JPH0635249A

JPH0635249A - 電子写真プリンタ

Info

Publication number: JPH0635249A
Application number: JP4187992A
Authority: JP
Inventors: Masumi Asanae; 益実朝苗
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1992-07-15
Filing date: 1992-07-15
Publication date: 1994-02-10
Also published as: US5412454A

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は，トナー消費量が小であり，薄型化
が可能であり，携帯に便利な電子写真プリンタを提供す
る。【構成】円筒状に形成した像担持体の外周近傍に，少
なくとも夫々潜像形成手段と，磁性トナーを含む磁性現
像剤を吸着保持し，前記像担持体表面の潜像を顕像化す
ると共に像担持体表面の残留現像剤を同時に除去する機
能を有し，マグネットロールを備えた現像清掃手段と，
像担持体表面の顕像を記録材上に転写する転写手段とを
設け，かつ記録材上の顕像を熱定着する定着手段を設け
て画像形成ユニットを構成すると共に，像担持体の外径
を４０mm以下に，およびマグネットロールの外径を３０
mm以下に各々形成すると共に，画像形成ユニットの高さ
を１１０mm以下に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真プリンタに関す
るものであり，像担持体上に情報に対応する潜像を形成
し，この潜像を磁性トナーを含む磁性現像剤を介して顕
像化すると共に，記録材に転写，熱定着する静電潜像現
像手段を応用したプリンタであり，特に薄型化し，携帯
に便利なように改良した電子写真プリンタに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来電子写真法を応用したプリンタにお
いては，円筒状に形成した感光体ドラム上に情報に対応
した静電潜像を形成し，感光体ドラムと対向して設けた
永久磁石部材を内蔵する現像ロールにより，磁性現像剤
を吸着搬送し，現像領域において磁気ブラシを形成する
と共に，この磁気ブラシによって前記静電潜像面を摺擦
してトナー像として顕像化する。そしてこの顕像化した
トナー像を記録紙に転写した後，熱定着するのが最も一
般的な手段である。

【０００３】上記のような磁気ブラシ現像に使用される
現像剤としては，一般の複写装置においては，磁性キャ
リアと非磁性トナーとを混合してなる二成分系現像剤が
多いが，電子写真プリンタにこのような二成分系現像剤
を使用すると，濃度センサその他の構成部材が多く，小
型化に限界があるため，磁性トナーである一成分系現像
剤，若しくは磁性トナーと磁性キャリアとの混合による
磁性現像剤が多用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような磁性現像
剤を使用することにより，プリンタの一応の小型化が図
れるが，従来の構成のものでは限界がある。すなわちト
ナー像を記録紙に転写した後においても，像担持体であ
る感光体ドラム上にはトナーが若干残留しているため，
この残留トナーを除去するためのクリーニング装置を設
けているのが通常である。このため感光体ドラムの周辺
に上記クリーニング装置のためのスペースを確保しなけ
ればならず，プリンタ全体のコンパクト化を阻害すると
いう問題点がある。

【０００５】また熱定着手段としては，熱源を内蔵させ
た加熱ロールと，記録材を加熱ロールに挟着圧接させる
加圧ロールとからなるロール対を使用していると共に，
このロール対には記録材の巻付きを防止するための分離
爪その他の付属構成部材が設けられているため，ロール
対の高さ寸法を大幅に低減することができない。従って
プリンタ全体を薄型化するのが困難であるという問題点
がある。

【０００６】一方近年においては従来の定置式のプリン
タのみでなく，可搬式若しくは携帯式の電子写真プリン
タ出現に対する要望が次第に高まってきている。このよ
うな携帯式のプリンタとしては，記録材として感熱紙を
使用するものはすでに実用化されているが，感熱紙に記
録された情報若しくは画像は保存性が低いという欠点が
あり，保存用資料をプリントする手段としては適用でき
ないという問題点がある。

