JPH0844211A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 地カブリのない鮮明な画像を形成し得る画像
形成装置を提供する。 【構成】 移動可能に形成した像担持体１の近傍に、少
なくとも帯電手段２と、潜像形成手段と、磁性現像剤を
吸着保持搬送し得る永久磁石部材を備えた現像手段４
と、像担持体表面の顕像を記録材に転写する転写手段５
とを像担持体の移動方向に配設すると共に、記録材上の
顕像を定着する定着手段を設けてなる画像形成装置にお
いて、現像手段と転写手段との間に、外周面に複数個の
磁極を設けた永久磁石部材により、表面磁束密度を３５
０Ｇ以下に形成し、かつ回転可能に形成したカブリ除去
ローラ１１を、像担持体の表面に近接させて設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真法若しくは静
電記録法を応用した画像形成装置に関するものであり、
特に現像後の像担持体表面に付着した余剰のトナーを除
去し、地カブリのない鮮明な画像を形成し得る画像形成
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来電子写真法を応用した画像形成装置
においては、例えば光導電体層若しくは誘電体層を有す
る感光体ドラム上に情報に対応した静電的な潜像を形成
し、感光体ドラムと対向して設けた永久磁石部材を内蔵
する現像ロールにより、磁性現像剤を吸着搬送し、現像
領域において磁気ブラシを形成すると共に、この磁気ブ
ラシによって前記静電潜像面を摺擦し、磁性現像剤中の
トナーを静電潜像に選択的に付着させてトナー像として
顕像化する。そしてこの顕像化したトナー像を記録紙に
転写した後、熱定着するのが最も一般的な構成である。

【０００３】上記の磁気ブラシ現像を採用する画像形成
装置において使用される現像剤としては、一般には磁性
キャリアと非磁性トナーとを混合してなる二成分系現像
剤が多いが、このような構成の二成分系現像剤を使用す
ると、トナー濃度を所定範囲に制御するための構成部材
が必要となり、小型化若しくはコンパクト化に限界があ
る。このため磁性トナーのみからなる一成分系現像剤、
若しくは磁性トナーと磁性キャリアとを混合してなる二
成分系磁性現像剤を使用する傾向がある。このような磁
性トナーを含む現像剤を使用すると、トナー濃度制御手
段が省略できるため、画像形成装置の小型化若しくはコ
ンパクト化に有利であるとされている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記画像形成装置にお
いて、静電潜像以外の領域、すなわち非画像部にトナー
が付着する現象を「地カブリ」と称しているが、このよ
うな地カブリが発生すると、画像が不鮮明となり、画質
を低下させることとなる。一般に地カブリ防止のために
は、非磁性材料からなるスリーブ内に永久磁石部材を内
蔵させた構成の現像ロールの場合には、スリーブに直流
バイアス電圧を印加する手段が採用されている。

【０００５】しかしながら近年の画像形成装置において
は高精細画像形成がより強く要請されることもあって、
磁性現像剤を構成する磁性トナーおよび磁性キャリアは
共に小粒径化の傾向にあるため、磁性トナーが飛散し易
く、上記のような直流バイアスの印加のみでは地カブリ
を完全に防止することが困難であるという問題点があ
る。

【０００６】本発明は上記従来技術に存在する問題点を
解決し、地カブリのない鮮明な画像を形成し得る画像形
成装置を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のために、
本発明においては、移動可能に形成した像担持体の近傍
に、少なくとも帯電手段と、潜像形成手段と、磁性現像
剤を吸着保持搬送し得る永久磁石部材を備えた現像手段
と、像担持体表面の顕像を記録材に転写する転写手段と
を像担持体の移動方向に配設すると共に、記録材上の顕
像を定着する定着手段を設けてなる画像形成装置におい
て、現像手段と転写手段との間に、外周面に複数個の磁
極を設けた永久磁石部材により、表面磁束密度を３５０
Ｇ以下に形成し、かつ回転可能に形成したカブリ除去ロ
ーラを、像担持体の表面に近接させて設ける、という技
術的手段を採用した。

