JPS6331780B2 - - Google Patents

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JPS6331780B2
JPS6331780B2 JP55041280A JP4128080A JPS6331780B2 JP S6331780 B2 JPS6331780 B2 JP S6331780B2 JP 55041280 A JP55041280 A JP 55041280A JP 4128080 A JP4128080 A JP 4128080A JP S6331780 B2 JPS6331780 B2 JP S6331780B2
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JP
Japan
Prior art keywords
magnetic
magnetic brush
sleeve
toner
permanent magnet
Prior art date
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Application number
JP55041280A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS56137380A (en
Inventor
Keitaro Yamashita
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Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Metals Ltd filed Critical Hitachi Metals Ltd
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Publication of JPS56137380A publication Critical patent/JPS56137380A/en
Publication of JPS6331780B2 publication Critical patent/JPS6331780B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G21/00Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge
    • G03G21/0005Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge for removing solid developer or debris from the electrographic recording medium
    • G03G21/0047Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge for removing solid developer or debris from the electrographic recording medium using electrostatic or magnetic means; Details thereof, e.g. magnetic pole arrangement of magnetic devices

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は感光体もしくは誘電体層の表面に形成
された静電潜像を現像し、転写工程および定着工
程を経て最終画像を形成する複写プロセスに係り
特に現像ならびにクリーニングを単一の磁気ブラ
シにて行なう磁気ブラシ現像およびクリーニング
方法に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Technical Field] The present invention relates to a copying process in which an electrostatic latent image formed on the surface of a photoreceptor or dielectric layer is developed, and a final image is formed through a transfer process and a fixing process. In particular, the present invention relates to a magnetic brush development and cleaning method in which development and cleaning are performed using a single magnetic brush.

〔先行技術〕[Prior art]

感光体層もしくは誘電体層の表面に静電潜像を
形成し、この静電潜像を磁気ブラシ法により現像
し、得られたトナー像を普通紙等の転写シート上
に転写し、ついで圧力および/又は加熱により定
着してハードコピーを得ついで像保持部材の表面
に残留するトナーを除去した後再び上記サイクル
を繰返す複写方法はよく知られている。
An electrostatic latent image is formed on the surface of the photoreceptor layer or dielectric layer, this electrostatic latent image is developed by a magnetic brush method, the obtained toner image is transferred onto a transfer sheet such as plain paper, and then pressure is applied. Copying methods in which the toner is fixed by heating to obtain a hard copy, the toner remaining on the surface of the image holding member is removed, and the above cycle is repeated again are well known.

この複写プロセスにおいて、磁気ブラシ現像を
行なう装置としては、米国特許第3455276号明細
書あるいは米国特許第4081571号明細書等に記載
のものが知られている。
In this copying process, the apparatus described in US Pat. No. 3,455,276 or US Pat. No. 4,081,571 is known as an apparatus for performing magnetic brush development.

上記複写プロセスにおいては、通常はエンドレ
ス状ベルトもしくはドラムである像保持部材が1
回転して1回のコピーが行なわれるが、現像に用
いた磁気ブラシにより転写後のベルトもしくはド
ラム上に残留したトナーのクリーニングを行なう
方式も提案され、2〜3の複写機ですでに実用化
されている。この方式は、像保持部材が1回転す
る間に静電潜像の形成と静電潜像の現像を行ない
そして次の回転で転写および除電ならびにクリー
ニングを行なう、すなわち、像保持部材が2回転
する間に1回のコピーを行なうものである。この
方式によれば、クリーニング装置を別に設ける必
要がないため、構造が簡単で小型かつ軽量なそし
て低コストの複写機を得られるという利点があ
る。しかるに現像時には磁気ブラシを軟く潜像面
に接触させる必要があり、一方クリーニング時に
は磁気ブラシで潜像面を強く摺擦する必要がある
ことから、両方の条件を単一の磁気ブラシで満た
すことは困難である。特に磁性現像剤として、キ
ヤリアとトナーとの混合粉体である二成分現像剤
を用いる場合に較べて、一成分系の磁性トナーを
使用する場合は、単一の磁気ブラシで現像とクリ
ーニングを行なうことに非常な無理がある。
In the above-mentioned copying process, one image-bearing member, usually an endless belt or drum, is used.
One copy is made by rotating, but a method has also been proposed in which the toner remaining on the belt or drum after transfer is cleaned using a magnetic brush used for development, and this method has already been put into practical use in a few copying machines. has been done. In this method, an electrostatic latent image is formed and developed during one rotation of the image holding member, and transfer, charge removal, and cleaning are performed during the next rotation. In other words, the image holding member rotates twice. One copy is performed in between. According to this method, since there is no need to provide a separate cleaning device, there is an advantage that a copying machine having a simple structure, small size, light weight, and low cost can be obtained. However, during development, it is necessary to bring the magnetic brush into soft contact with the latent image surface, while during cleaning, it is necessary to strongly rub the latent image surface with the magnetic brush, so it is necessary to satisfy both conditions with a single magnetic brush. It is difficult. In particular, compared to using a two-component developer that is a mixed powder of carrier and toner as a magnetic developer, when using a single-component magnetic toner, development and cleaning are performed with a single magnetic brush. That is extremely unreasonable.

