JPH06230663A - 電子写真現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 トナーが静電的に電極ローラからスクレーパ
に引き寄せられる構成にしてトナーのかき取り力を向上
させ、小粒形のトナーを用いたときにも電極ローラ表面
からのトナーのかき取り不良が起こらず、むらが発生せ
ず高解像度高画質の画像が安定して得られる電子写真装
置を提供する。 【構成】 静電潜像保持体の表面と所定の間隙を有した
対向位置に設置され、前記静電潜像保持体に付着した前
記１成分現像剤を回転しながら回収する電極ローラと、
前記電極ローラに接触し、前記電極ローラに回収された
前記１成分現像剤を前記電極ローラからかき取るスクレ
ーパとを有し、前記スクレーパが導電性部材と絶縁性部
材とより構成され、前記絶縁性部材が前記電極ローラと
接触し、かつ前記導電性部材が前記電極ローラと電位差
を有するように電気的に接続されていることを特徴とす
る電子写真現像装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、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用いる現像装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から電子写真方法ではトナーとキャ
リヤから成る現像剤を用いる２成分現像装置が広く用い
られていたが、近年、像形成部の小型化や低コスト化の
ために１成分現像装置の開発が進んできた。このような
１成分現像装置を用いた電子写真装置として、特願平３
−３４５９９０号公報による図５に示す装置がある。図
５において、１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、２は感光体１と
同軸で固定された磁石である。３は感光体を帯電するコ
ロナ帯電器、４は感光体の帯電電位を制御するグリッド
電極、５は信号光、６はトナーホッパ、７は磁性１成分
トナー、８はトナーホッパ内での現像剤の流れをスムー
ズにし、また現像剤が自重で押しつぶされ感光体と電極
ローラとの間に詰まらないようにするためのダンパーで
ある。９は内部に同軸で固定化された磁石１０を有する
アルミニウム製の電極ローラ、１１は電極ローラに電圧
を印加する交流高圧電源、１２は電極ローラ上のトナー
をかき取るポリエステルフィルム製のスクレーパ、１３
は感光体上のトナー像を紙１４に転写する転写コロナ帯
電器である。

【０００３】この電子写真現像装置について、以下図５
を用いてその動作を説明する。感光体１をコロナ帯電器
３で、−５００Ｖに帯電させた。この感光体１にレーザ
光５を照射し静電潜像を形成した。この感光体１表面上
に、トナー７をトナーホッパ６内で磁力により付着させ
た。次に感光体１を電極ローラ９の前を通過させた。こ
のとき電極ローラ２５には交流高圧電源１１により、−
３５０Ｖの直流電圧を重畳した７５０Ｖ0-pの交流電圧
（周波数１ｋＨｚ）を印加した。すると感光体１から電
極ローラ９に向かってトナーが回収され、感光体１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
印方向に回転する電極ローラ９に付着したトナーは、ス
クレーパ１２によってかき取り、再びトナーホッパ６内
に戻し次の像形成に用いた。こうして感光体１上に得ら
れたトナー像を、紙１４に、転写帯電器１３によって転
写した後、定着器（図示せず）により熱定着した。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような電子写真現
像装置を用いて、平均粒径が７μｍの小粒径のトナーを
用い連続プリントすると、次第に画像部に縦方向の筋や
むらが発生するという問題が生じた。

【０００５】本発明は、電極ローラに付着した１成分ト
ナーを一旦スクレーパでかき取る構成の現像装置におい
て、単にスクレーパの機械的なかき取り力でトナーをか
き取るのではなく、静電的にも電極ローラからスクレー
パに引き寄せる構成である。これにより、トナーのかき
取り力を向上させ、小粒形のトナーを用いたときにも電
極ローラ表面からのトナーのかき取り不良が発生せず、
結果的にベタ部濃度が均一で高解像度高画質の画像が安
定して得られる電子写真装置を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【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、固定磁石を内包し移動する静電潜像保
持体と、前記固定磁石に対向した開口部を有し、前記静
電潜像保持体の表面に１成分現像剤を供給するトナーホ
ッパと、前記静電潜像保持体の表面と所定の間隙を有し
た対向位置に設置され、前記静電潜像保持体に付着した
前記１成分現像剤を回転しながら回収する電極ローラ
と、前記電極ローラに接触し、前記電極ローラに回収さ
れた前記１成分現像剤を前記電極ローラからかき取るス
クレーパと、を有する電子写真現像装置であって、前記
スクレーパが導電性部材と絶縁性部材とより構成され、
前記絶縁性部材が前記電極ローラと接触し、かつ前記導
電性部材が前記電極ローラと電位差を有するように電気
的に接続される構成であることを特徴とする電子写真現
像装置である。

