JP2601819B2

JP2601819B2 - 電子写真複写装置

Info

Publication number: JP2601819B2
Application number: JP62111452A
Authority: JP
Inventors: 安雄朝比奈; 芳弘野村; 信広中山; 寛之伏見; 康敬岩本
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1987-05-07
Filing date: 1987-05-07
Publication date: 1997-04-16
Anticipated expiration: 2012-04-16
Also published as: JPS63276082A

Description

【発明の詳細な説明】〔技術分野〕本発明は電子写真複写装置（静電複写装置を含む）に
関し、詳しくは、普通紙等ヘトナー像を転写した後感光
体（静電記録体を含む）表面の残留トナーを除去するク
リーニング部に磁気ブラシクリーニング装置を配した電
子写真複写装置に関する。

〔従来技術〕

電子写真複写装置は、第１図に表わしたように大まか
にいえば有機又は無機感光体１（これはドラム状に限ら
ずベルト状であってもよい）の周囲に帯電チャージャ
２、光学系３、現像部４、転写チャージャ５、分離チャ
ージャ６及びクリーニング部７が配置されたものから構
成されている。転写チャージャ５は感光体１上のトナー
像を普通紙などの転写紙８に転写させるのに供され、分
離チャージャ６はトナー像を有した転写紙８を感光体１
表面から離なさせるのに供されるものである、なお図面
中、９は分離爪を示している。

ところで、静電荷像の顕像化には乾式現像方式、湿式
現像方式（半乾式現像方式を含む）のいずれかが採用さ
れているが、複写物が乾いた状態で得られる上では前者
が有利であり、そうしたことから現在では乾式現像方式
が主流をなしている。

乾式現像方式は一成分型現像剤（トナーのみからな
る）を用いるもの、二成分系現像剤（キャリア及びトナ
ーからなる）に大別される。いずれにしても、そうした
現像剤により可視化されたトナー像は理想的にはすべて
転写紙に転写されるのが望ましいが、実際には感光体上
に転写しきれなかったトナーが残留するため、この残留
トナーをクリーニング装置で除去しなければならない。

残留トナー（未転写トナー）をクリーニングする方法
としては（１）ファーブラシ、（２）ブレード、（３）
磁気ブラシなどによっているのが一般的である。だが、
ファーブラシ法はクリーニング装置が大型となるうえ、
感光体にフィルミングを発生させやすいといった嫌いが
ある。また、ブレード法は感光体を傷つけやすい等の欠
陥がある。これらに対して、磁気ブラシ法によるクリー
ニングは例えば特開昭58−102273号公報などでも検討さ
れているが、前記（１）（２）の有する欠陥は解消され
るものの、従来の磁気ブラシクリーニング装置では長期
のクリーニングが保証されないといった不都合を有して
いる。

〔目的〕

本発明の第１の目的は二成分系乾式現像剤を用い、磁
気ブラシクリーニング部を配したものであって、残留ト
ナーの除去が良好に行なわれ、しかも長期のクリーニン
グがなし得る電子写真複写装置を提供するものである。
本発明の第２の目的は、多数の良質コピーが得られる電
子写真複写装置を提供するものである。

〔構成〕

本発明は感光体上に静電荷像を形成せしめ、これを二
成分系現像剤で顕像化し、このトナー像を転写紙に転写
した後、該感光体表面に残留したトナーを磁気ブラシク
リーニング部により除去せしめる電子写真複写装置にお
いて、該磁気ブラシクリーニング部に収納されているキ
ャリアの電気抵抗値が該二成分系現像剤のキャリアの電
気抵抗値より低くなっていることを特徴としている。

ちなみに、本発明者らは二成分系現像剤におけるキャ
リアとクリーニング部におけるキャリア（クリーニング
剤）との電気抵抗値に上記のような関係をもたせること
により、残留トナーが磁気ブラシクリーニング部のキャ
リア（クリーニングキャリア）に移行しやすくなり、ま
た、このクリーニングキャリアの電気抵抗値が低いこと
からこれに一旦付着された残留トナーは磁気ブラシクリ
ーニング部内でクリーニングキャリアと離れやすくな
り、その結果、長期のクリーニングが行なえることを確
めた。本発明はそうしたことに基づいてなされたもので
ある。