【０００８】本発明において、カブリ除去ローラを構成
する永久磁石部材は、外周面の軸方向に延びる複数個の
磁極を円周方向に配設して形成することができ、通常の
永久磁石材料により円柱状に形成し、若しくは軸部材の
外周にブロック状の永久磁石を複数個配設して形成す
る。なお上記永久磁石部材は、焼結フェライト磁石、ま
たはポリアミド、エチレン酢酸ビニル共重合体等の熱可
塑性樹脂を使用した樹脂磁石などによって形成すること
ができる。

【０００９】またカブリ除去ローラの回転方向は、その
外周移動方向が像担持体の移動方向と同一方向であって
も逆方向であってもよいが、周速はプロセススピード、
すなわち像担持体の移動速度と同等にするのが好まし
い。またカブリ除去ローラと像担持体との間隔は、カブ
リ除去ローラの磁力に応じて設定すればよいが、例えば
表面磁束密度が２５０Ｇの場合で0.5 〜0.7mm とするの
が好ましい。

【００１０】次にカブリ除去ローラの表面磁束密度は３
５０Ｇ以下、好ましくは２００〜２５０Ｇとするのがよ
い。すなわちカブリ除去ローラは、現像後の像担持体の
表面から地カブリの原因となる余剰の磁性トナーを除去
するためのものであることと、上記余剰の磁性トナー
は、トナー像を形成する磁性トナーとは異なり、像担持
体の表面の電位のない部位に物理的に付着しているもの
であることから、比較的小なる吸着力で除去できるため
である。

【００１１】なお本発明において使用される磁性現像剤
は、磁性トナーからなる一成分系のものの他に、磁性ト
ナーと磁性キャリアからなる二成分系のものでもよい。
二成分系磁性現像剤のトナー濃度は１０〜８０重量％の
範囲が好ましいが、より好ましい範囲は１０〜５０重量
％である。

【００１２】

【作用】上記の構成により、像担持体の表面にトナー像
を形成した後、現像手段と転写手段との間に設けられた
カブリ除去ローラにより、非画像部に付着した余剰の磁
性トナーは磁気的に吸着除去されるから、地カブリのな
い鮮明な画像を形成することができるのである。

【００１３】なお上記カブリ除去ローラにより、トナー
像を形成する磁性トナーの一部除去される傾向がある
が、トナー像を形成する磁性トナーは像担持体に静電気
力によって吸着されているため、カブリ除去ローラによ
り除去される量は極めて少量であり、画像濃度には全く
影響を及ぼさない。むしろトナー像の周縁部に浮遊状態
で付着する一部の磁性トナーが除去される結果、トナー
像がシャープに形成され得る。

【００１４】上記のようにして除去された磁性トナー
は、カブリ除去ローラの外周面に摺接されたスクレーパ
によって除去される。この除去された磁性トナーは、ス
トレスが印加されていないため、適宜の搬送手段を介し
て現像手段に返戻することにより、リサイクルが可能で
ある。

【００１５】

【実施例】図１は本発明の実施例を示す要部構成説明図
である。図１において、１は感光体ドラムであり、円筒
状に形成し、例えば矢印方向に回転可能に設ける。この
感光体ドラム１の表面には感光層（図示せず）を被着さ
せる。なお感光層の表面に耐摩耗性材料からなる保護層
を設けてもよい。

【００１６】次に２はコロナ帯電器、３は光信号照射手
段、４は現像ロール、５はコロナ転写器であり、夫々感
光体ドラム１に近接させ、かつ感光体ドラム１の移動方
向に上記の順に配設する。６は定着ロール対であり、転
写後の記録材７上のトナー像を定着させるためのもので
ある。なお現像ロール４は、表面に複数個の磁極を設け
てなる永久磁石部材８を固定し、アルミニウム合金等の
非磁性材料により中空円筒状に形成したスリーブ９を永
久磁石部材８の回りに矢印方向回転可能に設ける。なお
スリーブ９は、バイアス電圧源１０と電気的に接続す
る。