【０００７】また本発明は、静電潜像保持体と、前記静
電潜像保持体の対向位置に設置され、前記静電潜像保持
体を現像する１成分現像剤を担持し回転する電極ローラ
と、前記電極ローラに接触し、前記電極ローラ表面に付
着した前記１成分現像剤を前記電極ローラからかき取る
スクレーパと、を有する電子写真現像装置であって、前
記スクレーパが導電性部材と絶縁性部材とより構成さ
れ、前記絶縁性部材が前記電極ローラと接触し、かつ前
記導電性部材が前記電極ローラと電位差を有するように
電気的に接続される構成であることを特徴とする電子写
真現像装置である。

【０００８】

【作用】このような画質不良の発生原因を調べると次の
ことが判った。本発明の電子写真現像装置では、電極ロ
ーラ上にに付着した１成分トナーをスクレーパでかき取
り、再び電極ローラを裸にする構成である。このような
現像装置では、電極ローラの表面が汚れると、その部分
の現像能力が低下し、結果的にかぶりが発生したりハイ
ライト部にむらが生じ画像品質が低下する。そのため
に、強い圧力をかけて電極ローラに押しつけたスクレー
パを用いて電極ローラに付着したトナーをかき取る構成
にしているが、トナーの粒径が８μｍ以下に小さくなる
と、連続使用時においては完全なかき取りが困難にな
る。このときスクレーパと電極ローラ表面とが均一に接
触していない部分では、トナーの一部がスクレーパの下
をくぐり抜け電極ローラ周方向にトナーの薄層が付着す
る。このような電極ローラを用い現像すると現像不良が
起こり、画像部に縦方向の濃い部分が生じ画像品質が低
下する。このような小粒径トナーに対しては、弾性力で
押し当てたスクレーパだけでは電極ローラから完全にか
き取ることは困難である。そのため本発明では、電極ロ
ーラ表面からのトナーのかき取り力に静電力を加えた構
成に改良し、トナーを電極ローラからほぼ完全にかき取
る構成にした。この構成を図２を用い詳細に説明する。
図２に於いて、１は感光体、２は磁石、７は１成分トナ
ー、９は電極ローラ、１０は磁石、１１は高圧電源であ
る。スクレーパ１５の構成は、厚さ２００μｍの燐青銅
板で構成された導電性部材１６と、電極ローラと接触す
る厚さ１００μｍのポリエステルフィルムの絶縁性部材
１７とを貼合わせた構成であり、導電性部材１６は接地
されている。また導電性部材１６と絶縁性部材１７とは
図２に示すように２００μｍずらせて貼合わせている。
このような構成をとれば、電極ローラ９に付着したトナ
ー７は、電極ローラ９とスクレーパ１５の導電性部材１
６との間に生じた電位差により、電極ローラからスクレ
ーパに引き寄せられる力が働き容易にかき取ることがで
きる。これにより、各種環境下で連続プリントしても、
画像むらが発生せずベタ部濃度が均一で高解像度高画質
の画像を安定して得ることができる。

【０００９】

【実施例】本発明は、前述の特願平３−３４５９９０号
公報に提案された磁石を内包する感光体を用いる現像装
置に適用できる。また、本発明は、静電潜像を形成した
感光体を１成分現像剤を担持した電極ローラにより現像
する構成の電子写真装置においても、電極ローラ上の１
成分トナーを一旦、スクレーパでかき取る構成の現像装
置であれば全てに適用できることは言うまでもない。