以下に、本発明装置を添付の図面（第１図）に従がい
ながら、複写プロセスとの関連において、さらに詳細に
説明する。

まず、感光体（無機系感光体、有機系感光体）１の表
面に帯電チャージ２により正又は負帯電が一様に施こさ
れる。正帯電か負帯電かは感光体１の種類（性質）によ
り選択され、一例をあげれば感光体がSe系のものであれ
ば正帯電がなされる。これに光学系３により画像露光が
行なわれ静電荷像が形成され、この静電荷像は現像部４
で可視化される。

現像部４にはキャリア（磁性キャリア）及びトナーか
らなる二成分系現像剤が収納されている。現像剤は磁石
411を内蔵した現像スリーブ41上に保持され感光体１の
静電荷像を現像する。現像がなされるごとに現像トナー
のみが消費されるのでセンサー42により現像剤のトナー
濃度を検知して常に一定のトナー濃度となるように新規
の現像トナーが供給されるようになっている。43は現像
剤を撹拌するためのパドルホイールである。なお、必要
に応じて、現像スリーブ41にはバイアスが印加されてよ
い。

可視像（トナー像）は転写チャージャ５により転写紙
８に転写され、その転写紙８は分離チャージャ６及び分
離爪９により感光体１から離されて定着工程へと送られ
る。

先に触れたとおり、転写時に感光体１上に可視像を形
成しているトナーはそのすべてが転写紙８に転写され
ず、一部が感光体１上に残留する。そして、この残留ト
ナーはクリーニング部７で除去される手段が採られてい
る。

本発明装置におけるクリーニング部７は磁気ブラシク
リーニング法が採用されており、ここにはクリーニング
剤としての磁性キャリア（クリーニングキャリア）が収
納されている。図示されていない磁石を内蔵したクリー
ニングローラ71には正又は負極性の100〜500V程度のバ
イアスが印加され、このクリーニングローラ71上にクリ
ーニング剤が前記磁石により保持されている。ここで、
クリーニングローラ71に印加されるバイアスの極性は二
成分系現像剤におけるトナーの極性と反対のものであ
る。

残留トナーはクリーニング剤（クリーニングキャリ
ア）に静電的に吸着され、クリーニング剤とともに汲み
上げローラ72から73へと移される。汲み上げローラ73の
後方にはクリーニングローラ71と同極性のバイアスが印
加された残留トナー回収ローラ74が配置されており、こ
の回収ローラ74に残留トナーのみが移される。回収ロー
ラ74に印加されるバイアスはクリーニングローラに印加
されるバイアスより相対的に高めになっている方が望ま
しく200〜800Vくらいが適当である。

クリーニングキャリアは、残留トナーが汲み上げロー
ラ73から回収ローラ74に移された直後、汲み上げローラ
73に接しているクリーニングスクレパー75で掻きとら
れ、再びクリーニングローラ71表面に戻される。一方、
回収ローラ74に移された残留トナーは、回収ローラ74に
接している回収ブレード76で掻きとられ、排出スクリュ
ー77によりクリーニング部７の外に取出され、必要によ
り、二成分系現像剤のトナーとして使用される。回収ブ
レード76により清浄とされた回収ローラ74は次の残留ト
ナーの回収に供される。なお、クリーニングローラ71上
に落下し再び残留トナーの回収に寄与するように循環さ
れるクリーニング剤（クリーニングキャリア）には、若
干の残留トナーが含まれるのは止むを得ないが、その残
留トナー量は、高々２重量％の範囲である。

本発明の装置においてはこのような一連の複写工程及
びクリーニング工程のサイクルが繰り返えされるが、感
光体１が帯電チャージャ２で均一帯電される際には、そ
の感光体表面に残留トナーは存在せず、従って、感光体
１への均一の帯電が約束される。