そこで例えばクリーニング時にブレードを併用
することが米国特許第3918808号明細書により提
案されており又フアーブラシを併用することも行
なわれているが、装置が大型化するあるいは像保
持部材の表面が損傷しやすくなるという欠点があ
る。また規制部材を用いて現像時には磁性トナー
の感光体に対する接触幅を狭くすることが提案さ
れ、さらに現像磁極の位置を変えることにより現
像時とクリーニング時とで磁気ブラシの穂立ちの
状態を変えることも提案されているが、いずれも
機構が複雑になる、信頼性が低いなどの問題があ
る。
For example, it has been proposed in US Pat. No. 3,918,808 to use a blade in combination with cleaning, and a fur brush has also been used in combination, but this increases the size of the device or easily damages the surface of the image holding member. It has the disadvantage of becoming. It has also been proposed to use a regulating member to narrow the contact width of the magnetic toner with the photoreceptor during development, and to change the position of the magnetic brush to change the state of the magnetic brush between development and cleaning. have also been proposed, but both have problems such as complicated mechanisms and low reliability.

〔目的〕〔the purpose〕

本発明の目的は、従来技術の欠点を解消した磁
気ブラシ現像およびクリーニング方法を提供する
ことである。
It is an object of the present invention to provide a magnetic brush development and cleaning method that overcomes the drawbacks of the prior art.

本発明の他の目的は、簡単な構成で現像に適し
た磁気ブラシとクリーニングに適した磁気ブラシ
とを同一の磁気ブラシで形成が可能な磁気ブラシ
現像およびクリーニング方法を提供することであ
る。
Another object of the present invention is to provide a magnetic brush development and cleaning method that has a simple structure and can form a magnetic brush suitable for development and a magnetic brush suitable for cleaning using the same magnetic brush.

〔構成〕〔composition〕

本発明の磁気ブラシ現像およびクリーニング方
法は、表面に静電潜像を有する担体に対向して、
円筒状の非磁性スリーブと該スリーブ内に設けら
れた複数個の磁極を有する永久磁石ロールとを有
し、かつ前記スリーブと永久磁石ロールとが相対
的に回転しうるように構成された磁気ブラシ形成
ローラを配置し、該磁気ブラシ形成ローラ上に磁
性現像剤を供給して磁気ブラシを形成し、該磁気
ブラシで前記担体表面を摺擦してトナー像をそこ
に形成し、該トナー像を転写シート上に転写した
後に再び前記磁気ブラシで前記担体上を摺擦する
ことにより前記担体上に残留するトナーを除去す
る磁気ブラシ現像およびクリーニング方法におい
て、現像時には永久磁石ロールを高速で回転させ
かつ非磁性スリーブは停止もしくは永久磁石ロー
ルと同方向にそれより遅く回転させることにより
主として自転力により前記現像剤を搬送せしめて
磁気ブラシを前記担体表面にソフトに接触させ、
クリーニング時には非磁性スリーブを永久磁石ロ
ールと逆方向にそれより遅く回転させることによ
り前記現像剤の搬送力を現像時よりも強めて磁気
ブラシを前記担体表面に強く接触させることを特
徴としている。
The magnetic brush development and cleaning method of the present invention comprises: facing a carrier having an electrostatic latent image on its surface;
A magnetic brush comprising a cylindrical non-magnetic sleeve and a permanent magnet roll provided within the sleeve and having a plurality of magnetic poles, and configured such that the sleeve and the permanent magnet roll can rotate relative to each other. A forming roller is arranged, a magnetic developer is supplied onto the magnetic brush forming roller to form a magnetic brush, the magnetic brush rubs the surface of the carrier to form a toner image thereon, and the toner image is In a magnetic brush development and cleaning method in which the toner remaining on the carrier is removed by sliding the toner on the carrier again with the magnetic brush after being transferred onto a transfer sheet, a permanent magnet roll is rotated at high speed during development and The non-magnetic sleeve is stopped or rotated in the same direction as the permanent magnet roll but slower than the permanent magnet roll, so that the developer is transported mainly by rotational force, and the magnetic brush is brought into soft contact with the surface of the carrier;
During cleaning, the non-magnetic sleeve is rotated in the opposite direction to the permanent magnet roll at a slower speed than the permanent magnet roll, so that the developer conveying force is made stronger than during development, and the magnetic brush is brought into strong contact with the carrier surface.

〔実施例〕〔Example〕

以下本発明の詳細を図面により説明する。 The details of the present invention will be explained below with reference to the drawings.

第1図は感光体ドラムが2回転して1コピーを
得る方式の複写システムの概略断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view of a copying system in which a photosensitive drum rotates twice to make one copy.