【０００７】本発明は上記従来技術に存在する問題点を
解決し，トナー消費量が小であり，薄型化が可能である
と共に，携帯に便利な電子写真プリンタを提供すること
を目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に，本発明においては，円筒状に形成した像担持体の外
周近傍に，少なくとも夫々潜像形成手段と，磁性トナー
を含む磁性現像剤を吸着保持し，前記像担持体表面の潜
像を顕像化すると共に像担持体表面の残留現像剤を同時
に除去する機能を有し，マグネットロールを備えた現像
清掃手段と，像担持体表面の顕像を記録材上に転写する
転写手段とを設け，かつ記録材上の顕像を熱定着する定
着手段を設けて画像形成ユニットを構成すると共に，像
担持体の外径を４０mm以下に，およびマグネットロール
の外径を３０mm以下に各々形成すると共に，画像形成ユ
ニットの高さを１００mm以下（好ましくは６０mm以下）
に形成する，という技術的手段を採用した。

【０００９】本発明において，転写後の像担持体表面を
潜像形成前に照射する全面露光手段を設け，または現像
清掃手段の像担持体移動方向上流側に，導電性材料から
なる除電手段を像担持体表面に接触させて設けることが
できる。

【００１０】また本発明において，定着手段を直径２０
mm以下の定着ロール対によって，若しくは定着手段を固
定支持された加熱部材と，移動自在に形成したベルト
と，このベルトを加熱部材に圧接させ得る加圧部材とに
よって形成することができる。

【００１１】本発明において，像担持体およびマグネッ
トロールの外径を各々４０mmおよび３０mmを超えて形成
すると画像ユニットの高さが大きくなり，薄型化および
携帯性を阻害するため好ましくない。なお本発明におい
ては，像担持体の周速を６０mm／秒以下とすることが好
ましく，これにより像担持体の外径を小さくすることが
できると共に，現像剤の搬送速度を抑制できる結果，マ
グネットロールの外径を小さくすることができる。従っ
て駆動トルクを低減させ，駆動系全体も小型化すること
ができる。

【００１２】また本発明における定着手段としては，直
径２０mm以下の定着ロール対によって形成するのが好ま
しく，このような定着ロール対を構成する加熱ロールと
しては，ハロゲンランプ等の熱源を内蔵するもの，また
は外周に電気抵抗材料からなる発熱体を設けた所謂直接
加熱式の加熱ロールを使用することができる。

【００１３】更に本発明における定着手段を加熱部材，
ベルトおよび加圧部材とによって構成する場合におい
て，加熱部材は絶縁性耐熱材料からなる基板上に電気抵
抗材料からなる発熱体を設けて構成することができる。
またベルトとしては厚さ１００μｍ以下の耐熱材料によ
って形成すると共に，画像当接面側に例えばＰＴＦＥ，
ＰＦＡ等のフッ素樹脂からなる離型性層を１０μｍ程度
被着して構成することができる。一方加圧部材はシリコ
ンゴム等の離型性の良好な弾性材料からなる外層を有す
るロール状に形成し，前記ベルトを加熱部材に圧接回転
可能に構成する。

【００１４】次に本発明において使用する磁性現像剤と
しては，結着用樹脂と磁性粉とを主成分とする磁性トナ
ーを単独に，若しくは磁性キャリアと混合して使用する
ことができる。結着用樹脂としてはポリスチレン，スチ
レン−アクリル系共重合体，スチレン−ブタジエン共重
合体等のスチレン系樹脂の他公知の樹脂を使用できる。
また磁性粉としては，フェライトやマグネタイト等の
鉄，コバルト若しくはニッケル等の強磁性を示す元素を
含む化合物若しくは合金等を使用することができる。な
おこのような磁性粉は磁性トナー中に均一に分散させる
ために，平均粒径を0.01〜３μｍに形成するのが望まし
い。含有量は１０〜８０重量％の範囲にあればよく，好
ましくは２０〜６０重量％とするのがよい。

