JPH05100574A

JPH05100574A - 電子写真装置

Info

Publication number: JPH05100574A
Application number: JP3261620A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Terada; 浩寺田; Hajime Yamamoto; 肇山本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1991-10-09
Filing date: 1991-10-09
Publication date: 1993-04-23

Abstract

(57)【要約】【目的】構成が簡単で小型の電子写真現像方法を提供
するものである。【構成】コロナ帯電と露光により静電潜像を形成した
後の感光体表面と回収手段の間の空間に現像剤を供給す
る。感光体の回転につれて現像剤は感光体と回収手段の
間隙に流入しようとするが、通常は回収手段内の磁石の
作用で間隙部に磁気ブラシが形成され通過しない。この
際、回収手段の外周部に交流電圧を印加すると、感光体
上の画像部のトナーのみが通過し顕像化する。【効果】構成が簡単で小型の電子写真装置が得られ
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においては磁性現
像剤を用いた２成分現像方法が広く用いられている。こ
の現像方法として、現在まで種々の方式が提案されてい
るが、1953年に開発された磁気ブラシ現像法は、それま
でのカスケード現像法に比べて装置をコンパクトにでき
ることや、細線の再現性に比較的優れていることから、
文書コピー用として電子写真現像方式の主流を占めるに
いたっている。以下図面を参照しながら、上記した従来
の電子写真装置の一例について説明する。図４は従来の
２成分現像方法を用いた電子写真装置を示すものであ
る。図４において、１はトナーとキャリアが混合された
２成分現像剤である。２は内部に磁石ローラ３を包含し
た現像ローラである。４は電子写真感光体、５は、電子
写真感光体を帯電させるコロナ帯電器、６は信号を露光
する露光光、７はトナー像を紙に転写するコロナ帯電
器、８は感光体上に残留したトナーを清掃するクリーニ
ング装置である。

【０００３】以上のように構成された電子写真装置につ
いて、以下その動作について説明する。まず、感光体４
を帯電器５で帯電させる。信号光６で露光した後、静電
潜像を形成し、現像ローラ２上に担持した２成分磁気ブ
ラシ現像剤１によって現像する。こうして感光体４上に
得られたトナー像を、転写帯電器７を用いて紙に転写す
る。感光体上に残留したトナーは、クリーニング装置８
でブレードを感光体表面にこすりつけて清掃し、ふたた
び次の像形成工程に用いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、現像器の構成が大がかりで、装置が大型
複雑化するという問題点を有していた。

【０００５】本発明は上記問題点に鑑み、構成が簡単で
小型の優れた電子写真装置を提供するものである。

【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、移動する感光体と、前記感光体に対向
した位置でかつ感光体の表面と所定の間隙を有して設け
られ、内部に固定磁石を有し外周部が回転する回収手段
と、前記感光体表面を帯電露光し静電像を形成した後の
感光体表面と前記回収手段との間にはさまれた空間に磁
性現像剤を供給する供給手段とを有し、かつ前記回収手
段に電圧を印加して前記感光体上の磁性現像剤のうち画
像部のトナーのみ通過せしめて他をせき止めるようにし
た電子写真装置である。

【０００７】さらに他の発明は、移動する感光体と、前
記感光体に対向した位置でかつ感光体の表面と所定の間
隙を有して設けられ、内部に固定磁石を有し外周部が回
転する回収手段と、前記感光体表面を帯電露光し静電像
を形成した後の感光体表面と前記回収手段との間にはさ
まれた空間に磁性現像剤を供給する供給手段と、少なく
とも前記回収手段に対向する位置近傍で、感光体の前記
回収手段と対向する面の反対側に磁性体とを有し、かつ
前記回収手段に電圧を印加して前記感光体上の磁性現像
剤のうち画像部のトナーのみ通過せしめて他をせき止め
るようにした電子写真装置である。

【０００８】

【作用】本発明は上記した構成によって、現像器の構成
が簡略化できるとともに、装置全体の構成が簡単になり
小型化できることとなる。

【０００９】

【実施例】本発明に使用する感光体には、酸化亜鉛、セ
レン、硫化カドミウム、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。感光体に対向
する回収手段内の磁石は、感光体に対向した位置の近傍
で間隙部のやや上部に少なくとも磁極を有することが望
ましい。この様にすると間隙部のやや上部で磁力線に沿
って磁気ブラシが形成され、現像剤の間隙部への必要以
上の進入を防止することができるようになる。