【００１７】１１はカブリ除去ローラであり、現像ロー
ル４とコロナ転写器５との間に、感光体ドラム１の表面
に近接させて設ける。カブリ除去ローラ１１は、外周面
に複数個の磁極を設けた永久磁石部材を回転可能に設け
て構成すると共に、外周面に非磁性材料によって形成し
たスクレーパ１２を摺接させる。１３はトナー収容器で
ある。

【００１８】上記の構成により、まずコロナ帯電器２に
よって感光体ドラム１の表面を一様に帯電させて、光信
号照射手段３を介して画像に対応する光信号を照射し、
感光体ドラム１の表面に静電潜像を形成する。次に現像
ロール４において、例えば磁性トナーからなる現像剤を
吸着して矢印方向に搬送し、感光体ドラム１との対向部
位において磁気ブラシを形成し、この磁気ブラシによっ
て前記静電潜像を摺擦すると、トナー像として顕像化さ
せる。この場合、感光体ドラム１の非画像部にも一部磁
性トナーが付着するが、この余剰の磁性トナーはカブリ
除去ローラ１１によって吸着除去される。

【００１９】図２は感光体ドラム１上に形成されるトナ
ー像を示す説明図であり、（ａ）は現像直後の状態、
（ｂ）はカブリ除去ローラ１１通過後の状態を示す。図
２（ａ）に示すように、現像直後においては感光体ドラ
ム１上の画像部には磁性トナー１４が静電的に吸着され
てトナー像を形成する。一方非画像部にも磁性トナー１
４ａが非所望に付着することがあり、この余剰の磁性ト
ナー１４ａがそのまま図１に示すコロナ転写器５によっ
て記録材７上に転写され、定着されると、所謂地カブリ
となり、画質を低下させることとなる。

【００２０】しかしながら本発明においては、図１に示
すように現像ロール４とコロナ転写器５との間にカブリ
除去ローラ１１を設けたことにより、図２（ａ）に示す
ように非画像部に物理的に付着した余剰の磁性トナー１
４ａを磁気的に吸着除去して、図２（ｂ）に示すように
地カブリの発生を防止することができるのである。

【００２１】この場合カブリ除去ローラ１１の表面磁束
密度は、現像ロール４を構成する永久磁石部材８の現像
極（図１における感光体ドラム１に対向するＮ極）のス
リーブ９上の表面磁束密度より小に形成してあるので、
静電的に吸着されてトナー像を形成する磁性トナー１４
を剥離吸着することはない。それのみかトナー像の周縁
部に浮遊状態で付着する磁性トナー１４ｂが除去されて
図２（ｂ）に示すようにトナー像がシャープに形成され
得るのである。

【００２２】次に図１に示す実施例のものと、図１にお
いてカブリ除去ローラ１１を欠如する構成の比較例のも
のとにおける画像形成結果について記述する。感光体ド
ラム１をＯＰＣによって形成し、コロナ帯電器２により
表面を−５５０Ｖに一様帯電させ、周速６０mm／秒で回
転させ、例えばＬＥＤアレイにより静電潜像を形成す
る。現像ロール４を構成する永久磁石部材８は４極非対
称着磁にて形成すると共に、スリーブ９をＳＵＳ３０４
により外径２０mmとし、１５０r.p.m.とした。

【００２３】なお感光体ドラム１と対向する現像極Ｎ極
のスリーブ９上の表面磁束密度を８００Ｇとし、スリー
ブ９には−５００Ｖの直流電圧を印加した。現像剤の層
厚を規制するドクターギャップは0.3mm とし、スリーブ
９と感光体ドラム１との間隙、すなわち現像ギャップは
0.4mm とした。コロナ転写後は、１８０℃、線圧１kgf/
cmで熱ロール定着した。

【００２４】図１に示すカブリ除去ローラ１１は、フェ
ライト磁石（日立金属製 ＹＢＭ−３）により、外径１
６mm、２４極着磁し、表面磁束密度２５０Ｇに形成し、
回転数を７２r.p.m.とした。