【００１５】上記の磁性トナー粒子中に含有させる成分
としては，一般の乾式現像剤に使用されている種々の添
加物（ニグロシン染料や含金属アゾ染料等の荷電制御
剤，オレフィン系重合体等の離型剤，流動性改質剤，充
填剤等）を含有させてもよいが，定着性を低下させない
ために合計で１５重量％以下とするのがよい。そして本
発明に使用される磁性トナーは，所定の成分を配合し
て，粉砕法，スプレードライ法，懸濁重合法等の公知の
手段によって製造される。画質の点からトナーの平均粒
径は，５〜１５μｍ（より好ましくは７〜１０μｍ）の
範囲が好ましい。

【００１６】また磁性現像剤を上記磁性トナーと磁性キ
ャリアとを混合して構成してもよい。磁性キャリアとし
ては公知のものが使用できるが，画質や寿命の点からは
マグネタイトやソフトフェライト（Ｎｉ−Ｚｎ系，Ｍｎ
−Ｚｎ系，Ｃｕ−Ｚｎ系，Ｂａ−Ｎｉ−Ｚｎ系等）から
なるキャリアが好ましい。この場合磁性粒子を樹脂で被
覆したものでもよい。フェライトキャリアとしては，キ
ャリア付着やカブリを防止するために，σｓが３０〜９
０ｅｍｕ／ｇ（東英工業社製ＶＳ−３型振動試料型磁力
計で，１０ｋＯｅの最大磁場を印加して測定），平均粒
度が２０〜１０５μｍの範囲のものがよい。また表面に
樹脂を被覆した磁性粉であり，平均粒径が１０〜１００
μｍの範囲のものも，キャリアとして使用できる。

【００１７】

【作用】上記の構成により，薄型化が可能であると共
に，携帯に便利な電子写真プリンタの実現ができる。

【００１８】

【実施例】図１は本発明の第１実施例を示す要部構成説
明図である。図１において，１は画像形成ユニットであ
り，後述する構成部材を収容すると共に，コントロール
ユニット２上に一体に設けられている。３は感光体ドラ
ムであり，円筒状に形成され，外周面に酸化亜鉛若しく
は有機半導体からなる感光層（図示せず）を備え，画像
形成ユニット１内に矢印方向に回転可能に設けられる。
４は帯電器，５は後述するように形成した現像清掃器，
６は転写器であり，夫々感光体ドラム３の外周近傍に設
けられる。８はマグネットロールであり，現像清掃器５
に回転可能に設けられると共に感光体ドラム３に臨むよ
うに形成されている。

【００１９】次に９は定着器であり，画像形成ユニット
１の記録紙経路１０の下流側に設けられる。定着器９
は，例えばアルミナからなる基板１１と，この基板１１
上に設けられかつ電気抵抗材料からなる発熱体１２と，
複数個のローラ１３に懸架され，発熱体１２の表面近傍
を矢印方向に移動可能に形成された無端状のベルト１４
と，このベルト１４を発熱体１２に圧接して回転する加
圧ロール１５とによって構成される。

【００２０】ベルト１４は例えば厚さ１００μｍ以下の
ポリイミド，ポリエーテルイミド，ＰＥＳ，ＰＦＡ等の
耐熱材料によって無端状に形成され，画像当接面（図１
においては下面）側に，ＰＴＦＥ，ＰＡＦ等のフッ素樹
脂からなる離型性層（図示せず）を１０μｍ程度被着さ
せて形成される。また加圧ロール１５は，円筒状に形成
された芯材の外周面にシリコンゴム等の離型性の良い弾
性材料からなる外層が設けられている。

【００２１】１６はレーザスキャナであり，画像形成ユ
ニット１の上端部近傍に設けられ，情報若しくは画像に
対応する電気信号の入力により，レーザビーム１７を反
射板１８を介して感光体ドラム３の表面に照射可能に構
成される。なお上記画像形成ユニット１内に収容されて
いる構成部材の駆動系およびレーザスキャナ１６等は，
コントロールユニット２と電気的に接続され，制御可能
に構成されている。