【００１０】本発明には、感光体表面と回収手段の対向
部に向かって開口を有するトナーホッパーを用いる。磁
性現像剤はトナーホッパーから直接感光体と回収手段に
接触する構成である。

【００１１】本発明に用いる磁性現像剤は絶縁性１成分
トナーが好ましい。１成分トナーを用いると装置構成が
簡略化できる。本発明に用いる１成分トナーは、マグネ
タイトやフェライトの粉末を帯電制御剤と共にスチレン
樹脂やアクリル樹脂などのバインダ樹脂に分散し粉砕後
分級したものである。このトナーは噴霧乾燥によって得
られる粉体でもよいし、またパール重合法等で化学的に
得られる粉体であっても良い。この現像方法では、感光
体と回収手段の間に直接供給し、回収手段の作用により
非画像部のトナーを除去する構成であるが、この方法で
は、トナーの流動性が悪いと、非画像部のトナーが感光
体に強く付着し除去できず、地かぶりとなって画像を劣
化させやすい。このトナーの表面にシリカ微粒子を外添
すると、トナーの流動性が良くなり、感光体への非静電
的付着力が小さくなり、地かぶりがなくなる効果があっ
た。このとき、シリカ粒子は流動性の向上に寄与するの
みでなく、トナーの帯電にも寄与していることがわかっ
た。この現像方法では、１成分トナーの場合ではトナー
を帯電させる帯電部材を特に設ける必要はなく、トナー
にシリカ粒子を加えておけば、トナーが帯電した感光体
と接触した時に、電荷を感光体側からトナー側に移動さ
せトナーを感光体と同極性に帯電させる役割をしている
ことがわかった。このシリカ微粒子は、コロイダルシリ
カともよばれる。用いるトナーの平均粒径は１５μｍ以
下が望ましいが、１２μｍ以下にするとさらにシャープ
な画像が得られる。

【００１２】感光体表面がトナーホッパー内を通過する
と、感光体表面近傍の１成分トナーが感光体表面につら
れて、感光体の回転と共に移動しながら回収手段との対
向部に向かって流入する。

【００１３】回収手段はトナーホッパの下部の位置で感
光体と１００から５００μｍの距離を開け、設置され
る。回収手段の外周部の材質は導電性で非磁性体のロー
ラが良い。例えば、アルミニウムまたは非磁性のステン
レス等がある。これは感光体表面と逆方向に移動するよ
うに回転している。ローラの表面は、研磨されたもので
もよく、またサンドブラスト加工等により表面に凹凸を
つけたものでもよい。

【００１４】ローラの内部には固定された磁石が内包さ
れており、その磁極の少なくともひとつは感光体との対
向部の最近接部のやや上部に位置されている。この磁極
によってこの部分にローラから感光体に向かって磁力線
が形成されそれに沿って磁性トナーの磁気ブラシが形成
されている。したがって下記に説明するような電圧を印
加していないとき、または帯電している磁性トナーの電
荷と反対の極性の電圧をかけているときは、この磁気ブ
ラシとその電界の相乗作用で磁性トナーが間隙部にそれ
以上進入しない。しかもローラ表面は感光体と逆方向に
移動しているため、感光体表面につれて流入してくる磁
性トナーは磁気ブラシとして撹乱されながらローラの表
面に沿って流れていく。このローラには、交流電圧を
印加する。この交流電圧の周波数は、像形成のプロセス
速度によっても変わるが、おおよそ５０Ｈｚから５００
０Ｈｚの範囲、好ましくは３００から３０００Ｈｚの範
囲が良い。交流電圧の値は、ゼロ・ツー・ピークの値
で、感光体の帯電電位のおおよそ０．５から３倍の値が
良く、さらには０．５から１．５倍の値が好ましい。