【００２５】一方磁性トナーは下記のようにして作製し
た。 スチレン−ｎ−ブチルメタクリレート共重合体 ４４重量部 （Ｍｎ＝1.6 ×１０⁴ ，Ｍｗ＝２１×１０⁴ ） マグネタイト ５０重量部 （戸田工業製 ＥＰＴ５００） ポリプロピレン ５重量部 （三洋化成製 ＴＰ−３２） 負帯電性帯電制御剤 １重量部 （オリエント化学製 ボントロンＥ−８１） 上記配合の原料を、加熱ローラを有するニーダで３０分
間混練を行い、冷却、固化後、粉砕、分級を行って、平
均粒径１０μｍの負帯電性の磁性トナーとし、更に１２
０℃の熱気流中において、この磁性トナー１００重量部
に対して0.5 重量部の疎水性シリカ（日本アエロジル製
Ｒ９７２）を添加して磁性トナーの表面に均一に固定
した。この磁性トナーの体積固有抵抗は１０¹⁴Ω・cm、
摩擦帯電量は−１５μｃ／ｇであった。

【００２６】なお上記体積固有抵抗の値は、試料を適当
量（１０数mg）秤取し、ダイヤルゲージを改良した内径
3.05mmのテフロン（商品名）製シリンダ中に充填し、0.
1kgの荷重下、D.C.100V/cm の電場を印加して測定し、
抵抗値を算出した。抵抗の測定には横河ヒューレットパ
ッカード製４３２９型絶縁抵抗計を使用した。また摩擦
帯電量は、まずトナー濃度５重量％に調整した現像剤を
よく混合し、ブロー圧1.0kgf／cm² でトナーをブロー
し、これをブローオフ粉体帯電量測定器（東芝ケミカル
製 ＴＢ−２００型）により測定した。

【００２７】 （区分） （画像濃度） （カブリ濃度） （チリ） 実施例 1.38 0.04 無 比較例 1.38 0.12 有 上記のように比較例においては、カブリ除去ローラ１１
を欠如する構成であるため、地カブリおよびチリが発生
し、画質が低下することが認められる。これに対して図
１に示す実施例の構成のものにおいては、感光体ドラム
１上の余剰の磁性トナーが除去されるため、地カブリお
よびチリのない鮮明な画像が得られることを確認した。

【００２８】本実施例においては、像担持体が円筒状の
感光体ドラムである例について記述したが、無端ベルト
状のものであってもよい。また現像剤を磁性トナーと磁
性キャリアとの混合物である二成分系のものとしてもよ
いことは勿論である。

【００２９】

【発明の効果】本発明は以上記述のような構成および作
用であるから、下記の効果を奏し得る。 （１）像担持体の非画像部に非所望に付着した磁性トナ
ーを転写前に除去するため、地カブリおよびチリのない
画像を形成し得る。 （２）トナー像の周縁部の磁性トナーの一部が除去され
る結果、シャープな画像が得られる。 （３）除去された磁性トナーはストレスが印加されてい
ないため、現像手段に返戻することにより、リサイクル
が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す要部構成説明図である。

【図２】感光体ドラム１上に形成されるトナー像を示す
説明図であり、（ａ）は現像直後の状態、（ｂ）はカブ
リ除去ローラ１１通過後の状態を示す。

【符号の説明】

１ 感光体ドラム ４ 現像ロール １１ カブリ除去ローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｇ 15/09 Ｚ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動可能に形成した像担持体の近傍に、
   少なくとも帯電手段と、潜像形成手段と、磁性現像剤を
   吸着保持搬送し得る永久磁石部材を備えた現像手段と、
   像担持体表面の顕像を記録材に転写する転写手段とを像
   担持体の移動方向に配設すると共に、記録材上の顕像を
   定着する定着手段を設けてなる画像形成装置において、 現像手段と転写手段との間に、外周面に複数個の磁極を
   設けた永久磁石部材により、表面磁束密度を３５０Ｇ以
   下に形成し、かつ回転可能に形成したカブリ除去ローラ
   を、像担持体の表面に近接させて設けたことを特徴とす
   る画像形成装置。