JPH07104633B2

JPH07104633B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH07104633B2
Application number: JP29077286A
Authority: JP
Inventors: 幸雄佐々木; 正利木村; 純孝相田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1986-12-04
Filing date: 1986-12-04
Publication date: 1995-11-13
Anticipated expiration: 2010-11-13
Also published as: JPS63142383A

Description

【発明の詳細な説明】〔概要〕本発明は、画像露光手段と、記録電極を備えた磁気ブラ
シ現像機を、透明感光体を介して対向配置した画像形成
装置において、所定の目的を達した不要なトナー像を磁
気ブラシ現像機に回収するために、記録電極の感光体移
動方向上流に、不要トナー回収手段を設けることによ
り、感光体上に不要トナー像のない鮮明なトナー画像を
得るものである。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、画像光を照射した感光体上の明部にトナー像
を形成して、表示或いは記録紙へ転写を行なう画像形成
装置に関するものである。

現在の複写機或いは高速・高印字品位のプリンタは、電
子写真記録方式を用いたものが一般的である。この方式
は、一様帯電・画像露光・現像・転写・定着・除電・ク
リーニングの工程で記録が行われる、いわゆるカールソ
ンプロセスである。

カールソンプロセスでは、一様帯電・転写・除電にコロ
ナ放電器を用いる。コロナ放電器は、数KVの高電圧をコ
ロナワイヤに印加する構成であるから、高圧電源が必要
であるとともに、湿度，粉塵等の影響を受け易いので、
信頼性が低い欠点がある。又、コロナ放電器で発生する
オゾンが臭気を発生すると共に、近年オゾンの人体への
有害性が問題になっている。

更に、上記した７つの工程が必要であるため、装置が複
雑になると共に大型化する欠点がある。

最近上記の問題点に鑑み、コロナ放電器を不要とし、装
置の小型化に着目した画像形成方式が提案されている。

〔従来の技術〕

第９図に従来技術の模式図を示す。

図において、感光体１は透明基体1a・透明導電層1b・光
導電層1cから構成され、透明導電層1bがアースに接続さ
れている。感光体１の光導電層1c側に設けられた磁気ブ
ラシ現像機２はマグネットローラ2aとスリーブ2bから成
り、マグネットローラ2aが回転自由である。さらに、ス
リーブ2bの表面には絶縁フィルム３でスリーブ2bと絶縁
された帯状の記録電極４が設けてある。記録電極４には
光導電層1cのキャリア極性（図ではプラス極性）と逆極
性の電圧６が印加され、スリーブ2bには記録電極４と逆
極性の電圧７が印加されている。この現像機２に一成分
現像剤または二成分現像剤を充填して、図中矢印方向に
現像剤５を搬送する。

感光体１の透明基体1a側には、画像露光手段８が配置さ
れている。画像露光手段８としては、LEDアレイを用い
た光学系，液晶シャッターを用いた光学系，エレクトロ
ルミネセンスを用いた光学系，レーザを用いた光学系な
どが上げられる。画像露光手段８は露光光の光軸が記録
電極４と交差するように配置する。

次に画像形成原理を示す。

上記構成の装置のＡ部において、光導電層1cを画像露光
すると光導電層1c内にホトキャリアが発生する。ホトキ
ャリアの内記録電極４の印加電圧６と逆極性のキャリア
が、光導電層1c表面近傍に移動して潜像電荷９となる。
このように露光部では、光導電層1cの静電容量が見掛け
上増加するため付着トナー量が多くなり、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画像とな
る。

次にＢ部において、スリーブ2bに逆電圧７を印加し、か
つ現像剤の溜りをつくることで、非露光部の余分なトナ
ーを静電力と磁力によって現像機２に回収する。この
際、露光部のトナーも僅かに回収されるが、潜像電荷９
とトナー電荷の静電拘束力によって、大部分のトナーが
感光体１上に残り、トナー画像10が形成される。