【００１５】交流電圧に重畳する直流電圧の値は、感光
体の帯電電位と同等かあるいはそれより数１０％低い値
に設定すれば、良好なネガポジ反転画像が得られる。こ
の様な電圧をローラに印加すると、感光体表面に沿って
流入してくる磁性トナーは、感光体と電極ローラの間を
往復運動し、しだいに感光体の非画像部のトナーはロー
ラ側に移動し、画像部にのみトナー像が残るようにな
る。このローラの外周移動方向は、感光体の外周移動方
向と反対方向がよい。

【００１６】このローラに付着したトナーは、トナーホ
ッパー内に設けられたスクレーパによりかきとり、再び
トナーをトナーホッパー内に戻す。このスクレーパは、
ローラに影響を与えないようにするため電気的に絶縁さ
れていることが望ましい。そのため、例えばこのスクレ
ーパには、ポリエステルフィルムなどのプラスチックが
よい。このスクレーパには、ステンレススチールや燐青
銅板などを用いることもできるが、このときは、ローラ
に電気的に影響を与えないようにするため、ローラ以外
には電気的に接触しないよう絶縁する必要がある。

【００１７】具体的実施例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。

【００１８】図１は本発明の電子写真装置の１実施例を
示すものである。図１において、９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、１１は感光体をマイナスに帯電するコロナ帯電器、
１２は感光体の帯電電位を制御するグリッド電極、１３
は信号光、１４はトナーホッパー、１５は平均粒径約１
０μｍのマイナス帯電性磁性１成分トナー、１６はトナ
ーガイドである。

【００１９】１７は回収手段の一部を構成するアルミニ
ウム製の電極ローラ、１８は電極ローラに電圧を印加す
る交流高圧電源、１９はトナー回収電極ローラ上のトナ
ーをかきおとすポリエステルフィルム製のスクレーパ、
２０は感光体上のトナー像を紙に転写する転写コロナ帯
電器である。トナーガイド１６はトナーホッパ内の磁性
１成分トナーの重みが直接感光体９と電極ローラ１７間
の間隙部にかからないようにするためのものである。

【００２０】電極ローラ１７内には固定された３極に着
磁された磁石２１が設けられており、３極のうちのひと
つの極が感光体との対向部の最近接部のやや上部に位置
するように配置されている。電極ローラ１７表面での磁
束密度は８００Ｇs である。

【００２１】感光体９の直径は３０ｍｍで、周速６０mm
/sで回転させた。

【００２２】用いた磁性１成分トナーの構成は、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％）。

【００２３】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。感光体９
をコロナ帯電器１１（印加電圧−４kV、グリッド１２の
電圧−５００Ｖ）で、−５００Ｖに帯電させた。この感
光体９にレーザ光１３を照射し静電潜像を形成した。こ
のとき感光体の露光電位は−１００Ｖであった。この感
光体９が矢印方向に回転すると、トナーホッパー１４内
の磁性１成分トナーの感光体表面近傍にあるものは感光
体表面につられて電極ローラとの対向部に向かって流入
する。次にこれらのトナーは電極ローラ１７表面の磁力
線によって最小間隙部のやや上部で磁気ブラシを形成す
る。

【００２４】この電極ローラ１７は感光体９と３００μ
ｍの距離を開け設置した。電極ローラ１７には高圧電源
１８により、図２に示す波形の、−３００Ｖの直流電圧
を重畳した４００Ｖ0-p （ピーク・ツー・ピーク８００
Ｖ）の交流電圧（周波数３００Hz）を印加した。感光体
９上のトナー層は感光体９と電極ローラ１７の間を往復
運動し、次第に非画像部のトナーは電極ローラ１７側に
移り、感光体９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。それ以外のトナーは矢印方向に回転し
ている電極ローラ１７表面との摩擦と磁力の作用で磁気
ブラシを形成しながら図面の右方向に移動し、スクレー
パ１９によってかきとられ、再びトナーホッパー１４内
に戻し次の像形成に用いられる。こうして感光体９上に
得られたトナー像を、紙（図示せず）に、転写帯電器２
０によって転写した後、定着器（図示せず）により熱定
着した。

