JPS5882284A - 磁気ブラシクリ−ニング装置 - 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】 本発明は、粉体トナーを用いる電子写真複写機や静電記
録装置における磁気ブラシクリーニング装置の改良、詳
しくは、表面に磁性体粉を吸着する磁性体吸着ロールを
トナー像相持体面に対設し、磁性体吸着ロールに＠着し
た磁性体粉のブラシ状穂立ちの高さを穂立規制手段で規
制して、該規制された磁性体粉のブラシ状穂でトナー像
担持体面を摺擦することによシ該相持体面上のトナーを
除去するクリーニング装置の改良に関する。

上述のような磁気ブラシクリーニング装置は、例えばＵ
ＳＰ　ＲｅＪｒｓｔｔ号明細書（Ｒｅ１ｓｓｕｅｄ　Ｏ
ａｔ、　。

７、　／’１７１）　Ｋ見るように従来知られている。

このような磁気ブラシクリーニング装置は、磁性体吸着
ロールの表面にトナー像相持体面上のトナーを電気的Ｋ
１１着する極性のバイアス電圧を印加して、磁性体吸着
ロールの表面に形成した磁性体粉のブラシ状穂すなわち
、磁気ブラシに上記トナーが捕捉されるようＫしたもの
であり、ファーブラシクリーニング装置のようには排気
装置やフィルタを必要とせず、したがってクリーニング
装置は勿論のこと、延いては複写機や記録装置を簡単、
小型、軽量に構成し得るし、また、トナーの飛散による
複写機や記録装置の機内汚れの発生が極めて少なく、さ
らに、ブレードクリーニング装置におけるようなトナー
像担持体面を損傷する惧れがないと云った多くの特長を
有する。しかし反面、トナー像相持体面のトナー除去、
すなわちクリーニングが安定して確実に行われないこと
が起シ易いと云う問題を有する。

本発明は、磁気ブラシクリーニング装置における上述の
問題を究明した結果なされたものである。

すなわち、クリーニングが安定して確実に行われるため
Ｋは、磁気ブラシが確実にトナー像相持体面に付着した
トナーを遊離して、それを捕捉しなければなら寿い。し
たがって特に、磁気ブラシの穂の高さとトナー像担持体
面に対する磁性体吸着ロール表面の距離の関係が重要で
ある。また、従来の磁気ブラシクリーニング装置は、磁
性体粉すなわち、磁性体キャリヤに比抵抗がｔｏ’Ω〜
ｔｏ　１０Ω程度の導電性のキャリヤを用いた屯のが殆
んどであり、その場合は、（１）磁性体吸着ロール表面
から磁気ブラシを介してトナー像担持体面上のトナーに
電荷注入が起り易く、電荷注入されたトナーは磁気ブラ
シに捕捉されなくなって、磁性体吸着ロール表面に印加
するバイアス電圧の設定が馨しい、（２）　）ナー像担
持体面に微細なピンホールや傷があると、磁性体吸着ロ
ール表面が磁気ブラシを介しＹナー像担持体と短絡して
、磁性体吸着ロール表面に有効なバイアス電圧の印加が
なされかくなり、磁気ブラシは全体にトナーを捕捉する
ことができなくなる、（３）磁気ブラシがトナーを捕捉
して、磁気ブラシの磁性体キャリヤとトナーの混合比が
変化すると、それに伴って磁気ブラシの抵抗が変化し、
したがって磁性体吸着ロール表面のノ（イアスミ圧が変
動して、磁気ブラシによる安定なトナー捕捉が行われ難
い等の問題があシ、そのために、■磁性体吸着ロール表
面に比抵抗の高い樹脂被膜や酸化ＩＩＭを設けて、磁気
ブラシを介する放電を防ぐようにする方法、及び／又は
、■磁気ブラシを介する放電が行われても磁性体吸着ロ
ール表面が有効な電圧を保持するように、バイアス電圧
を制徊する方法を採用すると、前者の方法では、磁性体
吸着ロール表面の樹脂被膜や酸化被膜へのトナーのへば
り付きや、電荷の除去を必要とするなどの新な問題が生
じ、また、後者の方法では装置が複雑になってコストが
増加するなどの問題が生ずる。そこで、磁性体キャリヤ
に絶縁性樹脂をｗＩＮＩ、、た絶縁性のキャリヤを用い
た場合は、上述の導電性キャリヤを用いた場合の問題は
起らないが、導電性キャリヤを用いた場合には磁気ブラ
シを形成するキャリヤ自体がトナー像担持体面のトナー
を電気的に吸着する対向電極の役割を果すのに対して、
絶縁性のキャリヤはその役割は果さず、したがって対向
電極である磁性体吸着ロールの表面を導電性キャリヤを
用いた場合よりもトナー像担持体面に近接させる必要が
ある外、磁性体吸着ロール表面に印加するバイアス電圧
を導電性キャリヤを用いた場合二沙高く設定する必要が
あるなどの相違がある。