【００２２】上記の構成により，コントロールユニット
２を介して画像形成ユニット１内の夫々の構成部材を駆
動状態若しくは作動状態とし，レーザスキャナ１６に情
報若しくは画像に対応する電気信号を入力させる。次に
感光体ドラム３は帯電器４により表面を一様に帯電さ
れ，この帯電された表面に前記電気信号によるレーザビ
ーム１７が照射されて静電潜像が形成される。そしてこ
の静電潜像は，現像清掃器５においてマグネットロール
８によって吸着搬送される磁性トナーにより，トナー像
として顕像化され，転写器６により記録紙経路１０を移
動する記録紙（図示せず）上に転写される。なお転写後
に感光体ドラム３上に残留する磁性トナーは，上記現像
清掃器５における静電潜像の顕像化（現像）時におい
て，感光体ドラム３上から同時に除去される。

【００２３】次にトナー像を担持する記録紙は定着器９
に給送され，加圧ロール１５により，ベルト１４を介し
て発熱体１２に圧接された状態で左方に移動する。従っ
て発熱体１２の熱がベルト１４を介して記録紙上のトナ
ー像に伝播され，磁性トナーを構成する結着用樹脂が溶
融し，定着が行われるのである。

【００２４】図２は図１におけるマグネットロール８を
示す要部拡大横断面図である。図２において，マグネッ
トロール８は例えばハードフェライトのような焼結粉末
磁石材料により円柱状に一体成形し，若しくは強磁性磁
石材料粉末とバインダーとの混合物により円柱状に一体
成形してなる永久磁石部材２１と，例えばアルミニウム
合金若しくはステンレス鋼等の非磁性材料によって中空
円筒状に形成したスリーブ２２とを同軸的に設けて形成
する。

【００２５】永久磁石部材２１の外周面には軸方向に延
びる複数個の磁極を設け，特定の磁極（例えばＮ極）を
感光体ドラム３と対向させて固定する。この特定の磁極
は，図２に示すように近接したＮ₁極とＮ₂極とし，他
の磁極と相違して２山ピークを有するように形成する。
なおスリーブ２２は永久磁石部材２１の回りを反時計方
向に回転することにより，磁性トナー（図示せず）を吸
着して，感光体ドラム３に搬送するように形成する。

【００２６】上記の構成により，マグネットロール８と
感光体ドラム３とが対向する領域においては，磁極
Ｎ₁，Ｎ₂により各々磁性トナーによる磁気ブラシ２
３，２４が形成され，各々感光体ドラム３の表面を摺擦
する。従って前記図１に示す転写器６を通過後において
も感光体ドラム３上に残留する磁性トナーは，磁気ブラ
シ２３によって除去回収される。そして磁気ブラシ２４
によって感光体ドラム３上に形成された静電潜像が現像
される。すなわち磁性トナーが前記静電潜像に付着して
顕像化したトナー像となるのである。

【００２７】なお上記画像形成ユニット１は，有機半導
体からなる感光層を備えた感光体ドラム３の外径を３０
mmに，現像清掃器５を構成するマグネットロール８の外
径を１８mmに形成することにより，高さ寸法を５５mmに
形成することができ，携帯用としての機能を満足させ得
ることを確認した。この場合感光体ドラム３の周速を２
０mm／秒，定着温度を１３０℃，加圧ロール１５による
圧接力を0.5 kg／cmとした。記録紙上に形成された画像
は，画像濃度，解像度共に良好であり，かつ定着性が充
分であることを確認した。

【００２８】図３は本発明の第２実施例を示す要部構成
説明図であり，同一部分は前記図１と同一の参照符号で
示す。図３において，１９は加熱ロール，２０は加圧ロ
ールであり，各々圧接回転可能に形成し，定着器９を構
成する。なお加熱ロール１９および加圧ロール２０は各
々外径を２０mmに形成し，線圧0.5 kg／cmで圧接させて
構成する。加熱ロール１９は例えばアルミニウムからな
る芯材の外周に電気抵抗材料からなる発熱体を設けると
共に，その外周に例えばＰＴＦＥからなる離型性層を１
０μｍ程度被着させて構成する。一方加圧ロール２０は
前記加熱ロール１９と同様な材料からなる芯材の外周
に，例えばシリコンゴムからなる外層を被着させて構成
する。

