JPH06149072A - 電子写真現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 トナーホッパから感光体に直接トナーを供給
する装置において、高湿下で、画像は現像むらが発生せ
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。 【構成】 １．固定磁石を内包し移動する静電潜像保持
体と、２．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磁性現像剤を供給するトナーホ
ッパと、３．前記静電潜像保持体の表面と所定の間隙を
有した位置に設置され回転する電極ローラと、を有する
構成であって、４．前記静電潜像保持体に近接して配置
されかつ前記トナーホッパの前記静電潜像保持体に対向
する開口部の上流側壁に配置された磁性体または磁石か
らなる現像剤流出防止部材と、５．前記現像剤流出防止
部材との間に磁界を形成し、この磁界中で静電潜像保持
体上の前記トナーホッパに対向する部分の磁性現像剤を
拘束し、前記現像剤が前記トナーホッパから流出するこ
とを防止する静電潜像担持体の内部に固定して配置され
た固定磁石と、で構成された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、プリンタやファクシミ
リ等に応用できる電子写真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成分現像法が広く用いら
れていたが、近年、像形成部の小型化低コスト化の目的
で１成分トナーによる現像法が用いられるようになっ
た。このような１成分現像法を用いた電子写真装置とし
て、発明者らが特願平３−３４５９９０号公報に提案し
た図６に示す装置がある。図６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でつまりを生
じないようにするためのダンパーである。磁石２はトナ
ーホッパ６に対向する（θ＝１０゜）部分で磁極が形成
されている。９は内部に磁石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おとす
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６
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−４．５ｋＶ、グリッド４の電圧−５００
Ｖ）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。このとき感光体の
露光電位は−９０Ｖであった。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、−３５
０Ｖの直流電圧を重畳した７５０Ｖ0-p（ピーク・ツー
・ピーク１．５ｋＶ）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
かきとり、再びトナーホッパ６内に戻し次の像形成に用
いた。

【０００４】こうして感光体１上に得られたトナー像
を、紙（図示せず）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。

【０００５】

【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、高温高湿条件下でプリントすると、画
像に横方向のむらが発生するという問題が生じた。

【０００６】本発明の目的は、あらゆる環境条件下で安
定して均一な画像が得られる電子写真現像装置を提供す
ることにある。

【０００７】

【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、１．固定磁石を内包し移動する静電潜
像保持体と、２．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磁性現像剤を供給する
トナーホッパと、３．前記静電潜像保持体の表面と所定
の間隙を有した位置に設置され回転する電極ローラと、
を有する構成であって、４．前記静電潜像保持体に近接
して配置されかつ前記トナーホッパの前記静電潜像保持
体に対向する開口部の上流側壁に配置された磁性体また
は磁石からなる現像剤流出防止部材と、５．前記現像剤
流出防止部材との間に磁界を形成し、この磁界中で静電
潜像保持体上の前記トナーホッパ内の磁性現像剤を拘束
し、前記現像剤が前記トナーホッパから流出することを
防止する構成の静電潜像担持体の内部に固定して配置さ
れた固定磁石と、で構成されたことを特徴とする電子写
真現像装置である。

【０００８】さらに本発明は、１．静電潜像を担持し移
動する静電潜像保持体と、２．前記静電潜像保持体に面
した開口部を有し、前記静電潜像保持体の表面に磁性現
像剤を供給するトナーホッパと、３．前記静電潜像保持
体の表面と所定の間隙を有した位置に設置され回転する
電極ローラと、を有する構成であって、４．前記静電潜
像保持体に近接して配置され、かつ前記トナーホッパの
前記静電潜像保持体に対向する開口部の上流側壁に配置
された、磁石からなる現像剤流出防止部材と、で構成さ
れたことを特徴とする電子写真現像装置である。