クリーニング部７で用いられるクリーニングキャリア
（クリーニング剤）の電気抵抗値は二成分系現像剤にお
けるキャリアの電気抵抗値より低くなっているが、こう
した関係にあるため、現像部４よりもクリーニング部７
の方が電界が大きくなり、その結果、残留トナーはクリ
ーニングキャリア側に移行しやすくなり（クリーニング
キャリアの抵抗が低いため残留キャリアを吸引しやすく
なり）感光体１のクリーニングが良好に行なわれるよう
になる。加えて、クリーニングキャリアの電気抵抗値が
低いことから、汲み上げローラ73から回収ローラ74に残
留トナーが移される際、クリーニングキャリアと残留ト
ナーとが離れやすく、クリーニングに供されるクリーニ
ングキャリアは常時良好な状態に維持される。

二成分系現像剤のキャリアの電気抵抗値とクリーニン
グキャリアの電気抵抗値とを同程度にした場合には、長
期のランニングにより、クリーニングキャリアに残留ト
ナーがスペントを起し、クリーニングキャリアの電気抵
抗値を上昇させてしまい長寿命化が期待できなくなる。
また、二成分系現像剤のキャリアの電気抵抗値の方がク
リーニングキャリアのそれよりも低いと、残留トナーを
良好に吸着・回収することができなくなる。

従って、二成分系現像剤のキャリアの電気抵抗値より
クリーニングキャリアの電気抵抗値の方が低くなってい
れば一応本発明の意図は達成しうるものの、好ましく
は、その電気抵抗値の差は例えば電極面積10cm²、電極
間距離2mmのセルにそれぞれのキャリアを充填し50Vの直
流を印加して測定した際8.1×10⁸Ωcm以上望ましくは8.
5×10⁸〜1.2×10¹³Ωcmの範囲に収まる程度に設定され
ているのが有利である。

現像剤用キャリア及びクリーニングキャリアに所望の
電気抵抗値を付与するには、これらキャリアに被覆層を
設けたり設けなかったりすることにより、また被覆層を
設ける場合には必要に応じて導応材料例えば金属、金属
酸化物、硫化物、カーボン、フタロシアニン、第四級ア
ンモニウム塩などを添加して、これらキャリアの電気抵
抗値をコントロールするようにしてもよい。

これまでの説明は電子写真感光体を用いた装置につい
て行なってきたが、感光体の代りに静電記録体が用いら
れてもよいことは勿論である。

次に実施例及び比較例を示す。ここでの部は重量基準
である。

実施例１シリコーン樹脂溶液（信越化学社製KR250） 150部トルエン 1000部からなる混合物をホモミキサーで30分間分散して被覆層
形成液を調製し、この被覆層形成液を平均粒径約46〜74
μｍの不定形鉄粉（日本鉄粉社製FEFV200/300）5000部
の表面に流動床型塗布装置により施し、約0.93μｍ厚の
シリコーン樹脂を被覆した二成分系現像剤用キャリアを
つくった。

一方、下記の処方の混合物を２本ロール上で加熱下混
練し冷却後、粉砕分級し、粒径５〜20μｍの二成分系現
像剤用トナーをつくった。

ポリスチレン（エッソ社製Ｄ−125） 100部含金属染料（保土谷化学スピロンブラックBH）５部カーボンブラック（三菱化成社製＃44） 10部これらキャリア100部及びトナー3.0部を混合して二成
分系現像剤を調製した。なお、この現像剤におけるキャ
リアの電気抵抗値は、電極面積20cm²、電極間距離2mmの
セルにキャリアを充填し、50Vの直流電圧を印加して調
べた（この測定条件は以下においても同様である）とこ
ろ1.3×10¹⁶Ωcmと測定された。

また、クリーニングキャリア（クリーニング剤）とし
ては前記二成分系現像剤のキャリアにおいてシリコーン
樹脂被覆層を形成しなかったもの（即ちTEFV200/300そ
のもの）を用いた。このクリーニングキャリアの電気抵
抗値は8.5×10⁹Ωcmと測定された。

