JPS5939746B2 - 電子写真法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、回転する非磁性体スリーブ内に磁石を固定的
に設け、このスリーブ上に供給されたトナーをドクター
により規制しながらスリーブ周面に磁気ブラシを形成し
、この磁気ブラシにより、帯電、露光を経て感光体上に
形成された静電潜像の現像および転写後に感光体上に残
留するトナーのクリーニングを行なう電子写真法に関す
る。

このような電子写真法は、感光体にドラムを使用する場
合は、いわゆる２回転１コピー式の電子写真法といわれ
、感光体ドラムの初めの１回転で帯電、露光、現像、転
写、除電を行ない。次の１回転で、現像装置を使用して
の残留トナーのクリーニングと、必要ならば除電装置を
使用しての除電とを行なうようにしたものである。した
がつて、このような電子写真法における現像装置は、現
像装置としての役割と、調留トナーのクリーニング装置
としての役割の、両方を担わなければならない。

ところが、現像装置は、磁気ブラシを形成するトナーを
感光体上に載せることを目的とするのに対し、トナーク
リーニング装置は、磁気ブラシにより、感光体上に付着
する残留トナーを擦り取ることを目的とする。したがつ
て、現像を目的として磁気ブラシを形成すれば、トナー
クリーニング用の磁気ブラシとしては弱すぎるし、トナ
ークリーニングを目的として磁気ブラシを形成すれば、
現像用磁気ブラシとしては強すぎることになる。そこで
、この両者の中間をとれば、現像もトナークリーニング
も適度に行なわれるが、その作用効果は十分でなくなる
。したがつて、本発明の目的は、現像装置が静電潜像の
現像と残留トナーのクリーニングの両作用を兼ねる電子
写真法において、それぞれの作用が十分な効果を有する
電子写真法を提供することにある。

この目的に従つて、本願発明者は、種々の研究を重ねた
が、その結果、次のような事実に到達した。

すなわち、非磁性体スリーブ上に形成される磁気ブラシ
の層（穂）の厚さ（高さ）は、単に、スリーブ表面から
ドクター先端までの距離に規制されるのみならず、ドク
ター先端とこれに対向するスリーブ内に設けた磁石の磁
極の位置によつても変わるということである。これは、
非磁性体スリーフ上に形成される磁気ブラシの層は、磁
極の位置で最も高く、隣接する磁極と磁極の中央の位置
で最も低くなる波状を呈することが原因で、磁気ブラシ
の層が最も厚くなる位置で、ドクターの先端を磁気ブラ
シに当ててこれを切れば、磁気ブラシの層の厚さに、こ
れを最高限度として、隣接する磁極間の中央部にゆくに
つれ薄くなる。一方、磁気ブラシの層が最も薄くなる位
置でドクターの先端を磁気ブラシに当てれば、磁気ブラ
シの層の厚さは、これを最低限度として、磁極の位置に
向うにつれ厚くなる。したがつて、ドクターの先端から
スリーブ表面までの距離を一定にした場合、ドクターの
先端に対向する位置に、磁石のどの部分が位置するかに
よつて、すなわち、磁極がくるか、磁極以外の部分がく
るかによつて、磁気ブラシの層の厚さが異なることにな
る。この実験の模様を第１図および第２図を参照して説
明すると、８極の磁石１を用い、ドクター２の先端Ｐと
磁石１の中心（スリーブ３の中心）０とを結ぶ直線と、
磁石中心０と感光体ドラムの中心Ｑとを結ぶ直線とで形
成される角度θ１を６７．５結とし、ドクター先端Ｐか
らスリーブ表面までの距離をｄとした場合、第１図に示
すように、ドクター先端Ｐに対向する位置に磁石の磁極
Ｎを位置させたときには、磁気ブラシ４と感光体ドラム
表面とが接触する位置では、調度、磁極Ｓと磁極Ｎとの
中央部に当るので、磁気ブラシの厚さはｄよりも小さく
、ｄ−αになる。