一方、所定の目的を達した感光体１上の不要なトナー画
像11、すなわち画像表示装置では表示が済んだトナー画
像、画像記録装置では記録紙に転写した後の残留トナー
画像等は、次の画像形成において、Ｂ部でスリーブ2bの
逆電圧による静電力と現像機の磁力によって、現像機に
回収され再利用される。このように画像露光手段８が、
感光体１を挾んで現像機２の反対側にあるので、不要ト
ナー画像11の回収と画像形成を同時に行なうことができ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の画像形成装置では、不要トナー画像11の電荷と結
びついている潜像電荷12を除去しトナー回収効率を向上
させるために、画像形成部の前に図示しない除電ランプ
等を配置している。しかし、トナー電荷と潜像電荷12の
間には静電力が働いているため、十分な除電効果を上げ
ることができない。そのため、十分に静電力が弱まるこ
となく、画像形成部で不要トナー画像11の回収が行なわ
れる。特にＢ部の現像剤溜りでは、非露光部トナーの回
収と同時に不要トナー画像11の回収が行なわれるが、上
記理由で完全に回収することができない。その結果、次
の画像形成時に残像として現われてしまう。

本発明の目的は、前述した従来の問題に鑑み、無端状の
感光体上に残留するトナーを確実に磁気ブラシ現像機内
に回収することのできる画像形成装置を提供することに
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図は本発明にかかる画像形成装置の原理説明図であ
る。図中、符号１〜12までは第９図の従来技術と同様で
あり、その説明は省略する。

本発明の画像形成装置は、記録電極４の感光体１の移動
方向上流に感光体１上の不要トナーを回収するための現
像剤の溜り（Ｃ部）を形成する不要トナー回収手段40設
けたものである。

〔作用〕

本発明の画像形成装置において、記録電極４の感光体移
動方向上流に現像剤の溜り（Ｃ部）を形成する不要トナ
ー回収手段40を設けることで、画像形成する前に現像剤
５と不要トナー像11を接触させ静電力及び磁力、更に現
像剤５の掻き落とし力を利用して磁気ブラシ現像機２内
に回収する。

〔実施例〕

第２図は本発明にかかる画像記録装置の第１の実施例の
説明であり、第３図は画像形成部の構成を示す図であ
る。

図中、21は無端上の感光体フィルムである。この感光体
フィルム21は、第４図に示すように、厚さ100μｍのポ
リエチレンテレフタレートの透明基体21a上に、iTo（酸
化インジウム）蒸着膜の透明導電層21bを設け、さらに
光導電層として、CGL（電荷発生層）21cとCTL（電荷輸
送層）21dから成る厚さ10μｍと薄い機能分離型の有機
光導電層を設けている。以上のように感光体フィルム21
の透明導電層21bはアースに接続され、感光体フィルム2
1自体は、フィルム駆動用ローラ22に接続されている動
力系によって、図中矢印方向に回動する。

23は磁気ブラシ現像機で、スリーブ23bの内部に設けた
マグネットローラ23aが回転してトナー搬送を行なう。
スリーブ23bの表面には、第５図に示すようにポリイミ
ドフィルム24でスリーブ23bと絶縁された銅箔の帯状記
録電極25と、磁性鉄片26で張り付けられている。この磁
性鉄片26は現像剤の穂高を増す働きをし、スリーブ23b
と電気的に接続されている。なお、磁性片26の材料とし
て電磁軟鉄，ケイ素鋼，パーマロイ，フェライトなどが
上げられる。

以上のように磁気ブラシ現像機23にトナー抵抗が10²〜1
0¹⁰Ω・cmの導電性磁性トナー29を充填している。トナ
ー搬送は、図中矢印方向に行ない、記録電極25の感光体
移動方向下流にトナー溜り（Ｂ部）を作っている。

本実施例の光導電層21c,21dには、正孔移動型を用いた
ため、記録電極25には電源27によりマイナス電圧を印加
する。この電圧は−100〜−500Vで、望ましくは−150〜
−350Vが適当である。また、スリーブ22b及び磁性鉄片2
6には電源28によりプラス電圧を印加する。この電圧は
０〜＋50Vで望ましくは＋10〜＋30Vが適当である。

感光体フィルム21をはさんで記録電極25と対向する位置
には、画像露光手段として、LEDアレイ30aとセルフォッ
クレンズアレイ30bからなるLEDアレイ光学系30を設置す
る。LEDアレイ光学系30の光軸は、巾１〜5mmに設定した
記録電極25の中心と交差するように設定されている。

