JPH05224566A - 電子写真装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】感光体を裏側から画像露光すると同時に表側か
らトナー現像するようにした電子写真装置に関し、非露
光部の感光体表面上からトナーを回収する際に露光部の
トナーまで回収してしまうようなことがなくコントラス
トの高い良質のトナー像を得ることができるようにする
ことを目的とする。 【構成】現像手段２１によって感光体１０の非露光部に
付着したトナーを上記感光体１０の表面から回収するた
めの回収バイアス電圧が印加されて上記感光体１０に対
向して配置されたトナー回収手段２２を有する電子写真
装置において、上記トナー回収手段２２の回収バイアス
電圧を、上記現像手段２１の現像バイアス電圧と同極性
であって、上記トナー回収手段２２と対向する位置の上
記感光体１０表面の露光部の帯電電圧と非露光部の帯電
電圧の間の高さに構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、感光体を裏側から画
像露光すると同時に表側からトナー現像するようにした
電子写真装置に関する。

【０００２】電子写真装置としては、感光体に対して、
前帯電、画像露光、現像、転写、定着、除電、及びクリ
ーニングの工程からなるいわゆるカールソンプロセスが
広く用いられている。

【０００３】しかし、カールソンプロセスでは、工程数
が多くて、装置が複雑かつ大型になり、また前帯電、転
写および除電に用いられることが多いコロナ放電器か
ら、臭気があってしかも人体に有害なオゾンが発生する
という問題がある。

【０００４】そこで、工程数が少なくて、装置を簡潔か
つ小型に形成することができ、しかもコロナ放電器を用
いる必要のない、露光と現像を感光体の表裏両面から同
時に行うタイプの電子写真装置が提案されている。

【０００５】

【従来の技術】この種の従来の電子写真装置は、図７に
示されるように、露光器９１によって裏面側から露光さ
れる感光ドラム８０の表面側に、現像バイアス電圧が印
加された導電性材料からなる現像ローラ９２を接触させ
てトナーによる現像を行い、さらに、現像バイアス電圧
と逆極性の回収バイアス電圧が印加された回収ローラ９
３を感光ドラム８０の表面に接触させて、感光ドラム８
０表面の非露光部に付着したトナーを除去回収してい
る。

【０００６】なお、感光ドラム８０は、透明基体８１の
外側にアース電極となる透明導電層８２が形成され、さ
らにその外側に、露光により電子正孔対が発生する光導
電層８３が形成された三層構造になっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述のような電子写真
装置の現像ローラ９２部においては、画像露光によっ
て、光導電層８３内に電子正孔対が発生し、そのうち現
像ローラ９２の印加電圧と逆極性の電荷が光導電層８３
の表面側に移動して潜像電荷となる。

【０００８】図８は、その部分の電荷の状態を示してお
り、上述のようにして、露光部では光導電層８３の静電
容量が見掛け上増加するので、現像ローラ９２から転移
して付着するトナー１００の量が多くなり、露光部と非
露光部とである程度コントラストのあるトナー像が形成
される。ただし、非露光部にもトナー１００は付着す
る。

【０００９】次に、回収ローラ９３部においては、現像
時とは逆極性の電圧を印加することによって、静電的な
力で非露光部のトナーを回収ローラ９３に転移させる。
このとき露光部分では、潜像電荷とトナー電荷の静電拘
束力によってトナーが感光ドラム８０表面上に残り、そ
の結果明瞭なトナー像が形成される。

【００１０】しかし、回収ローラ９３には現像ローラ９
２と逆極性の電圧を印加しているので、図９に示される
ように、露光部分のトナーに対してだけでなく非露光部
分のトナーに対しても、矢印Ａの同方向に電界が作用す
る。

【００１１】その結果、潜像電荷との静電拘束力による
引力よりも矢印Ａ方向の電界による剥離力の方が大きく
なって、露光部のトナーが非露光部のトナーと共に回収
ローラ９３に転移し、トナー像のコントラストが低下し
てしまうことがあった。