本発明は、以上のような究明事実に基づいてなされたも
のであり、絶縁性の磁性体キャリヤを用いた場合に特に
優れた安定したクリーニング効果が得られ％を九零電性
の磁性体キャリヤを用いた場合にも従来よりも優れたク
リーング効果の得られる磁気ブラシクリーニング装置を
提供するものである。

本発明の磁気ブラシクリーニング装置は、表面に磁性体
粉を吸着する磁性体吸着ロールをトナー像担持体面に対
設し、磁性体吸着ロールに吸着した磁性体粉のブラシ秋
穂立ちの高さを穂立規制手段で規制して、該規制された
磁性体粉のブラシ状穂でトナー像担持体面を摺擦するこ
とにより該相持体面上のトナーを除去するクリーニング
装置において、前記磁性体吸着ロールの表面とトナー像
担持体面との間隙をＤ１前記穂立ち高さを規制する磁性
体吸着ロールの表面と穂立規制手段との間隙をＨとして
、 ０、’ｌ　ｍ≦Ｈ≦Ｄ≦Ｈ＋０．４１ｍの関係を満足せ
しめたことを特徴とする。

以下１図面を参照して本発明を説明する。

第１図は本発明のクリーニング装置の一例を示す概要断
面図、第一図は安定して確実なりリーニング効果が得ら
れるトナー像担持体面に対する磁性体吸着ロール表面の
間隙と、磁性体吸着ロール表面に対する穂立規制手段の
間隙の関係を示すグラフである。

第１図において、ｌは、例えば表面にセレン等の感光体
を設けたドラム状のトナー像相持体で、時計方向に回動
する。２は、アルミニウムのような導電性で非磁性の材
料からなる磁性体吸着ロールで、内部に磁石３が図示の
ように、一つの磁極面が常にトナー像相持体ｌの表面に
対向し、しかも総べての磁極面が磁性体吸着ロールコの
内面に対向するようＫ、放射状に固定して配設されてお
り、その磁石３によって磁性体吸着ロール−の表面には
キャリヤ溜りダから磁性体キャリヤがブラシ状に付着し
て、所謂磁気ブラシが形成さ゛れ、磁性体吸着ロール２
が時計方向に回動するととＫよって、磁気ブラシがトナ
ー像相持体ｌの表面を摺擦することになる。！は磁性体
吸着ロールコの表面ＫＷｅ成した磁気ブラシの穂の高さ
を規制する積立規制手段て、これによって磁気ブラシの
高さが一定条件に整えられ、トナー像担持体１面の摺擦
が安定して一定の条件で行われるようＫなる。乙は、磁
性体吸着ロールコの表面にシナ−像担持体１面上のトナ
ー７を電気的に吸着する極性の電圧を印加するバイアス
電源で、この電圧が印加されているために、磁気ブラシ
がトナー像相持体ｌの表面を摺擦してトナー７をその表
面への付着から離すようにすると、トナー７は磁性体吸
着ローラコの表面に引かれて完全にトナー像担持体ｌが
ら離れ、磁気ブラシに捕捉されることになる。この磁気
ブラシに捕捉されたトナーは、磁性体吸着ローラコが時
計方向に回動して、捕捉した磁気ブラシがトナー回収ド
ラムｔＫ対面する位置に達すると、トナー回収ドラムｔ
の表面に印加された電圧にダｔか−れて、トナー回収ド
ラムｒ上に移行する。