これら二成分系現像剤、クリーニング剤を第１図に示
した複写装置（感光体にはセレン系感光体を使用して、
感光体１の表面電位が＋800Vとなるように均一帯電し、
クリーニングローラ71には＋250Vのバイアス、回収ロー
ラ74には＋300Vのバイアスを印加した）にセットし、１
分間に30枚の割合でコピーを得るとともに現像部４で消
費されるトナーの補給を行なった。このランニングテス
トの結果をまとめて表−１に示す。

この結果を考察すると、クリーニングキャリアの電気
抵抗値（8.5×10⁸〜1.2×10¹³Ωcm）が現像剤のキャリ
アの電気抵抗値（5.01×10¹⁵〜1.5×10¹⁶Ωcm）より低
く設定されている場合、現像部４よりクリーニング部７
の方が電界を大きく保つことができるので、転写チャー
ジャ５及び分離チャージャ６において不安定な状態に帯
電された残留トナーが、クリーニングローラ71に運ばれ
たとき、その帯電量に関係なく、いわゆる穂立ちしたク
リーニングキャリアが感光体１を摺擦する際、現像部４
より大きい（強い）電界をかけることによって、印加さ
れた静電気力によって残留トナーが吸着されて完全に回
収され、感光体１の残留トナーを除去するクリーニング
ブレードを設けてなくても、10万枚目においてクリーニ
ング効果がよいことがいえる。加えて、クリーニングブ
レードを設けていないので、感光体１が損傷されない。

実施例２不定形鉄粉（FEFV200/300）の代りに平均粒径約100μ
ｍの球形鋼ショット（新東ブレーター社製SF−100）を
用いた以外は実施例１とまったく同様にして二成分系現
像剤を調製した。この二成分系現像剤におけるキャリア
の電気抵抗値は5.01×10¹⁵Ωcmと測定された。またクリ
ーニングキャリアには前記の平均粒径約100μｍの球形
鋼ショットを適用した。このクリーニングキャリアの電
気抵抗値は1.20×10⁹Ωcmと測定された。

これら二成分系現像剤及びクリーニングキャリアを用
い実施例１と同様にしてランニングテストを行なった。
結果をまとめて表−１に示す。

実施例３実施例２の現像キャリア100部と実施例１の現像トナ
ー3.0部とを混合して二成分系現像剤を調製した。ま
た、クリーニングキャリアには実施例１のクリーニング
剤を適用した。

実施例４実施例１と同じ二成分系現像剤を用い、および実施例
２と同じクリーニングキャリアを用いて、実施例１と同
様にしてランニングテストを行なった。結果をまとめて
表−１に示す。

比較例１実施例１のクリーニングキャリア100部と実施例１の
トナー3.0部とを混合して２成分系現像剤を調整した。
また、クリーニングキャリアには実施例１の現像用キャ
リアを適用した。これら２成分系現像剤及びクリーニン
グキャリアを用いて実施例１と同様にしてランニングテ
ストを行なった。結果をまとめて表−１に示す。

実施例５含金属染料（保土谷化学社製スピロンブラックBH）の
代りに染料（オリエント化学社製スペシャルブラックS
B）を用いた以外は実施例１とまったく同様にしてトナ
ーをつくり、このトナー3.0部と実施例１の現像剤用キ
ャリア100部とを混合して二成分系現像剤を調製した。
また、クリーニングキャリアには実施例１のクリーニン
グ剤を適用した。

これら二成分系現像剤、クリーニングキャリアを第１
図に示した複写装置（感光体には有機感光体を使用し
て、感光体１の表面電位が−600Vとなるように均一帯電
し、クリーニングローラ71には−250Vのバイアス、回収
ローラ74には−300Vのバイアスを印加した）にセット
し、１分間に30枚の割合でコピーを得るとともに現像部
４で消費される現像トナーの補給を行なった。このラン
ニングテストの結果をまとめて表−１に示す。

実施例６実施例２の現像剤用キャリア100部と実施例５のトナ
ー3.0部とを混合して二成分系現像剤を調製した。ま
た、クリーニングキャリアには実施例２のクリーニング
剤を適用した。

実施例７実施例２の現像剤用キャリア100部と実施例５のトナ
ー3.0部とを混合して二成分系現像剤を調製した。ま
た、クリーニングキャリアには実施例１のクリーニング
剤を適用した。