31は感光体フィルム21上に形成されたトナー画像であ
る。32は記録紙、33は転写用導電性ゴムローラで、電源
34で電圧（＋200〜＋600）が印加されている。35は記録
紙に転写されたトナー像で、熱ローラ定着機36によって
記録紙32に定着され、半永久的な記録画像37となる。

38は転写後感光体フィルム21上に残った残留トナー像で
ある。39は残留トナー像の電荷及び光導電層21c,21d内
の潜像電荷を除去する除電ランプである。

次に画像記録手順を示す。

感光体フィルム21を矢印方向に回動させ、現像機23のマ
グネットローラ23aを回転させてトナー29を矢印方向に
搬送し、画像形成部にトナー溜りを作り、かつ、記録電
極25、スリーブ23b及び磁性鉄片26にそれぞれ電圧を印
加した状態で、LEDアレイ光学系30により画像露光す
る。すると、CGL21cでホトキャリアが発生し、その内正
孔がCTL21d内を感光体表面近傍に移動して潜像電荷とな
る。以下、従来技術の項で記した原理で、感光体フィル
ム21の表面に、潜像電荷の静電力に保持された帯電トナ
ー像31が形成される。

次に、トナー画像31は、転写ローラ33を用いて記録紙32
に静電転写される。転写されたトナー像35は、定着機36
で記録紙32に定着され、半永久的な記録画像37が得られ
る。

一方、転写後に感光体フィルム21上に残った残留トナー
像38は、画像形成部に搬送される。

画像形成部では、第３図に示されるように感光体１の移
動方向上流側のスリーブ23b上に磁性片26が設けられて
おり、この磁性片26は磁気ブラシ現像機23のマグネット
ローラ23aの磁極との間で磁路を形成し、磁束は磁性片2
6の上下端部に集中する。このため、現像剤29の穂立ち
が助勢され、不要トナー回収領域Ｃが形成される。Ｃ領
域では、現像剤の穂で不要トナー像38をかきとり、磁力
によって現像機23に回収する。掻きとられたトナーは磁
気ブラシ現像機23の磁力に保持され、再使用される。

また、Ｃ領域の感光体１は除電ランプ39により残留トナ
ー像39の電荷と結びついている潜像電荷が除電されるの
で現像剤の穂による掻きとりを効率良く行なうことがで
きる。

そして、更に、磁性片26を絶縁フィルム13を用いてスリ
ーブ23bと絶縁し、第３の電圧印加手段15を用いて、ス
リーブ2bに印加した電圧と同極性の電圧を磁性片26に印
加する。これにより、不要トナー像11を磁気ブラシ現像
機23に引き付ける静電力が働く。その結果、磁性片26の
みの磁力効果に、電界の効果が加わわるため、トナー回
収効率がより一層向上する。

以上のような画像記録装置によれば、画像形成部におい
て、残留トナー像38をほぼ完全に回収すると同時に、画
像形成ができるため、残留像のない鮮明な記録画像37が
得られる。また、トナーの使用効率が100％となるた
め、ライニングコストの低減にも効果がある。

尚、上述の実施例では除電ランプ39の除電動作を、磁性
鉄片26の作用により形成したトナーの穂による不要トナ
ー38の掻き取り動作と同時に行なう場合について説明し
たが、この除電ランプ39を設けず、磁性鉄片26のみを設
けるようにしても良い。

第６図は本発明にかかる画像形成装置の第２の実施例を
示す図である。第１の実施例と異なる点は、磁性鉄片40
を感光体フィルム21の裏面である透明基体側に設けて、
トナーの穂高を増して、残留トナー38の回収を行なって
いる点である。

第７図は本発明にかかる画像形成装置の第３の実施例を
示す図であり、第８図は画像形成部の説明図である。第
１の実施例と異なる点は、マグネットローラ23aを回転
駆動するモータの回転方向を逆向きとしてトナー搬送方
向を逆にし、トナー29の溜りを感光体フィルム移動方向
上流に設けトナー回収手段としている点である。そのか
わり、感光体フィルム21の移動方向下流で、かつ、感光
体フィルム21の裏面に磁性鉄片41を設け、トナー29の穂
高を増すことによって、非露光部トナー回収手段として
いる。また、第８図のようにスリーブ2b上にも磁性片18
を設けることによりトナー29の穂高を十分に高くするこ
とができる。