したがって、磁性体吸着ロールコ上の磁気ブラシは、こ
の位置でドナーを除かれてクリーンなものとな抄、磁性
体吸着ロールコの回動に伴って再びトナー像担持体ｌの
表面を摺擦する。トナー回収ドラムｌは反時計方向に回
動して、磁気ブラシから回収したトナーをスクレーパ９
によって掻き落され、掻き落されたトナーはトナー溜り
１０に収容される。表お、トナー回収ドラムｒは磁性体
吸着ロール−と同様の材料からなり、ＩＩはトナー回収
ドラムｌの表面にトナーを吸着するためのバイアス電圧
を印加する回収バイアス電源である。

以上のようなりリーニング動作が常に確実に安定して行
われるためには、図に示した磁性体吸着ロールコの表面
に対する穂立規制手段ｊの間！ｌＨと、トナー像担持体
１面に対する磁性体吸着ロールλの表面の間＠Ｄとをｏ
、４を蛯≦Ｈ≦Ｄ≦Ｈ＋０．≠訃の関係を満足するよう
に設定する必要がある。

第２図の斜線を施した範囲は上述の関係を満足する範囲
を示し、その中ヤも特に、Ｄが／、５ｍ以下の実斜線を
施した範囲は磁性体キャリヤに絶縁性のものを用いた場
合の安定してクリーニング動作が行われる範囲を示して
いる。すなわち、磁性体吸着ロール２の表面に対する穂
立規制手段ｊの問＠Ｈが０．参簡より狭いムの範囲では
、磁性体吸着ロールコの表面に形成される磁気ブラシの
高さが一定せず、不均一となって、安定したトナー像担
持体１面の摺擦が行われ力くなる。

また、関＠Ｈが０．参■以上であっても、トナー像担持
体ｌ簡に対する磁性体吸着ロールコの表面０１１ｉ１１
１１ｆＨ！　？狭イＩｎ）範囲テａ、ソノ間１ｌｌｌＤ
の部分で磁気ブラシの磁性体キャリヤが詰め込まれて、
磁性体キャリヤの飛散が非常に多くなると共に、）ナー
像担持体１面にも一部が付着するようになシ、それが次
のトナー現像や転写等に悪影響を及ぼすし、さらに、）
ナー像担持体１面が摩擦損傷を受は易く亀なる。間＠Ｈ
が０．グ■以上で、関＠Ｄ−ｂＸＨ＋０．Ｉ１ｗｘヨ沙
も広いｃの範囲では、磁気ブラシによるトナー像担持体
１面の摺擦力が弱くなって、クリーニング不良が起る。

以上は磁気ブラシを形成する磁性体キャリヤが導電性の
場合についても、絶縁性の場合についても同様であり、
磁性体キャリヤが絶縁性の場合はさらに１間隙Ｈと間１
［Ｄが０．グ簡≦Ｈ≦Ｄ≦Ｈ＋　０．４！誼の関係を満
足しても間隙りがへ！鰭より広い点斜線を施した範囲で
は、磁気ブラシがトナー像担持体１面上のトナー７を遊
離しても、バイアス電圧を印加されている磁性体吸着ロ
ール２の表面が離れているために、トナー７が磁気ブラ
シに捕捉されず、クリーニング不良となる。結局、導電
性の磁性体キャリヤを用いた場合は、実斜線及び点斜線
を施した範囲において、安定した確実なりリーニング動
作が行われ、絶縁性の磁性体キャリヤを用いた場合は、
導電性のものを用いたよりも狭い実斜線を施した範囲に
おいて安定した確実なりリーニング動作が行われる。し
かし、導電性のキャリヤを用いた場合には、先に述べた
ような問題が発生する惧れがあるので、絶縁性のキャリ
ヤを用いる方が好ましい。