一方、この状態から、磁石１を右回りに２２．５一回転
させると、第２図に示すように、ドクター先端Ｐに対向
する位置には、磁極ＮとＳの中央部が位置するのに対し
、感光体ドラム表面と磁気ブラシ４とが接触する位置で
は、磁極Ｎが位置するので、磁気ブラシの厚さはｄより
も大きく、ｄ＋βとなる。このように、ドクターの先端
に対向する位置に、．磁石のどの部分が位置するかによ
つて、磁気ブラシの層の厚さが異なるから、この位置を
適当に定めることにより、磁気ブラシの層の厚さを、現
像時には薄く、クリーニング時には厚くすることができ
、それぞれの現像機能およびクリーニング機能に見合つ
た厚さを得ることができる。

本発明は、以上のような原理を、現像装置兼クリーニン
グ装置に適用したもので、その一実施例を第３図を参照
して説明する。

まず、表面に光導電性絶縁層を有する感光体ドラム２１
は、軸２２に支承されて矢印方向に定速回転し、初めに
、主帯電用コロナチヤージヤ２３により、その表面を光
導電性絶縁層に応じた極性に一様に帯電される。

次に、露光光学系２４により、原稿像が、帯電された感
光体表面に投影されると、原稿像に対応してその電荷が
選択的に消散されるので、そこに静゛電気による潜像が
形成され、そして、この潜像は、次の現像装置２５によ
り可視化される。現像装置２５は、ハウジング２６、こ
のハウジング２６内に収容され矢印方向に定速回転する
非磁性体スリーブ２７、この非磁性体スリーブ内に同心
的に設けられた軸２８、この軸２８に固着された複数極
を有する磁石２９、この磁石２９を一定度回動させるた
めに前記軸２８に一端を固着されたレバー３０、このレ
バー３０を揺動させるために、そのアタチユエータの先
端をこのレバー３０の他端に係合させたソレノイド３１
、磁気ブラシを形成するために前記スリーブ上に供給さ
れる磁性トナー３２、この磁性トナー３２を収容するた
めのホツパ一３３、このホツパ一の下部開口部に設けら
れて磁気ブラシの層の厚さを規制するためのドクター３
４等から成る。

この現像装置においては、磁性トナーが使用されている
が、磁性トナーとは、例えば、第４図に示すように、微
細なカーボン３２ａと鉄粉３２ｂとを樹脂３２ｃで結合
した顆粒状のもので、このような磁性トナーを使用する
ことにより、複写機における現像剤の取扱いが簡便にな
る利点がある。

ホツパ一３３内に収容された磁性トナー３２は、ホツパ
一の下部開口部から非磁性体スリーブ２７上に供給され
、このスリーブ２７内に収容された磁石２９により、ス
リーブ２７上に磁気的に吸着される。スリーブ２７上に
磁気的に吸着された磁性トナー３２は、ドクター３４に
より、その量を規制されながら、スリーブ２７の回転に
伴い、いわゆる磁気ブラシと呼ばれる層を形成してゆき
、この磁気ブラシが前述した感光体上の静電潜像に接触
して、現像が行なわれる。この現像作用をさらに詳しく
説明すると、感光体ドラム２１表面の光導電性絶縁層に
形成された静電潜像の電荷に、磁気ブラシを形成する磁
性トナー３２が接近すると、いわゆる静電誘導により、
磁性トナー３２の、感光体ドラム２１表面に近い側に静
電潜像の電荷とは逆極性の電荷が現われ、非磁性体スリ
ーブ２７に近い側に同極性の電荷が現われる。この分極
作用により、磁性トナー３２のうち感光体ドラム２１に
近い側の磁性トナーが静電潜像に吸着され、この潜像の
可視化が行なわれる。したがつて、現像が行なわれるた
めには、磁石２９が磁性トナー３２を吸着する力よりも
、感光体ドラム２１表面の電荷が磁性トナー３２を吸着
する力のほうが大きくなければならない。以上のように
現像されて得られた感光体上のトナー像は、次に、給紙
ローラ３５により送られてきた転写紙３６に重ねられ、
転写紙３６の背後から転写用コロナチヤージヤ３７によ
る、主帯″市用コロナチヤージヤ２３と同極性のコロナ
チヤージ１を受けることにより、転写紙３６１Ｊ１ＩＩ
に移される。