実施例８実施例１の現像剤用キャリア100部と実施例５のトナ
ー3.0部とを混合して二成分系現像剤を調製した。ま
た、クリーニングキャリアには実施例２のクリーニング
剤を適用した。

比較例２実施例１のクリーニングキャリア100部と実施例５の
トナー3.0部とを混合して二成分系現像剤を調製した。
また、クリーニングキャリアには実施例１の現像剤用キ
ャリアを適用した。

これら二成分系現像剤及びクリーニングキャリアを用
い実施例５と同様にしてランニングテストを行なった。
結果をまとめて表−１に示す。

実施例９フッ素樹脂（デュポン社製954−101,ライトテフロン
Ｓ） 100部メチルエチルケトン 150部からなる混合物を被覆層形成液とした。回転円板型流動
層粒子コーティング装置に平均粒径約100μｍの酸化処
理鉄粉5000部を入れて流動させながら、これに前記被電
層形成液を80℃の加熱下に散布した後、恒温槽に移し20
0℃で２時間加熱して、約0.90μｍ厚のフッ素樹脂を被
覆した現像剤用キャリアをつくった。この現像剤用キャ
リアの電気抵抗値は1.5×10¹⁶Ωcmと測定された。

一方、下記の処方の混合物を２本ロール上で加熱下混
練し冷却後、粉砕分級し、粒径５〜20μｍのトナーをつ
くった。

ポリスチレン（エッソ社製Ｄ−125） 100部カーボンブラック（三菱化成社製＃44） 10部また、クリーニングキャリアとしては前記現像剤用キ
ャリアにおいてフッ素樹脂被覆槽を形成しなかったもの
（即ち平均粒径100μｍの酸化処理鉄粉）を用いた。こ
のクリーニングキャリアの電気抵抗値は8.5×10⁹Ωcmと
測定された。

実施例10 二成分系現像剤には実施例２と同じものを適用した。
一方、クリーニングキャリアには実施例２の現像剤用キ
ャリアでその被覆層の平均厚さを約0.35μｍに形成した
ものを用いた。このクリーニングキャリアの電気抵抗値
は5.8×10¹²cmと測定された。

結論実施例の記載から明らかなように、本発明の複写装置
によれば10万枚の複写においても画像汚れがなく、高品
質のコピーが得られる。また、クリーニング後の感光体
表面には目視により極めて綺麗であるのが認められた。

これに対し、クリーニングキャリアの電気抵抗値が二
成分系現像剤用キャリアの電気抵抗値より大きくした複
写装置（比較例）の使用では、1000枚程度の複写で感光
体表面に汚れがみられ、クリーニング不良の発生が認め
られた。

〔発明の効果〕

本発明は、前記のような電子写真複写装置において、
磁気ブラシクリーニング部に収納されているキャリアの
電気抵抗値が二成分系現像剤のキャリアの電気抵抗値よ
り低くなっているので、多数枚の複写においても画像汚
れがなく、高品質のコピーが得られ、また、クリーニン
グ後の感光体表面は極めて綺麗であるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電子写真複写装置の概略図であ
る。１……感光体、２……帯電チャージャ３……光学系、４……現像部５……転写チャージャ、６……分離チャージャ７……クリーニング部、８……転写紙９……分離爪、41……現像スリーブ 411……磁石、42……センサー 43……パドルホイール 71……クリーニングローラ 72,73……汲み上げローラ、74……回収ローラ 75……クリーニングスクレパー 76……回収ブレード、77……排出スクリュー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者伏見寛之東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者岩本康敬東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (56)参考文献特開昭63−202785（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−17153（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】感光体上に静電荷像を形成せしめ、これを
二成分系現像剤で顕像化し、このトナー像を転写紙に転
写した後、該感光体表面に残留したトナーを磁気ブラシ
クリーニング部により除去せしめる電子写真複写装置に
おいて、該磁気ブラシクリーニング部に収納されている
キャリアの電気抵抗値が二成分系現像剤のキャリアの電
気抵抗値より低くなっていることを特徴とする電子写真
複写装置。