絶縁性の磁性体キャリヤとしては、磁性鉄粉等の磁性体
粉の表面を絶縁性の、樹脂で厚さ１μｍ程度に被覆した
、平均粒径が数十μｍ乃至１００μｍ程度のものが好ま
しく用いられる。勿論、磁性体粉は鉄粉に限られるもの
ではない。また、磁性体粉を被覆する樹脂としては、ス
チレンとメチルメタアクリレートの共重合体で、その重
合比が３＝７のものが好ましく用いられるが、゛これも
、それに限定される亀のではない。すなわち、絶縁性被
覆樹脂として、スチレン化合物と・アクリル酸エステル
及びメタクリル酸エステル化合物との共重合体は良好な
被覆特性を有して非常に好ましく、その代表的な置換ス
チレン化合物としては、α−メチルスチレン、ビニルト
ルエン、　　弘−フロムスチレン、デークロル−！−フ
ルオルスチレン、２−り四ルスチレン、コ、ｔ−ジクロ
ルスチレン、コ。

ｊ−クロルオルスチレン１．２．ＩＩ−ジメチルスチレ
ン、グーエトキシスチレン、グーエチルスチレン、グー
ヘキシルデシルスチレン、３−オキシメチルスチレン、
グーヨードスチレン、グーイソベントキシスチレン、弘
−ノナデシルスチレン及びこれらの混合物などを挙げる
ことができ、代表的な置換及び非置換のアクリル酸エス
テル及びメタクリル酸エステル化合物としては、アクリ
ル酸メチル、アクリル醗エチル、アクリル酸ｔｅｒｔ−
ブチル、アクリル酸ネオペンチル、α−クロルアクリル
酸メチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸シクロヘ
キシル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸へキシルデシ
ル、アクリル酸イソプロピル、アクリル醸テトラデシル
、エチレングリコールジメタクリレート、アクリル酸５
ｅａ−ブチル、コーｎ　−ｔｅｒｔ−ブチルアミノエチ
ルメタクリレート、メタクリル酸２−ブチル、メタクリ
ル酸グリシジル、メタクリル酸コークロルエチル、３．
３−ジメチルブチルメタクリレート、メタクリル酸コー
エチルヘキシル、メタクリル酸コーメトキシエチル、メ
タクリル酸ペンチル、メタクリル酸メチル、メタクリル
酸エチル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸イン
ブチル、メタクリル酸イングロビル、メタクリル酸プロ
ピル、アクリル酸コーエチルヘキシル及びこれらの混合
物などを挙げることができる。そして、被覆層にはまた
、必要に応じて他の化合物を含有せしめることができる
。その化合物の代表的な例は樹脂であ抄、あるいは電荷
制御剤である。かかる樹脂としては例えば、エポキン樹
脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、石油系樹脂、
アセタール樹脂、塩化ビニル、酢酸ビニルもしくはそれ
らの共重合体などのハロゲン化樹脂、ブタジェン系共重
合体樹脂などがあり、電荷制御剤としては、オイルブラ
、ツク、ランプブラック、ニグロシン染料、アニリンブ
ルー、カルコオイルブルー、クロムイエロー、ウルトラ
マリンブルー、メチレンブルークロライド、７タロシア
ニンプルー、ローズベンガル、その他の顔料又は染料が
用いられる。

以上述べたような絶縁性の磁性体キャリヤを用いる場合
は、バイアス電源ｔによって磁性体吸着ロールコの表面
に印加するバイアス電圧をｔｏｏ　ｖ以上１ｔｏｏ　ｖ
以下の範１１に設定することが望ましい。このバイアス
電圧がｔｏｏ　ｖより低いと、トナー像担持体１面に対
する磁性体吸着ロールコの衷面間＠Ｄを最も狭くしても
、磁気ブラシが遊離させたトナー７を捕捉し難くなるし
、また、／６００Ｖよりも高くなると、磁気ブラシに捕
捉されたトナーがトナー回収ドラムｌによって回収され
難くなって、そのために磁気ブラシのクリーニング能力
が低下したり、あるいは磁気ブラシの磁性体キャリヤが
電気力によってトナー像担持体／面に付着したりするよ
うなことが起艶、安定して確実なりリーニング動作がな
されないようになる。