第1図において、表面に光導電性層1aを形成
してなる感光体ドラム1は図示矢印z方向に回転
しており、その周囲には光導電層1aの表面を一
様帯電するためのコロナ帯電器2、光導電性1a
の表面を露光するための光学系3、磁気ブラシ形
成装置4およびコロナ転写器5が配置されてい
る。この複写システムにおいては、まず光導電性
層1aの表面をコロナ帯電器2により一様帯電し
ついで光学系3により露光して静電潜像(図示せ
ず)を形成する。次に磁気ブラシ装置4により静
電潜像を現像して、光導電性層1aの表面にトナ
ー像7′を形成する。次にトナー像7′の上に普通
紙などの転写シート6を重ね、転写シート6の裏
面からコロナ転写器5により転写電界を印加し
て、トナー像7を転写シート6上に転写する。な
お転写手段としてはこれに限らず帯電ローラなど
を用いてもよい。転写シート6上のトナー像7′
は圧力および/又は熱等により定着されてハード
コピーが得られる。しかして、転写時に転写シー
ト上に転写されるトナーの量は100%ではなく、
通常20%程度は光導電層性1a上に残留する。そ
こで転写工程を経て1回転した感光体ドラム1は
2回目の回転を行うことにより再び磁気ブラシ装
置4によつてその表面がクリーニングされる。す
なわち第1図の複写システムでは、感光体ドラム
が2回転することにより1回のハードコピーが得
られる。なお通常の複写機では、クリーニング性
を高めるために、転写器6とコロナ帯電器2との
間に交流コロナ帯電器および/又はランプなどの
除電手段をもうけている。
In FIG. 1, a photosensitive drum 1 having a photoconductive layer 1a formed on its surface is rotating in the direction of an arrow z in the figure, and a corona is provided around it to uniformly charge the surface of the photoconductive layer 1a. Charger 2, photoconductive 1a
An optical system 3, a magnetic brush forming device 4, and a corona transfer device 5 are arranged for exposing the surface of. In this copying system, the surface of the photoconductive layer 1a is first uniformly charged by a corona charger 2 and then exposed to light by an optical system 3 to form an electrostatic latent image (not shown). The electrostatic latent image is then developed by magnetic brush device 4 to form a toner image 7' on the surface of photoconductive layer 1a. Next, a transfer sheet 6 such as plain paper is placed on top of the toner image 7', and a transfer electric field is applied from the back side of the transfer sheet 6 by a corona transfer device 5 to transfer the toner image 7 onto the transfer sheet 6. Note that the transfer means is not limited to this, and a charging roller or the like may be used. Toner image 7' on transfer sheet 6
is fixed by pressure and/or heat to obtain a hard copy. However, the amount of toner transferred onto the transfer sheet during transfer is not 100%,
Usually about 20% remains on the photoconductive layer 1a. The photosensitive drum 1 that has undergone one rotation after the transfer process is then rotated a second time, and its surface is cleaned by the magnetic brush device 4 again. That is, in the copying system shown in FIG. 1, one hard copy is obtained by two rotations of the photosensitive drum. Note that in a typical copying machine, a static eliminating means such as an AC corona charger and/or a lamp is provided between the transfer device 6 and the corona charger 2 in order to improve cleaning performance.

そして第1図に示す磁気ブラシ形成装置は次の
ように構成されている。磁気ブラシ形成ローラ4
2は非磁性スリーブ43と永久磁石ロール44を
有している。感光体ドラム1に対向して円筒形の
非磁性スリーブ43が回転自在に配置され、スリ
ーブ43の内部には表面に複数個の磁極を有する
円筒磁石46を軸45により支持した永久磁石ロ
ール44が回転自在に配置されている。スリーブ
43の外方には下部にトナー供給口41aをそな
えたホツパー状のトナー槽41が設けられ、その
内部には磁性現像剤として例えば磁性トナー7が
収容されている。
The magnetic brush forming apparatus shown in FIG. 1 is constructed as follows. Magnetic brush forming roller 4
2 has a non-magnetic sleeve 43 and a permanent magnet roll 44. A cylindrical non-magnetic sleeve 43 is rotatably arranged opposite to the photosensitive drum 1, and inside the sleeve 43 is a permanent magnet roll 44 in which a cylindrical magnet 46 having a plurality of magnetic poles on its surface is supported by a shaft 45. It is arranged so that it can rotate freely. A hopper-shaped toner tank 41 having a toner supply port 41a at its lower part is provided outside the sleeve 43, and a magnetic toner 7, for example, as a magnetic developer is stored inside the hopper-shaped toner tank 41.

このような構成によれば、トナー供給口41a
からスリーブ43上に供給された磁性トナー7
は、永久磁石ロール44とスリーブ43との相対
的回転によりスリーブ上を搬送され、よつて磁気
ブラシ7aが形成される。この磁気ブラシ7aで
光導電性層1aを摺擦することにより、現像およ
びクリーニングが行なわれる。
According to such a configuration, the toner supply port 41a
Magnetic toner 7 supplied onto sleeve 43 from
is conveyed on the sleeve by the relative rotation between the permanent magnet roll 44 and the sleeve 43, thereby forming the magnetic brush 7a. Development and cleaning are performed by rubbing the photoconductive layer 1a with the magnetic brush 7a.

上記の磁気ブラシ形成装置4により良好な現像
とクリーニングを行なう条件を検討した結果、次
のような条件が得られた。
As a result of examining the conditions for performing good development and cleaning using the above magnetic brush forming device 4, the following conditions were obtained.