これも原理的には現像作用と同様で、転写紙に、磁性ト
ナーを保持している感光体表面上の電荷よりも大きい電
荷を与えることにより、磁性トナーに分極作用を起こさ
せ、磁性トナーを転写紙側に２移し取るものである。転
写を終えた転写紙３６は、剥離爪３８により、感光体ド
ラム表面から剥されるとともに、プーリ一３９に支持さ
れた搬送ベルト４０により、所定の場所に送られる。

一方、転写を終えた感光体ドラム表面には、なお僅かで
はあるが、磁性トナーが付着しているため、次の複写に
備えて、これを除去する必要がある。

そこで、まず除電用コロナチヤージヤ４１により、残留
磁性トナーを保持している感光体ドラ？ム表面に、主帯
電用コロナチヤージヤ２３とは逆極性のコロナチヤージ
を行なつて、残留磁性トナーを保持している電荷を打ち
消し、さらに、クエンチックランプ４２の光照射によつ
て、この電荷を消散させ、感光体ドラム表面の静電的な
吸引力．′をほぼゼロにする。次に、主帯電用コロナチ
ヤージヤ２３による帯電、および露光光学系２４による
露光を行なわず、現像装置２５により、残留トナーのク
リーニングを行なう。

現像装置２５において形成された磁気・ブラシが、残留
磁性トナーに接近すると、残留磁性トナーに対する感光
体ドラム表面の静電的吸引力をほぼゼ゛口にしてあるた
め、ここにおいては残留磁性トナーの分極作用は起こら
ず、磁気ブラシ（磁石）の磁力により、残留磁性トナー
は、容易に感光体ドラム表面から磁気ブラシに吸着され
、クリーニングされる。このようにクリーニングされた
感光体ドラム表面は、次に、クエンチックランプ４２に
よる光照射を受けて、感光体に残留している僅かな電荷
を消散させるとともに、主帯電用コロナチヤージャ２３
による帯電を受けて、２回目の複写工程に入り、以上述
べたような工程を順次繰返す。

上記した実施例においては、転写紙に転写を行なつた後
、感光体表面に除電用コロナチヤージヤによる放電およ
びタエンチングランプによる光照射により、残留磁性ト
ナーに対する感光体表面の静電的吸引力をほぼゼロにし
たが、残留磁性トナーを現像装置においてクリーニング
するためには、このように残留磁性トナーに対する感光
体表面の静電的吸引力をゼロにすることは、必ずしも必
要はなく、要（友残留磁性トナーに対する感光体表面の
静電的吸引力よりも、現像装置に設けられた磁石の、残
留磁性トナーに対する磁気的吸引力のほうが大きければ
よい。

