構成にして、実施例１と同様
な実験を行い、４，０００枚後も初期画像と変化のない
美しい画像が得られた。

【００３３】なお、上記の実施例はいづれも１成分磁性
トナーを用いたものであるが、本発明はキャリアを用い
た２成分磁性トナーでも同様に応用できるものである。

【００３４】

【発明の効果】以上のように本発明は、トナー回収電極
ローラの内部にかきとり部材と対向する位置に反撥磁極
を設けることによって、回収電極ローラ上のトナーのか
きとりを確実に実行できるようにし、トナー汚れのない
美しい印刷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

【図２】本発明の反撥磁石を示す概略図

【図３】反撥磁石の周りに付着する磁性現像剤の様子を
示す概略図

【図４】本発明における反撥磁極の構成例を示す図

【図５】従来の電子写真装置の構成図

【図６】新たに提案された電子写真装置の概略図

【符号の説明】

４１ 感光体 ４２、４９ 磁石 ５０、５１ 反撥磁石 ４３ コロナ帯電器 ４４ グリッド電極 ４５ 信号光 ４６ トナーホッパー ４７ トナー ４８ トナー回収電極ローラ ５２ 交流高圧電源 ５３ かきおとし部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【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ローラ
   と、前記回収ローラ上に回収される不要現像剤を除去す
   るかきとり部材とを有する電子写真装置において、前記
   回収ローラの内部に前記かきとり部材と対向する位置に
   反撥磁極を設けたことを特徴とする電子写真装置。