【０００９】

【作用】図２（ｂ）は図６の装置のトナーホッパ６上流
側壁部の拡大図である。従来の構成では、トナーホッパ
上流壁にはトナーホッパからの磁性トナーの流出を防ぐ
ためにウレタンフィルム製のトナーシール１４が感光体
に当接して設けられている。前述の従来装置を用いて高
温高湿下でプリントしたときに画像むらが発生する原因
を調べると、高温時には、このウレタンフィルム１４
が、図２（ａ）に示すように感光体１の長手方向に向か
ってたわみを生じ、それにともない静電潜像を書き込ん
だ感光体１と磁性トナー７がトナーホッパ６内で接触す
る距離が異なるため、現像時間に差を生じ、その結果画
像むらとなることがわかった。このようなトナーホッパ
内で磁性トナーが現像される接触時間を均一にするため
に、トナーホッパ上流側壁には真直度の優れたシール部
材が要求される。このような要求に対し、本発明の磁力
を用いたシール方法が極めて有効であることがわかっ
た。本発明の作用を図３を用いて説明する。図３に示す
ように、感光体１を挟んで磁性体１５と磁石１６を対向
させると、感光体１内部の磁石１６から発した磁力線は
シールに用いた磁性体１５の先端部に集中し、この磁性
体を感光体に非接触に設定しても磁力線が磁性現像剤を
強く拘束し、この間隙からトナーホッパ外に現像剤が流
出しない。しかもこのような磁性体１５は剛体であるた
めに、フィルムと違って真直度に優れ、温度変化等によ
るたわみを生じにくいという利点がある。このような磁
気でのシールを用いると、トナーホッパ内での現像剤と
感光体との接触時間が一定になるために、画像が均一に
現像できる。さらに、従来例のフィルムによるシール構
造では、シールが感光体表面に接触してこするために、
長期間使用すると感光体表面に傷をつけるが、このよう
な磁気シールでは磁性板を非接触で設定するために感光
体表面に傷をつけることがない。また、高湿条件下では
時に感光体表面に結露する事がある。このようなとき、
フィルムによるシールでは形成された静電潜像がフィル
ム上の水滴により摺擦されるために、静電潜像の電荷が
リークし画像が乱れるが、本発明の磁気シールでは画像
の乱れも発生しない。

【００１０】

【実施例】本発明は、磁性現像剤を用いる現像装置であ
ればいかなるものでも適用できる。例えば、前述の発明
者らが特願平３−３４５９９０号公報に提案した磁石を
内包する感光体を用いる現像法が適用できる。感光体内
の磁石は回転せず感光体のみが回転する。用いる感光体
内部磁石の最大磁束密度は、感光体表面において３００
ガウス以上が必要で、望ましくは５００〜１２００ガウ
スである。３００ガウス以下になると磁力の効果がうす
れ、画像の均一性がなくなったり、電極ローラとの間で
トナーがつまりやすくなる。この感光体内部の磁石によ
って感光体表面に磁性トナーを引きつける。なお、本願
発明は、感光体内部に磁石がない現像法にも適用できる
ことは言うまでもない。

【００１１】本発明に使用する感光体には、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。

【００１２】本発明に磁性１成分トナーを用いると装置
構成が簡略化できる。本発明における磁性トナーは、少
なくともバインダー樹脂と磁性体、必要に応じて電荷制
御剤、離型剤、流動化剤、着色剤、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
樹脂が用いられる。磁性体としては、フェライト、マグ
ネタイト、ヘマタイトなどの鉄、マンガン、コバルト、
ニッケル、銅、亜鉛、マグネシウムなどの合金や化合
物、軟鉄、ニッケルなど強磁性体として知られる物質が
使用できる。これらの磁性体を平均粒径約０．０５〜５
μｍ好ましくは０．１〜１μｍの微粉末としてバインダ
ー樹脂１００重量部あたり３０〜１００重量部好ましく
は４０〜９０重量部含有させればよい。このトナーは噴
霧乾燥によって得られる粉体でも良いし、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。用いる
トナーの平均粒径は１５μｍ以下が望ましいが、１２μ
ｍ以下にするとさらにシャープな画像が得られる。

【００１３】このトナーの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、磁性トナーの表面がおおわれ地かぶりが発生しに
くくなる効果がある。さらに本発明で使用される磁性ト
ナー中には必要に応じて各種染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。

【００１４】トナーホッパの感光体上流側壁のシールを
する磁性板の材質は軟鉄、ニッケル、磁性ステンレスス
チール（ＳＵＳ４３０）等の磁性体が用いられる。磁性
板は、感光体に内包された磁石と対向する位置に１００
〜７００μｍの距離を開けて設置する。この構成によ
り、磁性板と磁石とを結ぶ磁力によって磁性現像剤の流
出が遮弊された状態になり、磁性現像剤がトナーホッパ
の外に漏れでることがない。