まず磁性トナーの搬送方向に関しては、感光体
ドラム1とスリーブ43との最近接位置において
磁性トナーがドラム1と同方向即ち図示矢印y方
向に搬送された場合に、現像およびクリーニング
が共に良好に行なわれることが必要である。これ
は上記最近接位置において、トナー搬送方向が感
光体ドラムの移動方向と逆の場合、トナー搬送方
向の下流側にトナー溜7bが形成され、このトナ
ー溜り内で永久磁石ロールから離れた部分ではト
ナーが不安定になり、非画像領域にもトナーが付
着して、カブリ等が生じやすくなるからである。
First, regarding the conveying direction of the magnetic toner, when the magnetic toner is conveyed in the same direction as the drum 1, that is, in the direction of the arrow y in the figure, at the closest position between the photoreceptor drum 1 and the sleeve 43, both development and cleaning are performed satisfactorily. It is necessary to This is because, at the closest position, when the toner transport direction is opposite to the moving direction of the photoreceptor drum, a toner reservoir 7b is formed on the downstream side of the toner transport direction, and a portion of this toner reservoir that is away from the permanent magnet roll is This is because the toner becomes unstable and adheres to non-image areas, making fogging and the like more likely to occur.

次に同一の磁気ブラシで現像とクリーニングを
行なう場合、現像時には穂立の低い磁気ブラシを
形成してこの磁気ブラシでソフトに感光体表面を
摺擦し、一方クリーニング時には硬い磁気ブラシ
を形成してこの磁気ブラシで強く感光体表面を摺
擦することが必要である。そこで本発明者は、各
種トナー搬送方式において、トナー規制厚さd
(以下ドクターギヤツプという)を変化させた場
合の磁気ブラシの寸法を測定したところ、第2図
に示す結果が得られた。なお第2図は、外径32mm
φのスリーブ、外径29.3mmφで8極対称着磁を施
しスリーブ上で570Gの磁束密度を有する永久磁
石ロール、および磁性粉を50wt%含み、
4000V/cmの直流電界下における抵抗が1012Ω・
cmの磁性トナーを用いた場合の結果である。
Next, when developing and cleaning are performed using the same magnetic brush, a magnetic brush with low bristles is formed during development and this magnetic brush gently rubs the surface of the photoreceptor, while a hard magnetic brush is formed during cleaning. It is necessary to strongly rub the surface of the photoreceptor with this magnetic brush. Therefore, the inventor of the present invention has proposed a toner regulation thickness d in various toner conveyance methods.
When the dimensions of the magnetic brush were measured while changing the doctor gap (hereinafter referred to as doctor gap), the results shown in FIG. 2 were obtained. In addition, Fig. 2 shows an outer diameter of 32 mm.
φ sleeve, outer diameter 29.3 mmφ, permanent magnet roll with 8-pole symmetrical magnetization and magnetic flux density of 570G on the sleeve, and 50 wt% magnetic powder.
The resistance under a DC electric field of 4000V/cm is 10 12 Ω・
This is the result when using cm magnetic toner.

第2図から、永久磁石ロールのみを回転させる
方式(以下マグネツト回転方式という)では、搬
送力が最も弱いためドクターギヤツプを通過する
トナーの量も少ないので、磁気ブラシが小さく、
磁気ブラシの谷の高さh2はdよりも小さくなる。
又スリーブのみを回転させる方式(以下スリーブ
回転方式という)では、搬送力が強いためドクタ
ーギヤツプを通過するトナーの量が多いので、磁
気ブラシの山の高さh1、および磁気ブラシの谷の
高さh2共にdより大なる大きな磁気ブラシが形成
される。またスリーブと永久磁石ロールを共に同
方向に回転させる方式(以下両方回転方式とい
う)でも、スリーブ回転方式の場合とほぼ同様の
結果であつた。
From Figure 2, in the method in which only the permanent magnet roll is rotated (hereinafter referred to as the magnet rotation method), the conveyance force is the weakest, so the amount of toner that passes through the doctor gap is also small, so the magnetic brush is small,
The height h2 of the valley of the magnetic brush is smaller than d.
In addition, in the method in which only the sleeve is rotated (hereinafter referred to as the sleeve rotation method), the conveying force is strong and a large amount of toner passes through the doctor gap. A large magnetic brush is formed where both h and 2 are larger than d. Furthermore, a method in which both the sleeve and the permanent magnet roll were rotated in the same direction (hereinafter referred to as a "both rotation method") gave almost the same results as the sleeve rotation method.

そこで現像時にはトナー搬送方式としてマグネ
ツト回転式を採用し、一方クリーニング時にはス
リーブ回転方式を採用することが考えられる。し
かしながら、この方法を実施するためには、永久
磁石ロールは回転と停止を繰返すことが必要であ
るが、永久磁石ロールはその重量も大であること
から大なる慣性モーメントを有ししかも高速回転
している永久磁石ロールを停止することは機構上
および強度上ともにまずく、さらに永久磁石ロー
ルは急には停止されえないため、実用上極めて困
難である。
Therefore, it is conceivable to adopt a magnetic rotation type as a toner conveyance method during development, and on the other hand, to use a sleeve rotation type during cleaning. However, in order to carry out this method, it is necessary for the permanent magnet roll to repeatedly rotate and stop, but the permanent magnet roll has a large moment of inertia due to its weight and cannot rotate at high speed. It is mechanically and mechanically difficult to stop a permanent magnet roll that is currently in use, and furthermore, it is extremely difficult in practice because a permanent magnet roll cannot be stopped suddenly.