また、絶縁性の磁性体キャリヤを用いる場合に限らず、
磁気ブラシが強固に形成されて、トナー像担持体／面の
トナー７に十分な遊離作用を与えるためＫは、磁石３に
よる磁性体吸着スリーブコの表面の磁束密度を少くも磁
気ブラシのトナー像担持体１面を摺擦する位置において
ｑｏｏガウス以上にするのが好ましく、より好ましくは
ｔｏｏｏガウス以上にするのが良い。そして、磁性体吸
着ローラコＦｉ、表面速度がトナー像担持体ｌの表面速
度の２〜３倍の速度にカるように回動させるのが好まし
い。さらに、磁気ブラシが捕捉したトナーを確実に回収
するためには、回収バイアス電＃／／によって与えるト
ナー回収ドラムｊの表面電圧をバイアス電源乙によって
与える磁性体吸着ロール−〇電圧よ抄も十分大きくする
のが好ましい。この磁性体吸着ロール２に与える電圧お
よびトナー回収ドラ五ｒＫ与える１圧は、それぞれトナ
ーを電気的に吸着する極性の電圧であることは勿論であ
る。

本発明の磁気プラシクリーニン・グ装置によれば、以上
述べたように、安定して確実なりリーニングが行われる
ととになるし、特に磁性体キャリヤに絶縁性のものを用
いた場合には、導電性キャリヤのように＃ｉ）ナー像担
持体面上のトナーに電荷注入することがなく、トナー像
相持体面に微細などンホールや傷が生じても、磁性体吸
着ロール表面とトナー像担持体の間に短絡を生ずること
がなく、クリーニングにより磁気ブラシのトナー濃度が
変動しても、導電性キャリヤのようには磁気ブラシの抵
抗が変化しないので、バイアス電圧が変動し力いから、
バイアス電圧を一定に制御する装置や操作を必要とせず
、磁性体吸着ロールやトナー回収ドラムの表面ＫＩ＠縁
性の樹脂被膜や酸化被膜を設ける必要がなく、トナー像
相持体の使用寿命が延び、装置が一層簡単で小型、軽量
、安価に構成することができると云う効果も得られる。

本発明は、トナー像相持体がドラム状のものに限らず、
平面状乃至はベルト状のものにも適用し得る。

【図面の簡単な説明】

第１Ｖｊ４は本発明のクリーニング装置の一例を示す概
要断面図、第２図は安定して確実なりリーニング効果が
得られるトナー像担持体面に対する磁性体吸着ロール表
面の間隙と、磁性体吸着ロール表面に対する穂立規制手
段の間隙の関係を示すグラフである。 ／・・・トナー像相持体、　コ・・・磁性体吸着ロール
、３・・・磁石、　　　　　　ダ・・・キャリヤ溜り、
！・・・穂立規制手段、　　　６・・・バイアス電源、
７・・・トナー像担持体上のトナー、 ！・・・トナー回収ドラム、？・・・スクレーパ、１０
・・・トナー溜り、　　　　／／・・・回収バイアス電
源。 第１　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 表面に磁性体粉を吸着する磁性体吸着ロールをトナー像
   担持体面に対設し、磁性体吸着ロールに吸着した磁性体
   粉のブラシ状穂立ちの高さを穂立規制手段で規制して、
   該規制された磁性体粉のブラシ状穂でトナー像担持体面
   ゛を摺擦するととＫよ抄該相持体面上のトナーを除去す
   るクリーニング装置において、前記磁性体吸着ロールの
   表面とトナー像担持体面との間隙をＤ１前記穂立ち高さ
   を規制する磁性体吸着ロールの表面と穂立規制手段との
   間隙をＨとして、 ０．４Ｉｗｘ≦Ｈ≦Ｄ≦Ｈ＋　ｏ、ｕ鶴の関係を満足せ
   しめたことを特徴とする磁気ブラシクリーニング装置。