【００２５】具体的実施例２図３は本発明の電子写真装置の他の１実施例を示すもの
である。図３の構成は図１の構成と、磁性現像剤がトナ
ーとキャリアを混合した２成分現像剤である点と、感光
体内の電極ローラにほぼ対向した位置に磁性体２２が設
けられている点と電極ローラ内の磁石２１の配置が異な
る。さらに感光体９と電極ローラ１７は約４００μｍの
距離を開け設置した。その他の構成は図１と同じであ
る。用いるトナーは、スチレンアクリル樹脂にカーボン
ブラック５％、オキシカルボン酸金属錯体２％よりな
り、さらにコロイダルシリカを０．１％外添して用いた
（いずれも重量％）。

【００２６】トナーホッパー内には、表面をシリコン樹
脂でコートした粒径１００μｍのフェライト粉キャリア
２４とトナー２５を混合した２成分現像剤２６をいれ、
感光体９表面と電極ローラ１７の間に供給した。

【００２７】この現像剤２６が感光体内の磁性体と電極
ローラ内の磁石でつくられる磁界の部分にくると、この
場合は磁力線がより一層感光体に向かって形成されてい
るため磁気ブラシがより強力に形成される。さらに電極
ローラ１７を通過すると電界の作用により画像部のトナ
ーのみが電極ローラを通過して顕像化され、感光体９上
にトナー像を得た。得られたトナー像を、紙（図示せ
ず）に転写帯電器２０によって転写した後、定着器（図
示せず）により熱定着した。一方、転写後、再びコロナ
帯電器１１で感光体９を帯電し、次の像形成工程に用い
た。その結果、トナーの飛び散りなどのないシャープな
画像が得られた。

【００２８】以上が本発明の具体的実施例の説明であ
る。

【００２９】

【発明の効果】以上のように本発明は、電子写真感光体
ドラムと、トナーホッパーと、回収手段と、磁性現像剤
とを有する現像装置であって、感光体を帯電露光し静電
潜像を形成した後、トナーホッパーから現像剤を感光体
と回収手段の間に形成された磁気ブラシの部分に供給
し、所定の間隙をもって設置された回収手段と感光体と
の間でトナーを静電的に往復運動させ、感光体の画像部
にトナー像を残し、非画像部のトナーは回収手段に回収
し、トナーホッパー内に戻す構成にしたことにより、構
成が簡単で小型の電子写真現像方法を得ることができ
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
構成図である。

【図２】本発明の第１の実施例に用いる交流電圧の波形
を示す概略図である。

【図３】本発明の第２の実施例における電子写真装置の
構成図である。

【図４】従来の電子写真装置の概略図である。

【符号の説明】

９感光体１１コロナ帯電器１２グリッド電極１３レーザ露光１４トナーホッパー１５トナー１７電極ローラ１８交流高圧電源１９スクレーパ２１磁石２２磁性体２６２成分現像剤

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】移動する感光体と、前記感光体に対向し
た位置でかつ感光体の表面と所定の間隙を有して設けら
れ、内部に固定磁石を有し外周部が回転する回収手段
と、前記感光体表面を帯電露光し静電像を形成した後の
感光体表面と前記回収手段との間にはさまれた空間に磁
性現像剤を供給する供給手段とを有し、かつ前記回収手
段に電圧を印加して前記感光体上の磁性現像剤のうち画
像部のトナーのみ通過せしめて他をせき止めるようにし
た電子写真装置。
【請求項２】移動する感光体と、前記感光体に対向し
た位置でかつ感光体の表面と所定の間隙を有して設けら
れ、内部に固定磁石を有し外周部が回転する回収手段
と、前記感光体表面を帯電露光し静電像を形成した後の
感光体表面と前記回収手段との間にはさまれた空間に磁
性現像剤を供給する供給手段と、少なくとも前記回収手
段に対向する位置近傍で、感光体の前記回収手段と対向
する面の反対側に磁性体とを有し、かつ前記回収手段に
電圧を印加して前記感光体上の磁性現像剤のうち画像部
のトナーのみ通過せしめて他をせき止めるようにした電
子写真装置。
【請求項３】磁性現像剤が磁性１成分トナーでなる請
求項１または２記載の電子写真装置。
【請求項４】磁性現像剤がキャリヤとトナーからなる
２成分現像剤である請求項１または２記載の電子写真装
置。