【００１５】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、オキシ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ニウム基板上に約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１０μｍ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、１２は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、１３は感光体上のトナー
像を紙１７に転写する転写帯電器である。１５はトナー
ホッパ６の感光体上流側壁のシールをする磁性板であ
る。磁性板１５の材質は、軟鉄を用いた。磁性板１５
は、感光体１に内包された磁石１６と対向する位置に３
００μｍの距離を開けて設置した。

【００１６】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、−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２ｋＨｚ）
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１２によ
ってかきとり、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１７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。

【００１７】このようなプリント動作を、３５゜Ｃ９０
％ＲＨの高温高湿下で行った。その結果、画像には現像
むらが発生せず、ベタ部濃度が均一で画像域全幅にわた
り３２本／ｍｍの画線をも再現した極めて高解像度高画
質の画像が安定して得られた。

【００１８】（実施例２）図４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、図１に示した実施例
１のトナーホッパ６のシール部の構成を簡略化した装置
である。ここでは、光体内部の現像に用いる磁石２の磁
力の一部を用いて磁性板１５との間で磁気シールを構成
している。この構成は、トナーホッパ６内でトナー７が
接触する時間が短いために、高速プロセスには不向きだ
が、より構成が簡単になるために、低速の小型機などに
適する。

【００１９】（実施例３）図５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、図１に示した具体的
実施例１のトナーホッパ６のシール部の構成をさらに簡
略化した装置である。この構成は図１の磁性板１５の代
わりに、磁石板１８を用いたもので、感光体内部の磁石
を省略したものである。

【００２０】

【発明の効果】トナーホッパから感光体に直接磁性現像
剤を供給する装置において、トナーホッパの感光体上流
側壁のシール部材を磁性体あるいは磁石で構成し、磁気
力でシールすることにより、高温高湿下において画像む
らが発生せず、ベタ部濃度が均一で高解像度高画質の画
像が安定して得られる効果がある。

【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現像装
置の構成図

【図２】従来例の問題点を説明する説明図

【図３】本発明の作用効果を説明する説明図

【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】本発明の第３の実施例における電子写真現像装
置の構成図

【図６】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・１６ 磁石 ３ コロナ帯電器 ６ トナーホッパ ７ 磁性トナー ９ 電極ローラ １０ 磁石 １１ 交流高圧電源 １５ 磁性板 １８ 磁石

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】１．固定磁石を内包し移動する静電潜像保
   持体と、 ２．前記固定磁石に対向した開口部を有し、前記静電潜
   像保持体の表面に磁性現像剤を供給するトナーホッパ
   と、 ３．前記静電潜像保持体の表面と所定の間隙を有した位
   置に設置され回転する電極ローラと、 を有する構成であって、 ４．前記静電潜像保持体に近接して配置されかつ前記ト
   ナーホッパの前記静電潜像保持体に対向する開口部の上
   流側壁に配置された磁性体または磁石からなる現像剤流
   出防止部材と、 ５．前記現像剤流出防止部材との間に磁界を形成し、こ
   の磁界中で静電潜像保持体上の前記トナーホッパ内の磁
   性現像剤を拘束し、前記現像剤が前記トナーホッパから
   流出することを防止する構成の静電潜像担持体の内部に
   固定して配置された固定磁石と、 で構成されたことを特徴とする電子写真現像装置。
2. 【請求項２】１．静電潜像を担持し移動する静電潜像保
   持体と、 ２．前記静電潜像保持体に面した開口部を有し、前記静
   電潜像保持体の表面に磁性現像剤を供給するトナーホッ
   パと、 ３．前記静電潜像保持体の表面と所定の間隙を有した位
   置に設置され回転する電極ローラと、 を有する構成であって、 ４．前記静電潜像保持体に近接して配置され、かつ前記
   トナーホッパの前記静電潜像保持体に対向する開口部の
   上流側壁に配置された、磁石からなる現像剤流出防止部
   材と、 で構成されたことを特徴とする電子写真現像装置。