JPH0251168A - クリーニングレス電子写真プリンティング方法 - Google Patents

クリーニングレス電子写真プリンティング方法

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JPH0251168A
JPH0251168A JP63201712A JP20171288A JPH0251168A JP H0251168 A JPH0251168 A JP H0251168A JP 63201712 A JP63201712 A JP 63201712A JP 20171288 A JP20171288 A JP 20171288A JP H0251168 A JPH0251168 A JP H0251168A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 イ1発明の目的 (産業上の利用分野) 本発明はプリンターに採用され、従来必須条件として設
置されていたクリーニング装置を欠いたプリンターを実
現する方法に関するものである。
(従来の技術) 従来、電子写真複写機においては、転写後に残溜してい
る感光体表面のトナーを清拭することは必須条件とされ
ていたし、又、実際その通りであった。残溜トナーを清
拭する工程は、電子写真装置の全工程のうち20%以上
の重要度を持つものして捉えられ、ブラシュ法やブレー
ド法、1回転おきにデベロッパーに加えるバイアス極性
を転換し、クリーナーとして使用する所謂2回転法など
、幾多の形式のクリーニング装置が考案されて来た。若
しこのクリーニング部分を無くす事が出来れば、と言う
のは、電子写真法に於ける1つの夢であった。
(発明が解決しようとする課題) 本発明は、前記の夢を実現するクリーニングレスのプリ
ンターを提供しようとするものである。
口1発明の精成 (課題を解決するための手段) 本発明は前記目標を達成する為に、プリンター固有の動
作を充分に解析した上で、各部、特に現像部の働き方を
調べ、本発明が目標とする材料の在り方を基本的に決定
し、これを具体的な装置上で実現した。
先ず第一に着眼したのは、従来の所謂複写機とプリンタ
ーの理論的な差異である。その第1の着眼点は、所謂複
写機に於いては例えばSe感光体の場合、感光体は(+
)に充帯電され、画像白色部が光像により電荷を失い、
トナーの付着か不能になる事を利用し、(−)帯電した
トナーに依って可視化する、所謂、ポジティブと呼ばれ
る可視化方式を採用しているのに対して、プリンターに
於いては充帯電された感光体に光照射を受けた部分が放
電し、表面電荷を低下させるのを利用して、此の部分に
トナーを付着させる。所謂、ネガティブ現像方式を採用
している点である。
この2種類の方式では、トナーの振舞いが大巾に異なる
事が、従来あまり理解されていなかったし、利用されて
いなかった。
本発明の基礎に於いて、残溜トナーが必ず感光体表面を
充帯電するための主放電領域を通過する事が持つ意味が
注目されていた。即ち、例えば(+)型感光体のプリン
ターの場合、その表面は、(+)チャージに依って帯電
され、次いで光像照射に依り光照射部位において電荷を
失い、電荷を失った部位が(+)のチャージを持つトナ
ーに依って可視化される。と言うサイクルの繰り返しに
なる事の意味である。此の場合には元来(+)に帯電す
る性質を持つトナーが、(−)コロナにさらされる転写
工程を経たとしても、最終的に必ず(+)にチャージア
ップされる結果となる。
つまり残溜トナーは、次のサイクルに入った時に、必ず
元来在るべき帯電極性を強く依持している事が第1の着
眼点である。此の着眼点の意味は重大である。
複写機のようにポジティブ現像をする場合には、残溜ト
ナーは次のサイクルに入ると、必ず元来持つべきである
とは反対の極性に、強制的に帯電される結果となる。そ
の様に次のサイクルで2種の極性のトナーが混合するよ
うな状態では、トナー同志がフロキュレートし、精魂を
形成してしまい、元来のトナーとしての機能を失うだけ
でなく、静電系としての機構全体を狂わせてしまう。
次の問題点は残溜I〜ルナ−次のサイクルの光像照射の
阻害となる事である。
一般的に転写効率は、70%から80%と言われている
。勿論、此の転写率の低さは、トナーの改善に依って変
わり得るものであるが、例え残溜トナーが存在したとし
ても、照射光像の光学的効果か減殺されないようにしな
ければならない。勿論、プリンターに於いてトナーの平
均粒径は、照射する光学ドツトにより1桁近く小さく、
例えば20%から30%に及ぶ残溜トナーが存在したと
しても、70%から80%の面は平均した光照射を受け
ることになり露光量としては充足する。
しかし、実際には使用するトナーの性質に依って、画像
の質が大きく左右される。此のトナーの質を決定するこ
とは、本発明の第3に重要な要素となっている。
次にクリーニングレスである本発明の方法では、現像と
同時に前のサイクルで生じた転写残溜トナーのクリーニ
ングが進行しなければならない。その為には現像剤、特
に、キャリアーの有効表面積が充分に大きく、且つ、現
像動作時に良く転がる事が望ましい。これが第2番目に
重要な着眼点である。
以上の条件を満足する材料及びシステムを選択すること