【００１０】本発明に使用する静電潜像保持体には、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。また、これら電子写真感光体だけでな
く、静電記録紙のような静電潜像を保持する記録媒体で
あれば、いかなるものでも用いることが可能である。

【００１１】本発明の現像剤に１成分トナーを用いる
と、装置構成を簡略化できる。本発明における１成分ト
ナーは、少なくともバインダー樹脂と着色剤、必要に応
じて磁性体、電荷制御剤、離型剤、流動化剤、第２の外
添物質から構成される。バインダー樹脂としてはスチレ
ンアクリル樹脂やポリエステル樹脂等が用いられる。本
発明の構成によれば電極ローラ上でのトナーのかき取り
不良が発生しないため、３μｍ程度の極めて細かいトナ
ーを用いたときにも高解像度の画像が得られ、しかもか
ぶり等が発生しない。 本発明で使用される１成分トナ
ー中には必要に応じて各種染料や顔料などの電荷制御
剤、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの離型剤、シリ
カ、アルミナ、ジルコニア、チタニアなどの各種金属酸
化物、カーボンブラック等の着色剤が含有、あるいは外
添されていてもよい。特に本発明では、トナー表面に疎
水性シリカ微粒子、窒化ほう素粒子、あるいは酸化チタ
ン粒子などを外添すると、１成分トナーの表面がおおわ
れよりかき取り易くなる効果がある。

【００１２】本発明に用いるスクレーパの構成は、導電
性部材を有し、電極ローラに接触する部材を絶縁物で構
成し電極ローラとスクレーパとの間に電位差を形成しう
る構成である。導電性部材には燐青銅板やステンレスス
チールの薄板を用いることができる。これらには１００
〜１０００μｍの厚さのものを用いると、適度な弾性を
も有しており好適である。絶縁性部材には例えば、ポリ
エステル、テフロン、ポリイミド等のフィルムを用いる
ことができる。このようなフィルムは導電性部材に貼り
合わせても良いし、導電性部材の一部をコーティングし
てもよい。ポリエステルやテフロンやポリカーボネイト
は高い絶縁性を有し、かつ摩耗しにくいので特に好適で
ある。この絶縁性部材の厚みは５０〜２００μｍの厚さ
が好ましい。導電性部材の先端と電極ローラの距離は、
絶縁性部材を介して１００〜４００μｍ程度の開けるこ
とが好ましい。１００μｍ以下では電極ローラから導電
性部材へと放電し、４００μｍ以上では静電力が弱くな
り効果が薄れる。

【００１３】電極ローラとスクレーパの導電性部材との
間に電位を生じさせる電圧には、通常電極ローラに印加
される現像バイアスをそのまま用いることができる。こ
のとき現像バイアスは直流電圧でも良いが、さらに直流
電圧に交流電圧を重畳しているとトナーの動きがより活
発になり好適である。スクレーパの導電性部材にはトナ
ーを吸引するような電圧を印加しても良いが、像形成法
が反転現像法の場合では、接地することでこの目的を容
易に達成することができる。こうすれば、装置構成も簡
略化でき好ましい。もちろん、像形成法が正規現像法で
ある場合には、このスクレーパの導電性部材に感光体の
帯電極性と同極性の電圧を印加すれば、スクレーパにト
ナーを静電的に引き寄せることができる。

【００１４】以下本発明の電子写真現像装置について、
図面を参照しながら説明する。 （実施例１）図１は本発明の電子写真現像装置の１実施
例を示すものであり、基本構成は図５に示した装置と同
様である。図１において、１は直径３０ｍｍの電子写真
感光体で、周速６５ｍｍ／ｓで回転させた。その構成
は、オキソチタニウムフタロシアニンをブチラール樹脂
に分散しアルミ基板上に約０．１μｍの厚さで塗布し電
荷発生層を構成し、その上にさらにバインダ樹脂として
ポリカーボネイト樹脂を用いヒドラゾン顔料を分散した
電荷移動層を２５μｍの厚さに塗布した機能分離型の構
成である。２は感光体１と同軸で固定された磁石、３は
感光体をマイナスに帯電するコロナ帯電器、４は感光体
の帯電電位を制御するグリッド電極、５は信号光、６は
トナーホッパ、７はバインダ樹脂にスチレンアクリル樹
脂を用いた平均粒径約７μｍのマイナス帯電性磁性１成
分トナーである。用いた磁性１成分トナーの構成は、ス
チレンアクリル樹脂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、さらに粒径が０．０２μｍのコロイダルシリカを
０．４％外添して用いた（いずれも重量％）。９は内部
に磁石１０を有するステンレス製の電極ローラ、１１は
電極ローラに電圧を印加する交流高圧電源、１３は感光
体上のトナー像を紙１４に転写する転写帯電器である。
スクレーパ１５の構成は、燐青銅板で構成された導電性
部材１６と、電極ローラに接触する部分に厚さ１００μ
ｍのポリエステルフィルムの絶縁性部材１７を貼合わせ
た構成であり、導電性部材１６は接地されている。また
導電性部材１６と絶縁性部材１７とは図２に示すように
２００μｍずらせて貼合わせている。

