JPH02193176A - 電子写真装置のための現像装置用及びクリーニング装置用ブラシローラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電子写真式の複写機、プリンタ又はファクシ
ミリ等の静電印刷技術を利用する電子写真装置のための
現像装置用及びクリーニング装置用ブラシローラに関す
る。

［従来の技術と発明が解決しようとする課題］電子写真
装置では、周面に感光体層を有する感光体ドラムのまわ
りに、感光体層を一様に帯電させる帯電器、部分露光に
よって静電潜像か形成された感光体層に帯電粉末トナー
を供給してこれを顕像化する現像装置、感光体層上の粉
末トナーを紙等に転写させる転写装置、転写後の感光体
層及び粉末トナーを除電する除電器及び感光体層上の未
転写残留トナーを回収するクリーニング装置が順次設け
られる。

さて、粉末トナーは１成分系と２成分系とに分類するこ
とができる。１成分系トナーはカーボン等の着色剤、磁
性体である鉄粉、樹脂等を１粉末粒子に含む磁性トナー
であり、２成分系トナーは、非磁性体粉末トナーのほか
に鉄粉からなるキャリアを含有する。

従来、いずれのトナーを使用する場合にも、現像装置に
は着磁した金属製マグネットローラを配するとともに、
このマグネットローラにドクターブレードを近接させ、
マグネット口−ラを感光体ドラムに近接させていた。

摩擦帯電した１成分系磁性トナーは、トナ自体が直接マ
グネットローラに磁気的に吸着されて感光体ドラム近傍
まで運ばれる。２成分系トナーの場合には、トナーとキ
ャリアとが回転するマグネットローラで撹拌されて摩擦
帯電し、トナーがキャリアのまわりに静電的に吸着する
。

このキャリアは、トナーとともにマグネットローラに磁
気的に吸着された状態で感光体ドラム近傍まで運ばれる
。ただし、いずれのトナーを使用する場合にも、マグネ
ットローラ上のトナ層の厚さはドクターブレードによっ
て規制される。マグネットローラと感光体ドラムとの間
には、トナーの帯電極性と感光体ドラム表面電位等に応
じた電圧（現像バイアス）が印加される。感光体ドラム
近傍に運ばれたトナーは、マグネットローラと感光体ド
ラムとの間の電位差によって感光体ドラム上に転移して
、このドラム上の静電潜像を顕像化する。

以上に説明したマグネットローラとドクターブレードと
を備えた現像装置では、これらの部材のコストが高く、
現像装置ひいては電子写真装置のコストが高くなってい
た。また、感光体ドラムとマグネットローラと間のギャ
ップ及びマグネットローラとドクターブレードとの間の
ギャップに関し、ともに高い機械的精度を要する問題が
あった。

一方、従来のクリーニング装置としては、感光体ドラム
周面にブレードを当てて残留トナを機械的に削り落すも
の、ファーブラシやナイロンブラシ等を１００　Ｏｒｐ
ｍ以上に高速回転させて残留トナーを掻き取るもの等が
一般的であったが、これらは感光体ドラムへの機械的作
用が大きく、感光体層に損傷を与える。また、クリーニ
ング装置の寿命が短い問題があった。

本発明は、電子写真装置において以上の問題を解決した
現像装置とクリーニング装置との実現を可能にする、磁
気的引力を利用したブラシローラを提供することを目的
とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る電子写真装置のための現像装置用ブラシロ
ーラ及びクリーニング装置用ブラシローラは、いずれも
繊維中に磁性体を分散させた磁性繊維を用いて周面に立
設する毛体を形成したものである。

［作　用］ 本発明に係る現像装置用ブラシローラは、毛体中の磁性
体を磁化して使用される。この際、毛体中の磁性体自体
を着磁させても良いし、毛体以外の部材から発せられる
磁束を毛体内に導いても良い。この現像装置用ブラシロ
ーラは、毛体先端を感光体ドラム周面に接触させ、感光
体ドラムとの間にトナーの帯電極性と感光体表面電位等
に応じたバイアス電圧を印加して使用される。トナーは
、このブラシローラの回転によって摩擦帯電した後、キ
ャリアとともにあるいは単独で、着磁したブラシローラ
の毛体に磁気的に吸着され、吸着されたまま感光体ドラ
ムまで運ばれる。感光体ドラムまで運ばれたトナーは、
バイアス電圧によって静電的に感光体ドラム上に転移し
、このドラム上の静電潜像を顕像化する。