が、クリーニングレスのシステムを実現するに必要な条
件となる。
クリーニングレスの方式を実現するための概念は、 (1)ネガティブ現像を行うプリンターは、基本的には
複写機と異なり、クリーニングレスの方向に向っている
が、従来の材料及びシステムを無神経に使用したのでは
充分ではない。
(2)現像装置及び現像剤は、クリーニングと現像が同
時に行えるように滑らかな動きと、高い流動性を持った
ものでなければならない。
(3)トナーは出来帯る限り転写効率の高いものであり
、例え残溜しても、光学的な遮蔽効果が少ないものであ
る事が望ましい。
(4)トナーが逆極性に帯電される場合は回避した方が
良い。
の4点に絞られる。言うまでも無く前記(1)から(4
)は、その重要度に従って列記されている。
(実 施 例) 以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
実施例1 市販のレーザービームプリンターでSe系感光体を使用
したものを多少調整して使用した。感光ドラムの径は8
0mmφであり、プセススピードは11 A lTln
1/ SeCである。第1にこのマシンに装着されてい
たクリーニング装置を撤去しな。次に現像機の回転方向
及び回転数並びにマグネットローラー表面を改良し、使
用しようとする現像剤が最も円滑に現像面にタッチし、
現像剤が転がる様に調整された。更に、転写コロナのタ
イミングが調整され、転写紙の送られて来ない時間は、
転写コロナが作動しないように改良された。
現像剤として キャリアー 鐵原社製平均粒径50μの球型鉄粉で表面
を窒化したも の。
トナー   日本ペイント製で平均粒径7μの球型トナ
ーで、トナ 一表面か有極性の高分子で 被覆されているもの。
を使用しな。それ以外の条件は総て原プリンターの動作
条件のままである。
結果的には、クリーニング部を全く欠いても何等の前歴
を生ぜず、完全なプリントアウト結果を連続的に提供し
、若干のプリントを連続した場合も、断続的に作動ぜし
めた場合も、更に相対湿度20%から80%の範囲内、
及び、温度0°Cから30℃の範囲内で雰囲気を変動し
た場合にも、安定的に前歴無く完全なプリント結果を提
供することが知られた。
前記実施例に使用された現像剤の性質は、その製造方法
から特徴がある。キャリアーに付いて言えば、この鉄粉
は製鉄工程の炭素除去工程で発生する球型鉄粉をベース
とし、その表面を窒化処理するか、或は、アニオン樹脂
で被覆したものである。特長として殆ど完全な球形を有
する事と、100%に近い鉄分に依って形成されている
事が挙げられる。当然の如く、その表面は極めて平滑で
ある。トナーも又球型であり、その構成は色要素を含有
する重合に依って得られた球状6球を、はるかに微少な
カチオン樹脂で均一に被覆することで作られている。
キャリアーもトナーも球形であることは、現像剤として
全体に極めて均質な特性を発現すると同時に、極めて良
好な流動性を示す要因となる。更に球形を為す事は、最
も広い実活動面積を持つことを意味し、且つ、全面的で
均等であるのでトナーとキャリアーが如何なる状態で会
合しても、安定的な帯電状態生起する事を意味する。
従来球形トナーは、クリーニングが困難であると言う定
設があり、例えば特公昭63501040号に見られる
様に、敢て、球形トナー表面にボッボッの凹凸を作り、
クリーニング効率を上げようとする技術すらある。
しかし、本発明では、その様な問題の捉え方は一切為さ
れていない。トナーはあくまでも均一に帯電し、粒径に
於いても、例えば、7μ±1μと言う様に均質であり、
トナー表面はカチオン樹脂に依って100%被覆されて
いるものが選択されている。キャリアー表面も又均質で
あり滑らかである。
特にトナーについてその特性を注意深く選択されたのは
、反対極性に帯電するトナーが皆無に近いものである事
であった。若し、逆特性に帯電するトナー粒子が存在す
ると、これを核としてトナーがフロキュレートし、粒塊
が発生する。粒径の極端に異なるトナーが生起したと同
じ結果になるので、解像力の低下を来すと同時に転写ム
ラを起こす原因となる。平均的な転写効率を上げようと
すると、粒溜の部分で転写不良が起り易く、残溜トナー
は光学像の阻害と、現像と同時に進行するクリーニング
の不良を引き起こす。
球形トナーを使用する事は勿論絶対条件では無い。しか
し、従来主流を為していた粉砕法に依る不定型トナーで
は、流動性の悪い事と、粒径の、大きい事と、所謂CC
D(チャージコントロールエーヂエント)の分散不良に
依る帯電特性のバラツキが多い事等が災いとなり易い。
若し流動性、帯電特性、粒径などで満足出来るものが得
られるならば、何等此の種のトナーに固執するものでは
ない。
キャリアーについても、実施例1の鉄粉に限定されるも
のでない事は勿論である。
例えば、フェライト系のキャリアーなと使用可能なもの
は多い。
前記する通り転写時に加えられる逆極性のコロナ笛部は
、本発明の為には逆効果である。此の逆効果を消去する
方式を実施例2に記載する。
実施例2 第1図は実施例2の構成を模型的に示す図である。図中
1は感光体ドラムを、2はコロナ帯電器を、3は入力信
号光を、4は現像器を、5はトランスファーベルトを、
6はトランスファーベルト5の表面を帯電するためのコ