そこで本発明者が種々検討した結果、現像時お
よびクリーニング時共に少くとも永久磁石ロール
を第1図の矢印x′方向に回転させ、一方スリーブ
を現像時には停止もしくは永久磁石ロールと同方
向すなわち第1図の矢印x方向に比較的ゆつくり
と回転させ、クリーニング時には永久磁石ロール
と逆方向すなわち第1図の矢印y方向に回転させ
ることにより、良好な結果が得られるのを見出し
た。以下その詳細について述べる。
Therefore, as a result of various studies, the inventor of the present invention found that at least the permanent magnet roll is rotated in the direction of the arrow x' in Fig. 1 during development and cleaning, while the sleeve is stopped during development or rotated in the same direction as the permanent magnet roll, that is, in the first direction. It has been found that good results can be obtained by rotating the roller relatively slowly in the direction of the arrow x in the figure, and during cleaning by rotating it in the opposite direction to the permanent magnet roll, that is, in the direction of the arrow y in FIG. The details will be described below.

まずマグネツト回転方式では、スリーブ上のト
ナーは、マグネツトの回転により自転しながらそ
れと反対方向にされるため、トナーの搬送力は極
めて弱くなり、そしてスリーブ回転方式では、ス
リーブ上のトナーは、スリーブの回転により主と
してスリーブとの摩擦力によりそれと同方向に搬
送されることから、トナーの搬送力は強くなるこ
とはよく知られている。そこで本発明者は、第4
図に示す装置により各種トナー搬送方式における
トナーの搬送力を比較した。すなわち、外径31.4
mmφのスリーブ43と外径29.3mmφ、8極対称着
磁、スリーブ上の磁束密度が850Gの永久磁石ロ
ール46を有する磁気ブラシ形成ロール44上に
磁性トナー7を0.4mmの厚さに均一に付着せしめ、
このトナー層の上方に支点9で支持したカバーグ
ラス8を設置し、グラス8の一端にウエイト10
をのせて、トナーの流れが阻止された時のウエイ
トの値を求めて、これを搬送力とした。
First, in the magnetic rotation method, the toner on the sleeve rotates in the opposite direction due to the rotation of the magnet, so the toner conveying force is extremely weak.In the sleeve rotation method, the toner on the sleeve rotates in the opposite direction. It is well known that rotation causes the toner to be conveyed in the same direction mainly due to the frictional force with the sleeve, so that the toner conveying force becomes strong. Therefore, the present inventor proposed the fourth
The toner conveyance forces of various toner conveyance methods were compared using the apparatus shown in the figure. i.e. outer diameter 31.4
Magnetic toner 7 is uniformly adhered to a thickness of 0.4 mm on a magnetic brush forming roll 44 having a sleeve 43 of mmφ and an outer diameter of 29.3 mmφ, 8-pole symmetrical magnetization, and a permanent magnet roll 46 with a magnetic flux density of 850G on the sleeve. Seshime,
A cover glass 8 supported by a fulcrum 9 is installed above this toner layer, and a weight 10 is attached to one end of the glass 8.
The weight value when the flow of the toner was blocked was determined, and this value was taken as the conveyance force.

その結果、スリーブ回転の場合のトナーの搬送
力はマグネツト回転の場合のそれの約10倍程度で
あることおよびトナーの搬送力はマグネツトある
いはスリーブの回転数、すなわちトナーの移動速
度とは無関係であることが見出された。
As a result, the toner conveyance force when the sleeve rotates is approximately 10 times that when the magnet rotates, and the toner conveyance force is unrelated to the rotation speed of the magnet or sleeve, that is, the toner movement speed. It was discovered that

次に現像時には、マグネツト回転方式を採用す
ることにより、穂立の低い、小さな磁気ブラシが
形成されるが、良好な現像を行なうためにはこの
磁気ブラシをドラムと柔らかく接触させる必要が
ある。そこで感光体ドラムとスリーブのギヤツプ
(以下現像ギヤツプという)Dおよびドクターギ
ヤツプdを変えた場合のトナー厚さの関係を求め
た。その結果を第3図に示す。この場合、実験条
件は第2図と同様である。
Next, during development, a small magnetic brush with low bristles is formed by employing a magnetic rotation system, but in order to perform good development, it is necessary to bring this magnetic brush into soft contact with the drum. Therefore, the relationship between the toner thickness when the gap D between the photosensitive drum and the sleeve (hereinafter referred to as the developing gap) and the doctor gap d was changed was determined. The results are shown in FIG. In this case, the experimental conditions are the same as in FIG.