本発明に係るクリーニング装置用ブラシ口うも毛体中の
磁性体を磁化して使用される。この場合にも、毛体中の
磁性体自体を着磁させても良いし、毛体以外の部材から
発せられる磁束を毛体内に導いても良い。このクリーニ
ング装置用ブラシローラも毛体先端を感光体ドラム周面
に接触させて使用されるが、このブラシローラと感光体
ドラムとの間にはバイアス電圧を印加しなくとも良い。

このブラシローラの毛体は、感光体ドラム周面を摺擦す
る際に、この周面上に残留する１成分系磁性トナーを磁
気的な引力で回収する。

［実施例〕 第１図は、本発明の実施例に係る現像装置とクリーニン
グ装置とを備える電子写真装置の断面図である。

（１０）は、電子写真装置の内部に配された円筒状の感
光体ドラムであって、アルミ管の周面にセレン等の感光
体層を例えば約０．０３ｍ＋ｎの厚さで形成したもので
ある。ただし、光があたった部分だけか絶縁体から導電
体に変化する有機物質で感光体層を形成しても良い。こ
の感光体ドラム（１０）の軸方向の中心部を支軸（１１
）が貫通しており、感光体ドラム（１ｏ）は、この支軸
（１１）を介して図の矢印（１）の方向に回転運動し得
るように不図示のドラム保持部材で保持されている。こ
の際、感光体ドラム（１ｏ）のアルミ管と支軸（１１）
とは、ドラム保持部材を介して同電位となる。

感光体ドラム（１ｏ）の周囲には、矢印（１〉の回転方
向に帯電器（１２〉、現像装置（１４）、転写装置（１
６）、除電ランプ（１８）及びクリーニング装置（２０
）が順次設けられている。帯電器（１２）は感光体ドラ
ム（１０）の感光体層上に電荷を与える。この帯電器（
１２）としては、図示のコロナチャージャのほかに接触
帯電器等を適宜使用することができる。帯電器（１２）
と現像装置（１４）との間の位置で光（５）が感光体ド
ラム（１ｏ）の周面に照射され、この露光により感光体
層が選択的に導電体化されて静電潜像ができる。内部構
造を後に詳細に説明する現像装置（１４）は、この感光
体ドラム（１０）に帯電したトナーを供給して静電潜像
を顕像化する。例えばコロナチャージャからなる転写装
置（１６）は、感光体ドラム（１ｏ）上の可視像を構成
するトナーを静電的に吸引して、これを紙に転写する。

転写されずに感光体ドラム（１ｏ）上に残留したトナー
は、構造を後に詳細に説明するクリーニング装置（２０
）によって除去される。

本実施例ではこのクリーニングに先だって除電ランプ（
１８）で感光体ドラム（１ｏ）の感光体層全体を導電体
化して残留トナーを除電しているので、残留トナーが感
光体ドラム（１ｏ）がら離れやすく、クリーニング効果
が向上する。なお、除電ランプ（１８）に代えてブラシ
で感光体ドラム（１ｏ）を除電しても良い。

現像装置（１４）の内部には感光体ドラム（１ｏ）の周
面を摺擦する現像用ブラシローラ（３ｏ）が配されてい
る。この現像用ブラシローラ（３ｏ）は、純鉄やケイ素
鋼等の磁気抵抗の小さい材料で構成された円筒状支持体
（３２）の周面に、例えばフェライト微粉末を分散させ
た磁性繊維糸をパイル織して形成した織布を例えば両面
接着テープで接着して、磁性繊維からなる放射状の毛体
（３４）を形成したものである。つまり、この織布は、
緯糸と経糸とからなる基布が円筒状支持体（３２）の周
面に巻付けて固着され、パイル経糸からなる毛体（３４
）のループ先端が感光体ドラム（１０）の周面に当接す
る。ただし、毛体（３４）を形成する磁性繊維中の磁性
体は、円筒状支持体（３２）の周面に巻付ける前の織布
状態で、立設方向に着磁される。この際、多数の整列し
た毛体（３４）の先端側か交互にＮ極及びＳ極となるよ
うに着磁を行うのが好ましい。織布の一方の面側か全て
Ｎ極となり、他面側が全てＳ極になるように一様に着磁
しても良い。また、円筒状支持体（３２）の周面に織布
を固着した状態で毛体（３４）の着磁を行っても良い。