【００１５】以上のように構成された電子写真現像装置
について、以下図１を用いてその動作を説明する。感光
体１をコロナ帯電器３（印加電圧−５．３ｋＶ、グリッ
ド４の電圧−５００Ｖ）で、−５００Ｖに帯電させた。
この感光体１にレーザ光５を照射し静電潜像を形成し
た。このとき感光体１の露光電位は−３０Ｖになった。
トナーホッパ６内で、この感光体１表面上に磁性１成分
トナー７を磁力により付着させた。このときトナーはお
およそ−３μＣ／ｇに帯電していた。次にこのトナー層
が付着した感光体１を、周速６５ｍｍ／ｓで矢印の方向
に回転する電極ローラ９の前を通過させた。この電極ロ
ーラ９は感光体１と３００μｍの距離を開け設置した。
電極ローラ９には高圧電源１１により、図３に示す−３
００Ｖの直流電圧を重畳した８００Ｖ0-p（ピーク・ツ
ー・ピーク １．６ｋＶ）の交流電圧（周波数２ｋＨ
ｚ）を印加した。感光体１上のトナー層は感光体１と電
極ローラ９の間を運動し、次第に非画像部のトナーは電
極ローラ９側に移り、感光体１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
る電極ローラ９上に付着したトナーは、スクレーパ１５
によってかき取り、再びトナーホッパ６内に戻し次の像
形成に用いた。トナーホッパ６中でのトナーの動きは図
中の破線で示した。こうして感光体１上に得られたトナ
ー像を、紙１４に転写帯電器１３によって転写した後、
定着器（図示せず）により熱定着した。

【００１６】このようなプリント動作を、１００００枚
連続プリントした。その結果、電極ローラ９表面にトナ
ーや外添剤等がこびりつくこともなく、画像むらのない
均一な極めて高画質高解像度の画像が安定して得られ
た。

【００１７】（実施例２）図４は本発明の電子写真現像
装置の別の実施例を示すものである。図４において、１
８は直径３０ｍｍの電子写真感光体で、周速６５ｍｍ／
ｓで回転させた。１９はマイナスコロナ帯電器、２０は
信号光、２１はトナーホッパ、２２はバインダ樹脂にス
チレンアクリル樹脂を用いた平均粒径約５μｍのマイナ
ス帯電性磁性１成分トナーである。２３は内部に磁石２
４を有するアルミニウム製の電極ローラ、２５は電極ロ
ーラに電圧を印加する交流高圧電源、２６は感光体上の
トナー像を紙２７に転写する転写帯電器である。スクレ
ーパ１５の構成は、実施例１と同様の構成である。