第3図に関し、直線aより下の領域では現像ギ
ヤツプの上流側に形成されたトナー溜は成長する
が、直線bより上の領域ではトナー溜の成長を防
止できる。そしてこのトナー溜が成長すると、感
光体ドラムとトナーの接触幅は変化してしまうの
で、安定した現像を行なうことができなくなる。
そのためには、Dはdより0.05mm位大きく設定す
ることが好ましい。また、コピー濃度が1.0以上
の実用性のあるコピーを得るためには、磁気ブラ
シとドラムとの十分な接触が必要であることか
ら、Dはdよりも0.20mm位大きく設定することが
必要である。すなわちトナー溜りをなくしかつ
1.0以上のコピー濃度を得るためにはD=d+
0.02〜d+0.20mmとなるように設定すること、す
なわち、図中破線の領域が好ましい。要するに、
マグネツト回転方式では上述した如くトナーの搬
送力が小さいため、現像ギヤツプがあまり狭いと
トナー溜りが成長しやすいので、現像ギヤツプを
ある程度広く設定することが必要である。ただし
Dがあまり広すぎても、トナーはドラムと十分に
接触できなくなり、十分なコピー濃度が得られな
くなる。
Regarding FIG. 3, in the area below the straight line a, the toner pool formed on the upstream side of the developing gap grows, but in the area above the straight line b, the toner pool can be prevented from growing. As this toner pool grows, the contact width between the photosensitive drum and the toner changes, making it impossible to perform stable development.
For this purpose, it is preferable to set D to be approximately 0.05 mm larger than d. In addition, in order to obtain a practical copy with a copy density of 1.0 or higher, sufficient contact between the magnetic brush and the drum is required, so it is necessary to set D to be approximately 0.20 mm larger than d. be. In other words, it eliminates toner accumulation and
To obtain a copy density of 1.0 or higher, D=d+
It is preferable to set it to 0.02 to d+0.20 mm, that is, the area indicated by the broken line in the figure. in short,
In the magnetic rotation system, as mentioned above, the toner conveying force is small, so if the developing gap is too narrow, toner pools tend to grow, so it is necessary to set the developing gap to a certain extent. However, if D is too wide, the toner will not be able to make sufficient contact with the drum, and a sufficient copy density will not be obtained.

永久磁石ロールの回転数が大きくなるにつれて
トナーの速度も速くなり、よつて磁気ブラシも大
きくなる。そして磁気ブラシが小さすぎても十分
な接触はできず一方大きすぎるとクリーニング効
果が強まつてしまう。そこで永久磁石ロールの回
転数は、感光体ドラムの周速の5〜20倍の範囲と
なるように設定することが好ましい。
As the rotation speed of the permanent magnet roll increases, the toner velocity also increases, and therefore the magnetic brush also increases in size. If the magnetic brush is too small, sufficient contact cannot be made, while if it is too large, the cleaning effect will become stronger. Therefore, it is preferable that the rotational speed of the permanent magnet roll is set in a range of 5 to 20 times the circumferential speed of the photoreceptor drum.

また現像時には、上記のマグネツト回転に限ら
ず、スリーブをマグネツトと同方向に比較的低速
で回転させても同様に良好な現像を行うことがで
きる。この場合、トナーの搬送力は当然マグネツ
ト回転の場合よりも強くなるが、スリーブ回転の
場合よりはかなり弱くなる。またトナーの搬送速
度はマグネツトの回転による自転速度からスリー
ブの公転速度を除いた値となり、比較的遅くな
る。したがつてこの両方回転方式では、トナーの
搬送力は強まるがトナーの搬送速度は遅くなるこ
とから、比較的大きな磁気ブラシは形成される
が、磁気ブラシはドラムとソフトに接触するの
で、現像効率は高くなる。なお、この場合、スリ
ーブの周速は永久磁石ロールの周速の0.1〜0.2倍
が好ましい。
Furthermore, during development, the development is not limited to the above-mentioned rotation of the magnet, but also good development can be achieved by rotating the sleeve in the same direction as the magnet at a relatively low speed. In this case, the toner conveying force is naturally stronger than in the case of magnetic rotation, but it is considerably weaker than in the case of sleeve rotation. Further, the toner conveyance speed is a value obtained by subtracting the revolution speed of the sleeve from the rotation speed due to the rotation of the magnet, and is relatively slow. Therefore, in this dual-rotation method, the toner conveying force is strong but the toner conveying speed is slow, so a relatively large magnetic brush is formed, but since the magnetic brush comes into soft contact with the drum, the developing efficiency is reduced. becomes higher. In this case, the peripheral speed of the sleeve is preferably 0.1 to 0.2 times the peripheral speed of the permanent magnet roll.