円筒状支持体（３２）を従来のマグネットローラと同様
に着磁しておけば、毛体（３４）自体の着磁処理を行わ
なくとも、円筒状支持体（３２）から生じる磁束によっ
て毛体（３４）が磁化される。このように円筒状支持体
（３２）を永久磁石とする場合には、純鉄等の軟磁性材
の微粉末を分散させて透磁率を高くした磁性繊維を用い
た毛体（３４）が好適である。円筒状支持体（３２）の
両側部には不図示のエンドキャップが取付けられ、この
エンドキャップの中心部及び支持体（３２）の軸方向の
中心部を支軸（３６）が貫通している。現像用ブラシロ
ーラ（３０）はこの支軸（３Ｂ）を介して、図の矢印（
２）の方向に回転し得るように保持されている。円筒状
支持体（３２）には、支軸（３Ｂ）を介して感光体ドラ
ム（１ｏ）及び支軸（１１）に対するバイアス電圧Ｅ１
が与えられる。

（４０）はトナーを収納し、現像用ブラシローラ（３０
）にトナーを供給するトナー供給箱であって、この供給
箱（４０）の上部及び下部は感光体ドラム（１０）に向
かって延設されて、それぞれ現像用ブラシローラ（３０
）を被う上部カバー（４２）及び下部カバー（４４）を
形成している。更に下部カバ（４４）の上面に摩擦板（
４５）が突設され、現像用ブラシローラ（３０）の毛体
（３４）先端が摩擦板（４５）に当接する。トナー供給
箱（４０）の内部には、現像用ブラシローラ（３０）か
ら離れた位置に、２枚の薄い平板状の羽根とその羽根を
装着するための支軸よりなる撹拌羽根（４６）が設けら
れている。

次に、この現像装置（１４）の作用を説明する。

トナー供給箱（４０）には１成分系磁性トナーが収納さ
れているものとする。ただし、２成分系トナーを使用し
ても良い。

回転する撹拌羽根（４６）は、トナー供給箱（４０）内
のトナーを撹拌しながら、これを現像用ブラシローラ（
３０）の方へ送る。そして、摩擦板（４５）に摺擦する
現像用ブラシローラ（３０）の回転によって毛体（３４
）の繊維とトナーとの摩擦が生じ、この摩擦によってト
ナーが帯電する。ただし、摩擦板（４５）の配設を省略
しても現像用ブラシロラ（３０）の毛体（３４）によっ
てトナーに摩擦帯電を生じさせることができる。帯電し
たトナーは、磁化した毛体（３４）に磁気的に吸着され
、吸着されたまま感光体ドラム（１０）まで運ばれる。

この現像装置用ブラシローラ（３０〉と感光体ドラムと
の間にはトナーの帯電極性と感光体ドラム（１０）の表
面電位とに応じた極性のバイアス電圧ｂ圧Ｅ１か印加さ
れているから、感光体ドラム（１０）の周面まで運ばれ
たトナーは、この電圧によって静電的に感光体ドラム（
１０）上に転移し、このドラム上の静電潜像を顕像化す
る。

なお、毛体（３４）を構成する繊維にマグネタイトの微
粉末を分散させ、あるいは絶縁性フェライト微粉末とカ
ーボン微粉末とを分散させて、磁性と導電性との両者を
合せ持つ繊維としても良い。この場合には、磁気的引力
だけでなくバイアス電圧Ｅ１による静電引力をも利用し
て現像装置用ブラシローラ（３０）にトナーを吸着する
ことができるから、このバイアス電圧Ｅ１を更に有効利
用することができる。

クリーニング装置（２０）において、（５０）はコの字
状の断面を有するハウジングであって、その開口部が感
光体ドラム（１０）と対向する。（６０）は、感光体ド
ラム（１０）の表面に残留した未転写トナーを除去する
クリーニング用ブラシローラであって、感光体ドラム（
１０）の周面を摺擦するようにハウジング（５０）の開
口部付近に配されている。