【００１８】以上のように構成された電子写真現像装置
について、以下図４を用いてその動作を説明する。感光
体１８をコロナ帯電器３で、−５００Ｖに帯電させた。
この感光体１８に信号光２０を照射し静電潜像を形成し
た。トナーホッパ２１内で、電極ローラ２３表面上に磁
性１成分トナー２２を磁力により付着させた。次にこの
トナー層が付着した電極ローラ２３を周速６５ｍｍ／ｓ
で矢印の方向に回転させ、感光体１８の前を通過させ
た。この電極ローラ２３は感光体１８と３００μｍの距
離を開け設置した。電極ローラ２３には高圧電源２５に
より、図３に示す−３００Ｖの直流電圧を重畳した８０
０Ｖ0-p（ピーク・ツー・ピーク １．６ｋＶ）の交流電
圧（周波数２ｋＨｚ）を印加した。電極ローラ２３上の
トナー層は感光体１８と電極ローラ２３の間を運動し、
次第に非画像部のトナーは電極ローラ２３側に戻り、感
光体１８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電極ローラ２３上に
戻ったトナーは、スクレーパ１５によってかき取り、再
びトナーホッパ２１内に戻し次の像形成に用いた。こう
して感光体１８上に得られたトナー像を、紙２７に転写
帯電器２６によって転写した後、定着器（図示せず）に
より熱定着した。

【００１９】このようなプリント動作を、１００００枚
連続プリントした。その結果、電極ローラ表面にはトナ
ーのかき取り不良が発生することもなく、画像むらのな
い均一な極めて高画質高解像度の画像が安定して得られ
た。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、単にスクレーパの機械
的なかき取り力でトナーをかき取るのではなく、静電的
にも電極ローラからスクレーパに引き寄せられる構成に
してトナーのかき落し力を向上させたことにより、小粒
形のトナーを用いたときにも電極ローラ表面からのトナ
ーの除去不良が起こらず、画像にむらの発生しない高画
質画像が安定して得られる電子写真装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における電子写真現像装置の構
成図

【図２】本発明のスクレーパの構成を説明する説明図

【図３】本発明の電極ローラに印加する電圧の波形を示
す説明図

【図４】本発明の第２の実施例における電子写真現像装
置の構成図

【図５】従来例の電子写真現像装置の構成図

【符号の説明】

１ 感光体 ２・１０ 磁石 ３ コロナ帯電器 ６ トナーホッパ ７・２２ １成分トナー ９・２３ 電極ローラ １１・２５ 交流高圧電源 １２ スクレーパ １５ スクレーパ １６ スクレーパの導電性部材 １７ スクレーパの絶縁性部材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固定磁石を内包し移動する静電潜像保持体
   と、前記固定磁石に対向した開口部を有し、前記静電潜
   像保持体の表面に１成分現像剤を供給するトナーホッパ
   と、前記静電潜像保持体の表面と所定の間隙を有した対
   向位置に設置され、前記静電潜像保持体に付着した前記
   １成分現像剤を回転しながら回収する電極ローラと、前
   記電極ローラに接触し、前記電極ローラに回収された前
   記１成分現像剤を前記電極ローラからかき取るスクレー
   パと、を有する電子写真現像装置であって、前記スクレ
   ーパが導電性部材と絶縁性部材とより構成され、前記絶
   縁性部材が前記電極ローラと接触し、かつ前記導電性部
   材が前記電極ローラと電位差を有するように電気的に接
   続される構成であることを特徴とする電子写真現像装
   置。
2. 【請求項２】像形成法が反転現像法である電子写真方法
   に用いる電子写真現像装置であって、電極ローラに交流
   電圧が印加され、かつスクレーパの導電性部材が接地さ
   れる構成であることを特徴とする請求項１記載の電子写
   真現像装置。
3. 【請求項３】静電潜像保持体と、前記静電潜像保持体の
   対向位置に設置され、前記静電潜像保持体を現像する１
   成分現像剤を担持し回転する電極ローラと、前記電極ロ
   ーラに接触し、前記電極ローラ表面に付着した前記１成
   分現像剤を前記電極ローラからかき取るスクレーパと、
   を有する電子写真現像装置であって、 前記スクレーパが導電性部材と絶縁性部材とより構成さ
   れ、前記絶縁性部材が前記電極ローラと接触し、かつ前
   記導電性部材が前記電極ローラと電位差を有するように
   電気的に接続される構成であることを特徴とする電子写
   真現像装置。
4. 【請求項４】像形成法が反転現像法である電子写真方法
   に用いる電子写真現像装置であって、電極ローラに交流
   電圧が印加され、かつスクレーパの導電性部材が接地さ
   れる構成であることを特徴とする請求項３記載の電子写
   真現像装置。