次にクリーニング時には、大きな磁気ブラシを
形成し、この磁気ブラシでドラムの表面を強く摺
擦するために、クリーニング時にはスリーブを永
久磁石ロールと逆方向に比較的高速で回転させる
ことが考えられる。このようなトナー搬送方式に
よれば、スリーブ上のトナーには、永久磁石ロー
ルの回転による交番磁界に基く自転力とスリーブ
の回転による摩擦力とが重量して作用するため、
トナーの搬送力は極めて強くなり、さらにトナー
の搬送力が強くなることから、マグネツト回転方
式の時よりもトナー層の厚さが大となつて、大き
な磁気ブラシが形成される。またスリーブ上のト
ナーは自転速度にスリーブの公転速度を加算した
速度で搬送されることから、この磁気ブラシは強
くドラムと接触する。したがつて上記のトナー搬
送方式によれば、ドラム上に残留したトナーはド
ラムとの位置がずれてドラムに対する付着力が弱
まり、磁気ブラシ中に容易に回収されて、良好な
クリーニングを行なうことができる。ただしトナ
ーの搬送力があまり強すぎると、磁気ブラシで感
光体表面を摺擦する力が強くなることから、感光
体の損傷やフイルミング現象を生じやすくなり、
又トナーのブロツキングも生じやすくなる。よつ
てスリーブの周速は永久磁石ロールの回転数の1/
7〜1/10程度に設定することが好ましい。
Next, during cleaning, it is conceivable to form a large magnetic brush and rotate the sleeve at a relatively high speed in the opposite direction to the permanent magnet roll during cleaning in order to strongly rub the surface of the drum with this magnetic brush. According to such a toner conveying method, the rotational force based on the alternating magnetic field caused by the rotation of the permanent magnet roll and the frictional force due to the rotation of the sleeve act together on the toner on the sleeve.
The toner conveying force becomes extremely strong, and since the toner conveying force becomes even stronger, the thickness of the toner layer becomes larger than in the case of the magnetic rotation method, and a large magnetic brush is formed. Furthermore, since the toner on the sleeve is conveyed at a speed equal to the rotation speed plus the revolution speed of the sleeve, this magnetic brush comes into strong contact with the drum. Therefore, according to the above-mentioned toner conveying method, the toner remaining on the drum is misaligned with the drum, weakening its adhesion to the drum, and is easily collected into the magnetic brush, making it possible to perform good cleaning. can. However, if the toner transport force is too strong, the force with which the magnetic brush rubs the surface of the photoconductor becomes strong, making it easy to damage the photoconductor and cause filming.
In addition, toner blocking tends to occur. Therefore, the circumferential speed of the sleeve is 1/ of the rotation speed of the permanent magnet roll.
It is preferable to set it to about 7 to 1/10.

そして第5図は、本発明の現像およびクリーニ
ングプロセスにおけるトナー層の厚さとトナー溜
りのタイムチヤートを示している。
FIG. 5 shows a time chart of toner layer thickness and toner accumulation in the development and cleaning process of the present invention.

第5図に示すように、スリーブ上を搬送される
トナー層の厚さは現像時には薄くなり、一方クリ
ーニング時には厚くなる。次に現像ギヤツプの上
流側に形成されるトナー溜の量は、現像時に一定
のピーク値を示すが、クリーニング時には全んど
解消される。
As shown in FIG. 5, the thickness of the toner layer conveyed on the sleeve becomes thinner during development, while it becomes thicker during cleaning. Next, the amount of toner pool formed on the upstream side of the development gap exhibits a certain peak value during development, but is completely eliminated during cleaning.

なお本発明では、上述の如く永久磁石ロールは
定常的に回転させておくが、スリーブの回転数お
よび回転方向を可変とすることによつて、現像時
とクリーニング時とで磁気ブラシの大きさおよび
接触状態を調整している。この場合、スリーブは
その重量が小さいことから慣性モーメントは小さ
く、又その回転数もそれほど速くせずともよいた
め、上記の調整は容易に行なえ、実用性は十分で
ある。
In the present invention, the permanent magnet roll is constantly rotated as described above, but by making the rotation speed and rotation direction of the sleeve variable, the size and size of the magnetic brush can be changed during development and cleaning. Adjusting contact status. In this case, since the weight of the sleeve is small, the moment of inertia is small, and the number of revolutions does not have to be so high, so the above-mentioned adjustment can be easily carried out and is sufficiently practical.

〔効果〕〔effect〕

本発明の効果は次の通りである。 The effects of the present invention are as follows.

(1) 同一の磁気ブラシで現像とクリーニングを良
行に行なうことができる。
(1) Developing and cleaning can be performed efficiently with the same magnetic brush.

(2) 磁気ブラシ装置の構造を複雑にせずとも、良
い結果が得られる。
(2) Good results can be obtained without complicating the structure of the magnetic brush device.

〔具体例〕〔Concrete example〕

第1図において、感光体ドラムとして直径120
mmφのSeドラムを用いて、150mm/secで回転さ
せた。永久磁石ロールは、外径29.3mmφで10極対
称着磁を有し、スリーブ上700Gのものを用いて、
1200r.p.m.で回転させた。スリーブは直径32mmの
ステンレス鋼製円筒を用いた。磁性トナーは比抵
抗が1014Ω・cmで、粒径10〜20μmのものを用い
た。そして現像時には、スリーブを30r.p.m.で回
転させ、そしてクリーニング時にはスリーブを
150r.p.m.で回転させたところ、連続55枚までは
実用上支障のない鮮明なコピーが得られた。
In Figure 1, the diameter of the photoreceptor drum is 120 mm.
A Se drum of mmφ was used and rotated at 150 mm/sec. The permanent magnet roll has an outer diameter of 29.3mmφ, 10 poles symmetrical magnetization, and a sleeve top of 700G.
Rotated at 1200rpm. The sleeve used was a stainless steel cylinder with a diameter of 32 mm. The magnetic toner used had a specific resistance of 10 14 Ω·cm and a particle size of 10 to 20 μm. During development, the sleeve is rotated at 30 rpm, and during cleaning, the sleeve is rotated at 30 rpm.
When rotated at 150 rpm, up to 55 consecutive copies were obtained with no problem in practical use.