【００１２】そこで本発明は、非露光部の感光体表面上
からトナーを回収する際に露光部のトナーまで回収して
しまうようなことがなく、コントラストの高い良質のト
ナー像を得ることができる電子写真装置を提供すること
を目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の電子写真装置は、表面に付着させたトナー
１００を感光体１０の表面に転移させるための現像バイ
アス電圧が印加されて上記感光体１０の表面に対向して
配置された現像手段２１と、上記現像手段２１と対向す
る位置で上記感光体１０の裏面側から上記感光体１０を
露光して上記感光体１０に静電潜像を形成するための露
光手段１と、上記現像手段２１によって上記感光体１０
の非露光部に付着したトナーを上記感光体１０の表面か
ら回収するための回収バイアス電圧が印加されて上記感
光体１０に対向して配置されたトナー回収手段２２とを
有する電子写真装置において、上記トナー回収手段２２
の回収バイアス電圧を、上記現像手段２１の現像バイア
ス電圧と同極性であって、上記トナー回収手段２２と対
向する位置の上記感光体１０表面の露光部の帯電電圧と
非露光部の帯電電圧の間の高さに設定したことを特徴と
する。

【００１４】なお、上記トナー回収手段２２が、導電性
の弾性材によって形成されたローラであって、上記感光
体１０の表面に押しつけられていてもよく、上記回収バ
イアス電圧を、上記非露光部の帯電電圧よりも上記露光
部の帯電電圧に近くしてもよい。

【００１５】また、上記感光体１０の周囲には、上記現
像手段２１と上記トナー回収手段２２の他には、上記感
光体１０を帯電させるための帯電手段、上記感光体１０
の表面に付着したトナーを除去するためのクリーニング
手段、及び上記感光体１０表面の帯電状態を解消させる
ための除電手段等を設ける必要がない。

【００１６】

【作用】回収バイアス電圧が露光部の帯電電圧と非露光
部の帯電電圧との間にあるので、トナー回収手段２２の
位置では、露光部の電界方向と非露光部の電界方向とが
逆向きになる。

【００１７】その結果、非露光部のトナーは、感光体１
０側からトナー回収手段２２側に移動する電界によって
感光体１０の表面から剥離してトナー回収手段２２に転
移し、露光部のトナーは、感光体１０とトナー回収手段
２２との間に働く電界と感光体１０表面の潜像電荷によ
る引力とによって、感光体１０の表面に押さえ込まれ
る。

【００１８】

【実施例】図面を参照して実施例を説明する。図２は、
本発明を適用したプリンタ装置を示している。なお、本
発明は複写機、ファクシミリ装置その他の電子写真装置
に適用することができる。

【００１９】１０は、図示されていない駆動モータによ
って矢印Ｐ方向に回転駆動される感光ドラムであり、ガ
ラス製の透明基体１１の外側に、アース電極となる酸化
インジウム錫蒸着膜の透明導電層１２が形成され、さら
にその外側に、露光により電子正孔対が発生する光導電
層１３が形成された３層構造に形成されている。なお、
光導電層１３は、例えば厚さが１５μｍ程度のα−Siを
内側の電荷注入阻止層と外側の保護層でサンドイッチ上
に挟みこんだ構造になっている。

【００２０】感光ドラム１０の内側には、画像光を射出
する発光ダイオードアレイ１が配置され、自己収束性の
収束レンズアレイ２を通して、感光ドラム１０の裏面側
に画像露光をしている。

【００２１】トナー１００が収容された現像器２０に
は、共に導電性の弾性部材からなる現像ローラ２１と回
収ローラ２２とが、感光ドラム１０の全幅に接触するよ
うに、感光ドラム１０に対向して押しつけられている。