【００２９】上記の構成により，前記第１実施例と同様
の条件によって画像形成した結果，同様の良質の画像が
得られることを確認した。上記の実施例においては，図
１において定着器９を構成するベルト１４が無端回動す
る例について説明したが，送出軸と巻取軸とを使用する
と共に，これらの軸に巻装され，かつこれらの軸間を往
復移動する有端状ベルトとしても作用は同様である。ま
た図３において加熱ロール１９を，芯材の外周に発熱体
を設けて構成した例について説明したが，芯材を例えば
セラミック材料によって形成すると共に，芯材内に発熱
体を埋設した構成としてもよいことは勿論である。

【００３０】図４は本発明の第３実施例ないし第５実施
例を示す要部説明図であり，（ａ）は全面露光手段を設
けたもの，（ｂ）は除電ロールを設けたもの，（ｃ）は
除電ブラシを設けたものを夫々示す。まず図４（ａ）に
示すものは，除電ランプ２５を転写後の感光体ドラム３
の表面を照射するように設けたものである。このように
構成することにより，転写後に感光体ドラム３の表面に
残留する磁性トナーの帯電電位を消滅若しくは低下さ
せ，現像清掃器５における現像清掃作用を向上させるこ
とができる。

【００３１】図４（ｂ），（ｃ）に示すものは，導電性
弾性材料からなる除電ロール２６，除電ブラシ２７を感
光体ドラム３の表面に接触させて設けると共に，０〜４
００Ｖの電圧を印加する。このように構成することによ
り，感光体表面に残留する磁性トナーの帯電電位を消滅
させると共に，除電ロール２６，除電ブラシ２７の摺擦
作用によって残留する磁性トナーを機械的に移動させ，
現像清掃器５における現像清掃作用を向上させ得るので
ある。

【００３２】

【発明の効果】本発明は以上記述するような構成および
作用であるから，電子写真プリンタの薄型化が可能であ
り，特に携帯用として極めて便利であるという効果があ
る。また現像清掃器によって像担持体の表面に残留する
磁性現像剤を回収することができるため，磁性現像剤の
消費量を低減させることができる。更に定着器を構成す
るベルト支持用のローラ，若しくは定着ロール対を構成
する加熱ロールおよび加圧ロールの外径を小に形成した
ため，分離爪を使用しなくても記録紙の定着器への巻付
きが防止され，定着器の構成が簡単となり，画像形成ユ
ニットの軽量化およびコスト低減が可能であるという効
果も併有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す要部構成説明図であ
る。

【図２】図１におけるマグネットロール８を示す要部拡
大横断面図である。

【図３】本発明の第２実施例を示す要部構成説明図であ
る。

【図４】本発明の第３実施例ないし第５実施例を示す要
部説明図であり，（ａ）は全面露光手段を設けたもの，
（ｂ）は除電ロールを設けたもの，（ｃ）は除電ブラシ
を設けたものを夫々示す。

【符号の説明】

１画像形成ユニット３感光体ドラム５現像清掃器８マグネットロール９定着器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円筒状に形成した像担持体の外周近傍
に，少なくとも夫々潜像形成手段と，磁性トナーを含む
磁性現像剤を吸着保持し，前記像担持体表面の潜像を顕
像化すると共に像担持体表面の残留現像剤を同時に除去
する機能を有し，マグネットロールを備えた現像清掃手
段と，像担持体表面の顕像を記録材上に転写する転写手
段とを設け，かつ記録材上の顕像を熱定着する定着手段
を設けて画像形成ユニットを構成すると共に，像担持体
の外径を４０mm以下に，およびマグネットロールの外径
を３０mm以下に各々形成すると共に，画像形成ユニット
の高さを１００mm以下に形成したことを特徴とする電子
写真プリンタ。
【請求項２】転写後の像担持体表面を潜像形成前に照
射する全面露光手段を設けたことを特徴とする請求項１
記載の電子写真プリンタ。
【請求項３】現像清掃手段の像担持体移動方向上流側
に，導電性材料からなる除電手段を像担持体表面に接触
させて設けたことを特徴とする請求項１記載の電子写真
プリンタ。