このクリーニング用ブラシローラ（６０）も、磁気抵抗
の小さい材料で構成された円筒状支持体（６２）の周面
に、磁性体粉末を分散させた磁性繊維糸をパイル織して
形成した織布を例えば両面接着テープで接着して、磁性
繊維からなる放射状の毛体（６４）を形成したものであ
る。円筒状支持体（６２）の周面に立設する毛体（６４
）中の磁性体の磁化方法は、前記の現像用ブラシローラ
（３０）の場合と同様である。円筒状支持体（６ｚ）の
両端部には不図示のエンドキャップが取付けられ、この
エンドキャップの中心部及び支持体（６２）の軸方向の
中心部を支軸（６６）が貫通している。現像用ブラシロ
ーラ（６０）は、この支軸（６６）を介して、図の矢印
（３）の方向に回転し得るようにノ＼ウジング（５０）
の両端に枢着されている。円筒状支持体（６２）及び支
軸（６６）は、感光体ドラム（１０）に対して電気的に
フローティング状態にある。

（７０）は、クリーニング用ブラシローラ（６０）の毛
体（６４）に吸着された未転写のトナーを回収する回収
ローラであって、ハウジング（５０）の内部において、
クリーニング用ブラシローラ（６０）に対して感光体ド
ラム（１０）と反対側に配されている。回収ローラ（７
０）はクリーニング用ブラシローラ（ＢＯ）とほぼ同じ
長さであって、中心部を貫通する支軸（７２）と、その
支軸（７２〉によって軸支される金属製のドラム（７４
）とを有しており、このドラム（７４）の表面がクリー
ニング用ブラシロラ（６０）の毛体（θ４）と接触しな
がら矢印（４）の方向に回転し得るように、ハウジング
（５０）の両端に枢着されている。また、ドラム（７４
）は支軸（７２）を通じてバイアス電源Ｅ２に接続され
ている。（８０）は、回収ローラ（７０）に回収された
１・すを掻き落とすブレードであって、ハウジング（５
０）の内奥部に配されている。ブレード（８０）は、回
収ローラ（７０）とほぼ同じ長さの長方形断面を有する
帯状の板であって、長手方向の一つの角か回収ローラ（
７０）と当接するようにハウジング（５０）の側壁に固
着されている。回収ローラ（７０）及びブレード（８０
）の下方においてハウジング（５０）の底部は円弧状に
形成されており、掻き落されたトナーを集め、スパイシ
ー等でこれを外部へ排出しやすくしている。円弧状の部
分の一側端には円形の穴（５２）が設けられる。

次に、このクリーニング装置（２０）の作用を説明する
。ただし、１成分系磁性トナーを使用するものとする。

感光体ドラム（ｌＯ）の周面上の残留トナーは、クリー
ニング用ブラシローラ（６０）の磁化した毛体（６４）
に磁気的な引力で吸着されて回収ローラ（７０）まで運
ばれる。運ばれたトナーは、バイアス電１ｇ、Ｅ２によ
る静電引力で回収ローラ（７０）に回収される。回収ロ
ーラ（７０）の表面に付着したトナーは、このローラの
回転に伴なってブレビ（８０）で掻き落される。騒き落
されたトナーはハウジング（５０）の孔（５２）を通じ
て外部へ吸い出される。

前記現像装置（１４）の場合と同様にクリーニング用ブ
ラシローラ（６０）の毛体（６４）に磁性と導電性との
双方を与えても良い。この場合には、クリーニング用ブ
ラシローラ（６０）と感光体ドラム（１０）との間にバ
イアス電圧を印加すれば、磁気的引力だけでなく静電引
力をも利用して感光体ドラム（１０）上の残留トナーを
回収することができる。また、回収ローラ（７０）をマ
グネットロラとして構成すれば、クリーニング用ブラシ
ロラ（６０）から更に磁気的引力でトナーを回収するこ
とができる。この場合、バイアス電源Ｅ２を省略するこ
ともできる。なお、Ｅ　　Ｅ　の極性は、それぞれ感光
体ドラム（１０）の表面電位極性と、正規又は反転の現
像方式とに応じて適宜変更される。