【００２２】現像ローラ２１と回収ローラ２２は、図示
されていない駆動モータによって各々矢印ＱおよびＲ方
向に回転駆動される。トナー１００としては、非磁性か
つ電気絶縁性の一成分現像剤が用いられる。

【００２３】現像ローラ２１には、現像バイアス電源２
３によって、正極の例えば＋１０ないし＋１０００ボル
ト（好ましくは＋１００ないし＋６００ボルト）の現像
バイアス電圧が印加されている。

【００２４】現像器２０内のトナー１００は、回転する
現像ローラ２１の外周部に付着して運搬され、その途中
でドクターブレード２４によって薄層に形成される際
に、ドクターブレード２４との摩擦によって、１０ない
し２０μＣ／ｇ程度に帯電される。

【００２５】回収ローラ２２は、導電性の弾性ゴム材に
よって形成されており、図３に示されるように、スプリ
ング２５によって感光ドラム１０に押しつけられて、例
えば０．３ｍｍ程度感光ドラム１０に食い込むように弾
性変形している。

【００２６】回収ローラ２２は、感光ドラム１０との接
触部が感光ドラム１０と同方向に、感光ドラム１０より
１．２ないし１．３倍速い周速度で回転駆動される。２
７は、回収ローラ２２に付着したトナー１００を掻き落
として現像器２０内に回収するための回収ブレードであ
る。

【００２７】回収ローラ２２には、回収バイアス電源２
６によって正極の回収バイアス電圧が印加されている。
この回収バイアス電圧Ｖは、図４に示されるように、回
収ローラ２２と対向する位置の感光ドラム１０表面の露
光部の帯電電圧Ｖ１より高く、非露光部の帯電電圧Ｖ２
より低い電圧に設定されている。

【００２８】図２に戻って、５は、転写電源６によって
転写電圧が印加された転写ローラであり、感光ドラム１
０表面に形成されたトナー像を記録紙２００に転写させ
る。７は、記録紙２００にトナー像を熱定着させるため
の定着ローラである。

【００２９】なお感光ドラム１０の周囲には、現像器２
０と転写ローラ５の他には、感光ドラム１０を帯電させ
るための帯電手段、感光ドラム１０の表面に付着したト
ナーを除去するためのクリーニング手段、及び感光ドラ
ム１０表面の帯電状態を解消させるための除電手段など
は設けられていない。したがって、装置全体の構成を簡
素かつ小型に形成することができる。

【００３０】このように構成された実施例の装置によれ
ば、現像ローラ２１部においては、発光ダイオードアレ
イ１からの画像露光によって、光導電層１３内に電子正
孔対が発生し、そのうち現像ローラ２１の印加電圧と逆
極性の負の電荷が光導電層１３の表面側に移動して潜像
電荷となる。

【００３１】この状態は図８の場合と全く同じであり、
露光部では光導電層１３の静電容量が見掛け上増加する
ので、現像ローラ２１から転移して付着するトナー１０
０の量が多くなり、露光部と非露光部とである程度コン
トラストのあるトナー像が形成される。

【００３２】感光ドラム１０の表面に転移されたトナー
１００は、感光ドラム１０の回転によって回収ローラ２
２部へ移動する。そして、回収ローラ２２に印加された
回収バイアス電圧が、感光ドラム１０の露光部の帯電電
圧と非露光部の帯電電圧との間にあるので、回収ローラ
２２の位置では、図５に示されるように、露光部の電界
方向と非露光部の電界方向とが逆向きになっている。

【００３３】その結果、非露光部のトナーは、感光ドラ
ム１０から回収ローラ２２側に移動する電界によって、
感光ドラム１０の表面から剥離して回収ローラ２２に転
移する。

【００３４】一方、露光部のトナーは、感光ドラム１０
と回収ローラ２２との間に働く電界と感光ドラム１０表
面の潜像電荷による引力とによって、感光ドラム１０の
表面に押さえ込まれ、感光ドラム１０表面に強い吸引力
で残留する。