次に現像時と同じ条件でクリーニングを行なつ
たところ、薄く2重像の形成されたコピーしか得
られなかつた。
Next, when cleaning was performed under the same conditions as during development, only a copy with a thin double image was obtained.

ただし、上記の例では転写後のドラムの表面を
交流コロナ帯電器により5.5KVで除電した後にク
リーニングを行なつた。
However, in the above example, cleaning was performed after the surface of the drum after transfer was neutralized at 5.5 KV using an AC corona charger.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、2回転1コピー方式の複写システム
を示す断面図、第2図は、各種トナー搬送方式に
おけるドクターギヤツプと磁気ブラシの高さを示
す図、第3図は、マグネツト回転方式におけるド
クターギヤツプと現像ギヤツプおよびトナー厚さ
の関係を示す図、第4図は、トナーの搬送力を測
定する装置を示す断面図、第5図は、磁気ブラシ
の高さとトナー溜の状態を示す図である。 1:感光体ドラム、4:磁気ブラシ形成装置、
7:磁性トナー、43:スリーブ、44:永久磁
石ロール。
Figure 1 is a sectional view showing a two-rotation, one-copy copying system, Figure 2 is a diagram showing the heights of the doctor gap and magnetic brush in various toner conveyance systems, and Figure 3 is a diagram showing the heights of the doctor gap and magnetic brush in the magnetic rotation system. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a device for measuring the toner conveyance force, and FIG. 5 is a view showing the height of the magnetic brush and the state of the toner reservoir. 1: Photosensitive drum, 4: Magnetic brush forming device,
7: Magnetic toner, 43: Sleeve, 44: Permanent magnet roll.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 表面に静電潜像を有する担体に対向して、円
筒状の非磁性スリーブと該スリーブ内に設けられ
た表面に複数個の磁極を有する永久磁石ロールと
を有しかつ前記スリーブと前記永久磁石ロールと
が相対的に回転しうるように構成された磁気ブラ
シ形成ローラを配置し、該磁気ブラシ形成ローラ
上に磁性現像剤を供給して磁気ブラシを形成し該
磁気ブラシで前記担体表面を摺擦してトナー像を
形成し、該トナー像を転写シート上に転写した後
に再び前記磁気ブラシで前記担体表面を摺擦する
ことにより前記担体表面に残留するトナーを除去
する磁気ブラシ現像およびクリーニング方法にお
いて、現像時には前記永久磁石ロールを比較的高
速で回転させかつ前記スリーブを停止又は前記永
久磁石ロールと同方向にそれより遅く回転させる
ことにより主として自転力により前記磁性現像剤
を搬送せしめて前記磁気ブラシを前記担体表面に
ソフトに接触させ、クリーニング時には前記スリ
ーブを前記永久磁石ロールと逆方向にそれより遅
く回転させることにより前記磁性現像剤の搬送力
を現像時よりも強めて前記磁気ブラシを前記担体
表面に強く接触させることを特徴とする磁気ブラ
シ現像およびクリーニング方法。 2 磁性現像剤として、少なくとも樹脂と磁性粉
を含む磁性トナーを用いることを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載の磁気ブラシ現像およびク
リーニング方法。
[Claims] 1. A cylindrical non-magnetic sleeve facing a carrier having an electrostatic latent image on its surface and a permanent magnet roll having a plurality of magnetic poles on its surface provided inside the sleeve. and a magnetic brush forming roller configured such that the sleeve and the permanent magnet roll can rotate relative to each other, a magnetic developer is supplied onto the magnetic brush forming roller to form a magnetic brush, and the magnetic brush forming roller is configured to rotate relative to the sleeve and the permanent magnet roll. A toner image is formed by rubbing the surface of the carrier with a brush, and after the toner image is transferred onto a transfer sheet, the surface of the carrier is rubbed again with the magnetic brush to remove the toner remaining on the surface of the carrier. In the magnetic brush development and cleaning method, during development, the permanent magnet roll is rotated at a relatively high speed, and the sleeve is stopped or rotated in the same direction as the permanent magnet roll at a slower speed, so that the magnetic development is carried out mainly by rotational force. The magnetic brush is brought into soft contact with the surface of the carrier to transport the developer, and during cleaning, the sleeve is rotated in the opposite direction to the permanent magnet roll at a slower speed than the permanent magnet roll, thereby increasing the transporting force of the magnetic developer compared to that during development. A magnetic brush developing and cleaning method characterized by strongly bringing the magnetic brush into contact with the surface of the carrier. 2. The magnetic brush development and cleaning method according to claim 1, wherein a magnetic toner containing at least a resin and magnetic powder is used as the magnetic developer.
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