ロナ帯電気を、7は転写紙を、8は定着器を各々示して
いる。
第2図は第1図のトランスファーベルト5の多少の詳細
を説明する為のベルトの断面模型図である。図中9は導
電性ゴムの裏打ちを、10は絶縁性薄層を各々示してい
る。
基本的に実施例2が実施例1と異なる点は5.6で構成
される転写系のみである。
トランスファーベルト5は、第2図に示す通り導電性可
視部材9と、絶縁性可視部材10の積層構成になってい
る。絶縁性可撓部材10の絶縁表面は、第1図のコロナ
帯電器6に依りトナーの持つ帯電極性とは逆の極性に帯
電される。帯電の程度は、例えば絶縁層表面電位が20
00ボルトになる位である。
絶縁性可撓部材層10の厚さは、通常20μから70μ
程度である。この転写方式の動作原理は、トランスファ
ーベルト表面に存在する電荷が作る電界に依って、トナ
ーを感光体表面から転写紙の側へ移行させるものであり
、従来の転写紙裏面からコロナ放電を行うものとは非常
に違ったものである。
第1にトランスファーベルトに依る転写は静的であり、
過剰な電荷がトナーに注入される様な事態は起こらない
。又、トランスファーベルトは構成として均質で滑らか
であるために、此の面から電界は垂直に、且つ、各点で
均等な強度なものとなる。その結果、所謂、転写残溜ト
ナーは極端に減少する。此の感光体表面に存在するトナ
ーに対する逆極性電荷の注入の少なさは、転写紙の有無
に拘らず変わらないので、実施例2に於いては、1〜ラ
ンスア一ベルト表面の帯電は転写紙の送りとは無関係に
、連続的に行われても何等の問題も起こさない。
転写以外の部位は実施例1と全く同等である。
実施例2で示したところは、転写時に感光体表面に存在
するトナーを逆極性コロナで無駄に逆極性に帯電せしめ
てしまう事の無益さを述べているものである。基本的に
は転写部に於いて直接逆極性コロナに依るイオンが、ボ
ンバードされない方式が要求されているのであるから、
実施例2のトランスアーベルトに限定されず、比較的高
抵抗のベルI・、或は、絶縁性ベルトの転写部裏面から
、コロナやローラーに依って電界を加えるような方式も
採用され得る。
実施例2の機能分離型のトランスファーベルトは、最も
安定な動作をする所から選択されたものである。
本発明の方法が採用された場合、元来クリーニング部が
消失してしまうのであるから、機能的な単純化が果たさ
れるのは勿論であるが、従来電子写真システムを複雑に
して来たクリーニング部に溜るトナーの処理や、溜った
トナーを現像器に還元する機構の問題が無くなる上、ト
ナーの還元率は100%になる。
従って無駄に使用されるトナーは0になる。
附記するならば、従来方式で最も感光体を機械的に傷付
けた要因はクリーニング部に存在し、これが無くなる事
はそのまま感光体の寿命の長くなる事であり、球形キャ
リアーを使用する事は更にそれを助長している。
ここで電子写真プリンターと言う概念を規定して置く。
基本的にはある特定の極性に例えばプラスの極性に帯電
する事で、活性化される感光体の活性化された表面に光
像を照射し、その結果作られた静電潜像を、前記と同じ
特定の極性(例えばプラスの極性)に帯電したトナーに
依り、可視化する基本的な工程を有するシステムを総称
している。勿論、論理的には感光体とトナーの帯電極性
を逆にする方式はあり得る。しかし、私の発明はその範
囲にまで及ぶものではない。
しかし、近時複写機の分野に於いても、被写体の光像を
電気的に分解し、プリンター手法で複写として再現する
手法も実現されている。かかるシステムも本発明に於い
て言うプリンターの概念に包括される。
ハ0発明の詳細 な説明したように本発明によれば、従来必要とされたク
リーニング部が全く無くなり、現像動作とクリーニング
動作が全く同時に進行する画期的な電子写真方法が提供
される特有の効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の方法を実施した電子写真プリンターの
基本構成を模型的に示す断面図。第2図は同上における
トランスファーベルトを模型的示す拡大断面図である。 1:感光体 3:入力信号 4;現像部 8:定着器

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)感光体と、光像照射部と、乾式のトナーとキャリ
    アーを使用する現像部と、転写部を具備する電子写真方
    法に於て、前記感光体の表面を帯電する電荷の極性と、
    前記トナーの帯電極性が一致する方法であり、且つ、ク
    リーニング部分を欠き、現像部においてクリーニング動
    作が同進行する事を特徴とする電子写真方法。
  2. (2)請求項(1)記載の電子写真方法に於いて、転写
    部にトランスファベルトを使用する事を特徴とする電子
    写真方法。
  3. (3)請求項(1)記載の電子写真方法に於いて、現像
    部に球形トナー、及び球形キャリアーを使用する事を特
    徴とする電子写真方法。
JP63201712A 1988-08-12 1988-08-12 クリーニングレス電子写真プリンティング方法 Pending JPH0251168A (ja)

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