【００３５】したがって、非露光部のトナー１００はほ
とんど総てが回収ローラ２２側に転移し、露光部のトナ
ー１００はほとんど総てが感光ドラム１０側に残るの
で、コントラストの高い鮮明なトナー画像が転写ローラ
５部に送られて記録紙２００に転写される。なお、回収
バイアス電圧Ｖを非露光部の帯電電圧よりも露光部の帯
電電圧に近く設定すると、より背景部のかぶりの少ない
トナー画像を得ることができる。

【００３６】図６は、この実施例によって得られる画像
の線濃度と背景部のかぶり濃度を従来例と比較した実験
結果を示したものであり、実線で示される実施例の結果
の方が破線で示される従来例の場合に比べて、線濃度が
高く、かぶり濃度が低いという結果が得られている。

【００３７】

【発明の効果】本発明の電子写真装置によれば、非露光
部のトナーは、感光体側からトナー回収手段側に移動す
る電界によって感光体の表面から剥離してトナー回収手
段に転移し、露光部のトナーは、感光体と回収手段との
間に働く電界と感光体表面の潜像電荷による引力とによ
って、感光体の表面に押さえ込まれるので、コントラス
トの高い高品質のトナー画像を得ることができる優れた
効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理図である。

【図２】実施例の構成図である。

【図３】実施例の部分構成図である。

【図４】実施例の回収バイアス電圧を示す線図である。

【図５】実施例の回収ローラ部の作用を示す略示図であ
る。

【図６】実施例のトナー画像の濃度を従来例と比較して
示す線図である。

【図７】従来例の構成図である。

【図８】従来例の現像ローラ部の作用を示す略示図であ
る。

【図９】従来例の回収ローラ部の作用を示す略示図であ
る。

【符号の説明】

１ 発光ダイオードアレイ（露光手段） １０ 感光ドラム（感光体） ２１ 現像ローラ（現像手段） ２２ 回収ローラ（トナー回収手段） １００ トナー

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】表面に付着させたトナー（１００）を感光
   体（１０）の表面に転移させるための現像バイアス電圧
   が印加されて上記感光体（１０）の表面に対向して配置
   された現像手段（２１）と、 上記現像手段（２１）と対向する位置で上記感光体（１
   ０）の裏面側から上記感光体（１０）を露光して上記感
   光体（１０）に静電潜像を形成するための露光手段
   （１）と、 上記現像手段（２１）によって上記感光体（１０）の非
   露光部に付着したトナーを上記感光体（１０）の表面か
   ら回収するための回収バイアス電圧が印加されて上記感
   光体（１０）に対向して配置されたトナー回収手段（２
   ２）とを有する電子写真装置において、 上記トナー回収手段（２２）の回収バイアス電圧を、上
   記現像手段（２１）の現像バイアス電圧と同極性であっ
   て、上記トナー回収手段（２２）と対向する位置の上記
   感光体（１０）表面の露光部の帯電電圧と非露光部の帯
   電電圧の間の高さに設定したことを特徴とする電子写真
   装置。
2. 【請求項２】上記トナー回収手段（２２）が、導電性の
   弾性材によって形成されたローラであって、上記感光体
   （１０）の表面に押しつけられている請求項１記載の電
   子写真装置。
3. 【請求項３】上記回収バイアス電圧が、上記非露光部の
   帯電電圧よりも上記露光部の帯電電圧に近い請求項１ま
   たは２記載の電子写真装置。
4. 【請求項４】上記感光体（１０）の周囲には、上記現像
   手段（２１）と上記トナー回収手段（２２）の他には、
   上記感光体（１０）を帯電させるための帯電手段、上記
   感光体（１０）の表面に付着したトナーを除去するため
   のクリーニング手段、及び上記感光体（１０）表面の帯
   電状態を解消させるための除電手段は設けられていない
   請求項１、２または３記載の電子写真装置。