以上の第２及び第３の実施例でも、第１の実施例と同様
の効果がある。すなわち、画像形成部において、残留ト
ナー像38をほぼ完全に回収すると同時に画像形成がで
き、残留像のない鮮明な記録画像37が得られるととも
に、トナー29の使用効率が100％であるため、ライニン
グコストの低減にもなる。

尚、前述の各実施例では、現像剤に一成分の導電性磁性
トナーを用いたが、他の一成分現像剤及び二成分現像剤
を用いても、上記実施例と同様の効果がある。

さらに、感光体上に形成されたトナー像を表示するディ
スプレイ装置に、本発明を実施しても、上記実施例と同
様の効果があるのはもちろんである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、記録電極を備えた磁気ブラシ現像機と
画像露光手段を、透明感光体をはさんで対向配置した画
像形成装置において、記録電極の感光体移動方向上流に
不要トナー回収手段を設けることにより、所定の目的を
達した不要なトナー像を磁気ブラシ現像機に回収するた
め、感光体上に不要トナー像のない鮮明なトナー画像を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、第２図は第１の実施例の
説明図、第３図は第１の実施例の画像形成部の説明部、
第４図は感光体フィルムの断面図、第５図は磁気ブラシ
現像機の斜視図、第６図は第２の実施例の説明図、第７
図は第３の実施例の説明図、第８図第３の実施例の画像
形成部の説明図、第９図は従来技術の模式図である。図において、１は感光体、２は磁気ブラシ現像機、３は
絶縁フィルム、４は記録電極、５は現像剤、６は第１の
電圧印加手段、７は第２の電圧印加手段、８は画像露光
手段、９は潜像電荷、10はトナー画像、11は不要トナー
画像、40は不要トナー回収手段である。

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 15/08 ５０２Ｆ５０７Ｂ 15/09 Ｚ 21/10 Ｂ４１Ｊ 3/21 ＺＧ０３Ｇ 21/00 ３１０

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】すくなくとも透明または半透明の導電層
（1b）および光導電層（1c）を積層して成る感光体
（１）と、該感光体（１）の光導電層（1c）側に配置され、少なく
とも現像剤を搬送するスリーブ（2b）を備えた磁気ブラ
シ現像機（２）と、該スリーブ（2b）上に該スリーブ（2b）と絶縁して設け
た記録電極（４）と、前記記録電極（４）と前記導電層（1b）との間に電圧を
印加する第１の電圧印加手段（６）と、第１の印加手段（６）とは逆極性の電圧を前記スリーブ
（2b）と前記導電層（1b）との間に印加する第２の電圧
印加手段（７）と、前記感光体（１）の導電層（1b）側でかつ前記記録電極
（４）と対向する位置に設けられ、画像露光を行なう画
像露光手段（８）と、を含んで成る画像形成装置において、感光体（１）上の不要トナーを磁気ブラシ現像機（２）
に回収する不要トナー回収手段（40）を備え、現像剤
（５）の溜り（Ｃ）が、前記記録電極（４）の感光体移
動方向上流に形成されるようにしたことを特徴とする画
像形成装置。
【請求項２】前記不要トナー回収手段は、前記スリーブ
（2b）上に設けられた磁性片（26）であることを特徴と
する特許請求の範囲第（１）項記載の画像形成装置。
【請求項３】前記不要トナー回収手段は、前記スリーブ
（2b）と絶縁して当該スリーブ（2b）上に設けられた磁
性片（26）と、前記スリーブ（2b）に印加される電圧と
同極性の電圧を該磁性片（26）と前記導電層（1b）との
間に印加する第３の電圧印加手段（15）とを含んで成る
ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の画像
形成装置。
【請求項４】前記不要トナー回収手段は、前記感光体
（１）をはさんで、前記磁性片（26）と対向する位置に
設けらた除電用光源（39）を更に備えて成ることを特徴
とする特許請求の範囲第（３）項記載の画像形成装置。
【請求項５】前記不要トナー回収手段は、前記感光体
（１）の導電層（1b）側に設けられた磁性片（40）であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の画
像形成装置。
【請求項６】前記溜り（Ｃ）が、前記現像剤（５）を前
記感光体（１）の移動方向と同一方向に搬送することに
よって形成されることを特徴とする特許請求の範囲第
（１）項記載の画像形成装置。