次に、本発明の主要部である現像装置における作用を、
第５図を参照してさらに詳しく説明する。

ドクター３４の先端Ｐと非磁性体スリーブ２７の中心を
結ぶ直線と、感光体ドラム２１の中心Ｑと非磁性体スリ
ーブ２７の中心０とを結ぶ直線（非磁性体スリーブ２７
の中心を終点とする感光体表面に垂直な直線）とで形成
される角度θ１、および現像時とタリーニング時に磁石
２９の磁極の位置をそれぞれ切換えるために磁石２９を
一定度回転させるための角度θ２は、使用する磁石の磁
極数に応じて、磁気ブラシが感光体表面に接触する位置
で、現像時には磁気ブラシの層が薄く、クリーニング時
には厚くなるように、予め定められている。これらの角
度如何によつて、磁気ブラシの厚さが異なること、前述
したとおりである。いま、磁気ブラシが感光体表面に接
触する位置に磁極を位置させて、この状態をクリーニン
グ状態とし、磁石２９が固着さ．れる軸２８に固着され
たレバー３０の、他端に設けられた長穴３０ａに、付勢
されていない状態のソレノイド３１のアタチユエータ３
１ａの先端を、この先端に設けられた軸３１ｂを介して
係合させる。そして、現像時には、ソレノイド３１を付
勢して、磁石２９を角度θ２だけ回転させて磁極の位置
を変え、クリーニング時には、ソレノイド３１の付勢を
解いて磁石２９を元の位置に戻す。本願発明者が行なつ
た実験によれば、８極の磁石、１２８ｍｍｆの感光体ド
ラム、３２ｍｍｆの非磁性体スリーブを使用し、感光体
ドラム表面と非磁性体スリーブ表面との距離を６ｍｍ、
非磁性体スリーブ表面とドクター先端Ｐとの距離ｄを７
ｍｍ１角度θ，を７９ク、角度θ２を１１離とし、現像
時にはドクター先端Ｐに対向する位置に磁極が位置し、
クリーニング時には、感光体ドラム中心Ｑに対向する位
置に磁極が位置するようにしたところ、静電潜像の現像
および残留トナーのタリーニングとも過不足なく行なわ
れ、良好な結果が得られた。

以上のように、本発明によれば、回転する非磁性体スリ
ーブ内に磁石を固定的に設け、このスリーブ上に供給さ
れたトナーをドクターにより規制しながらスリーブ周面
に磁気ブラシを形成し、この磁気ブラシにより、帯電、
露光を経て感光体上に形成された静電潜像の現像および
転写後に感光体上に残留するトナーのクリーニングを行
なう電子写真法において、前記ドクター先端とスリーブ
中心とを結ぶ直線と、前記スリーブ中心を終点とする、
感光体表面に垂直な直線とで形成される角度を一定に定
めるとともに、現像時とトナークリーニング時に、それ
ぞれ前記スリーブ内に設けた磁石の磁極の位置を一定度
変化させることにより、前記スリーブ上に形成される磁
気ブラシの層の厚さを、現像時には薄く、トナークリー
ニング時には厚くして、現像および残留トナーのクリー
ニングを行なうようにしたので、同一の現像装置におい
て、現像およびトナークリーニングが過不足なく効率よ
く行なわれ、鮮明なコピーを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、本発明の原理を説明するための
断面図、第３図は、本発明による電子写真法を適用した
複写機の一実施例を示す概略構成図、第４図は上記実施
例において使用される磁性トナーの拡大図、第５図は、
上記実施例における現像装置の拡大断面図である。 ２３・・・・・・主帯電用コロナチヤージヤ、２５・・
・・・・現像装置兼クリーニング装置、２７・・・・・
・非磁性体スリーブ、２８・・・・・・磁石固定軸、２
９・・・・・・磁石、３０・・・・・・レバー、３１・
・・・・・ソレノイド、３２・・・・・・磁性トナー、
３３・・・・・・ホツパ一、３４・・・・・・ドクター
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 回転する非磁性体スリーブ内に磁石を固定的に設け
   、このスリーブ上に供給された現像剤をドクターにより
   規制しながらスリーブ周面に磁気ブラシを形成し、この
   磁気ブラシにより、感光体上に形成された静電潜像の現
   像および転写後に感光体上に残留するトナーのクリーニ
   ングを同一箇所において行なう電子写真法において、前
   記ドクター先端とスリーブ中心とを結ぶ直線と、前記ス
   リーブ中心を終点とする感光体表面に垂直な直線とで形
   成される角度を一定に定めるとともに、現像時とトナー
   クリーニング時に、それぞれ前記スリーブ内に設けた磁
   石の磁極の位置を一定角度変化させることにより、前記
   スリーブ上に形成される磁気ブラシの層の厚さを、現像
   時には薄く、トナークリーニング時には厚くするように
   したことを特徴とする電子写真法。