さて、現像用ブラシローラ（３０）の毛体（３４）又は
クリーニング用ブラシローラ（６０）の毛体（６４）を
構成する磁性繊維は、第２図〜第４図に示す種々の形態
のものが使用可能である。第３図に示す磁性繊維（９０
）は、レーヨンやナイロン等の繊維（９１）中にフェラ
イト等の磁性体微粉末（９２）を分散させたものである
。この磁性繊維（９０）は、繊維（９１）の溶融原料中
に磁性体微粉末（９２）を混入し、これをノズルから引
出す等の方法で容易に製造することができる。第３図及
び第４図に示す磁性繊維（９３，９４）は、内部磁性繊
維（９５）の両側又は全周を、磁性体微粉末を含まない
ナイロン等の補強繊維（９６）で更に覆って強度を向上
させたものである。

磁性繊維（９０，９３，９４）の太さについて言えば、
現像能力又はクリーニング能力の点からは特に制約はな
いが、１フイラメントあたり３デニルより細ければ取扱
いに不便であり、２０デニルより太ければ感光体ドラム
（１０）への機械的影響が大きくなって好ましくない。

つまり、磁性繊維（９０，９３，９４）の太さは１フイ
ラメントあたり３〜２０デニールが適当であって、例え
ば３デニールの単繊維を１００フイラメント集合させて
３００デニールとした磁性繊維糸すなわち３００Ｄ／１
００Ｆの糸を使用することができる。毛体（３４、８４
）は、円筒状支持体（３２，６２）の周面に１平方イン
チ当り１万〜２０万フイラメントの磁性繊維密度で形成
するのが適当である。

第５図は、本発明の他の実施例に係るクリニング装置（
２０）の断面図である。

この実施例では、回収ローラ（７０）及びブレビ（８０
）に代えて、一端がクリーニング用ブラシローラ（６０
）の毛体（６４）に当接する当接板（８２）をハウジン
グ（５０）の内方に突設している。クリニング用ブラシ
ローラ（６０）の着磁した毛体（６４）に磁気的な引力
で回収された残留トナーは、当接板（８２）ではたき落
される。はたき落されたトナーは、前記と同様にハウジ
ング（５０）の孔（５２）を通じて外部へ吸い…される
。この場合には、クリーニング装置（２０）の内部部材
に電圧を印加する必要がない。

［発明の効果コ 本発明に係るブラシローラは、繊維中に磁性体を分散さ
せた磁性繊維を用いて周面に立設する毛体を形成したも
のであるから、以上に説明したように電子写真装置のた
めの現像装置又はクリーニング装置に利用可能である。

現像装置に利用する場合には、従来の現像装置に使用さ
れていたマグネットローラやドクタブレードとは違って
、低コストの現像装置を実現することができる。また、
本発明に係る現像装置用ブラシローラは、毛体を感光体
ドラム周面に接触させて使用すれば良いので従来とは違
ってギャップ精度の問題がなく、製造や組立てに際して
高粘度を必要としない。

一方、クリーニング装置に利用する場合には、感光体ド
ラム周面上の残留磁性トナーを磁気的引力で回収するこ
とができるので、従来とは違って感光体ドラムの感光体
層に損傷を与えることなく効果的なりリーニングを実行
することかできるだけでなく、クリーニング装置を長寿
命化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る現像装置とりリーニング
装置とを備える電子写真装置の断面図、第２図は前図の
現像用ブラシローラの毛体又はクリーニング用ブラシロ
ーラの毛体を構成する磁性繊維の拡大斜視図、第３図は
前図の磁性繊維の変形例を示す拡大斜視図、第４図は第
２図の磁性繊維の他の変形例を示す拡大斜視図、第５図
は本発明の他の実施例に係るクリーニング装置の断面図
である。 符号の説明 １０・・・感光体ドラム、１２・・帯電器、１４・・現
像装置、１Ｇ・・転写装置、１８・・・除電ランプ、２
０・クリーニング装置、３０・・現像用ブラシローラ、
３２・・・支持体、３４・・・毛体、６０・・・クリー
ニング用ブラシロラ、６２・・・支持体、６４・・・毛
体、９０・・・磁性繊維、９１・・・繊維、９２・・・
磁性体微粉末、９３．９４・・・磁性繊維、９５・・・
内部磁性繊維、９６・・・補強繊維。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、繊維中に磁性体を分散させた磁性繊維を用いて周面
   に立設する毛体を形成した電子写真装置のための現像装
   置用ブラシローラ。 ２、繊維中に磁性体を分散させた磁性繊維を用いて周面
   に立設する毛体を形成した電子写真装置のためのクリー
   ニング装置用ブラシローラ。