JPH0378629B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子写真複写機等の磁気ブラシクリー
ニング装置に関し、特にクリーニング剤たる磁性
体キヤリアからトナーを高効率で回収し、キヤリ
アを常に清浄な状態で使用することにより、クリ
ーニング効率の向上とキヤリアの寿命延長とを図
つた磁気ブラシクリーニング装置を提案するもの
である。

電子写真複写機においては、像担体たる感光体
表面に原稿画像に対応する静電潜像を形成した
後、トナーで現像して可視像化し、このトナー像
を転写材に転写するのであるが、転写材に転写さ
れずに感光体表面に残存する未転写トナーはクリ
ーニング装置により除去される。第２図は従来の
磁気ブラシクリーニング装置の模式図である。感
光体ドラム２０は矢印方向に定速回転し、感光体
ドラム２０の近傍に配設された磁気ブラシ２１
は、筒体内部に磁石２２を内蔵し、筒体周面に付
着させた磁性体キヤリアが感光体ドラム２０の周
面を摺擦するように、矢印方向に回転可能に設け
られている。また、磁気ブラシ２１が摺擦する位
置にバイアスローラ２３が矢印方向に回転可能に
設けられ、ローラ２３の周面に摺擦するようにブ
レード２４が設けられている。而して、磁気ブラ
シ２１の筒体周面には磁石２２の磁力により、鉄
粉等の磁性体キヤリアを付着せしめてあり、感光
体ドラム２０の周面の未転写トナーは磁気ブラシ
２１の摺擦により、摩擦帯電しているキヤリアの
周面に付着し、キヤリアと共にローラ２３の配設
位置に到達する。そして、キヤリア周面のトナー
はトナーの帯電極性と逆極性のバイアス電圧が印
加されたローラ２３の周面に転移し、この周面に
付着したトナーはブレード２４により掻き取られ
る。

然るに、従来、キヤリアの周面に付着したトナ
ーは除去されないので、短期間でキヤリア周面に
トナーが堆積し、キヤリアは新たなトナーを付着
させる能力を喪失してしまい、キヤリアの寿命が
短いという不都合があつた。また、トナーが堆積
するためにキヤリアの摩擦帯電能力が低下し、ク
リーニング効率が低く、トナーの回収効率が低い
という難点があつた。更に、キヤリアがローラ２
３に付着しやすく、このため回収されたトナー中
にキヤリアが多量に混入してしまうという不都合
があり、キヤリアの消費量増大、回収トナーの再
使用不能及びクリーニング性能の不安定等の問題
点が指摘されていた。

なお、クリーニング装置としては、上述の如き
磁気ブラシクリーニングによるものの外、ブレー
ド、ウエブ又はフアーブラシによりクリーニング
するもの等があるが、ブレード及びウエブクリー
ニングは感光体表面をブレード又はウエブが摺接
するため、感光体表面の損傷が激しく、またフア
ーブラシクリーニングはクリーニング装置通過後
の感光体表面にトナーが薄膜となつて残存付着
し、所謂トナーフイルミングが発生し易い等の難
点がある。

本発明は以上の点に鑑みてなされたものであつ
て、磁気ブラシから像担体摺擦後の磁性体キヤリ
アを略々全量回収し、これを磁気ブラシに返戻す
る磁性体キヤリアの循環経路を構成し、この経路
をキヤリアが搬送される間にキヤリアからトナー
を除去して、トナーを高効率で除去しクリーニン
グ効率の向上とキヤリアの寿命延長を図つた磁気
ブラシクリーニング装置を提供することを目的と
する。

本発明に係る磁気ブラシクリーニング装置は、
筒体内部に磁石を内蔵し前記筒体周面に磁性体キ
ヤリアを付着させて像担体表面を摺擦するように
回転可能に設けられた磁気ブラシと、該磁気ブラ
シの上方に設けられ磁性体キヤリアを前記磁気ブ
ラシの周面に供給する供給手段と、前記像担体表
面を摺擦した後の磁性体キヤリアを一旦前記磁気
ブラシ周面から回収して前記供給手段に返戻する
循環手段と、該循環手段における前記磁性体キヤ
リアの循環経路に介在して前記磁性体キヤリアか
らトナーを除去するトナー除去手段とを有するこ
とを特徴とするものである。この場合において、
前記トナー除去手段は前記トナーの帯電極性と逆
極性のバイアス電圧が印加されたバイアスローラ
を有するものとして、磁性体キヤリアの周面から
トナーを静電的に吸引して除去することとすれば
よい。また、前記循環手段は筒体内部に磁石を内
蔵し前記磁気ブラシの近傍に軸方向を一致させて
回転可能に設けられた磁気ローラを有するものと
して、磁気ブラシの周面から磁性体キヤリアを磁
気ローラに磁気的に吸引させて磁性体キヤリアを
供給手段に移送することとすればよい。

以下、本発明の１実施例について添付の図面を
参照して具体的に説明する。第１図は本発明を電
子写真複写機に適用した場合の１実施例を示す模
式図である。感光体ドラム１（図中、本発明に係
るクリーニング装置近傍の周面のみ示す）は円筒
状の導電性基体の周面に感光層を形成して感光体
をドラム状に構成したものであつて、矢印方向に
定速で回転駆動される。感光層は無定形セレン又
はセレン系合金等の光導電性物質からなり、導電
性基体は接地されている。感光体ドラム１の周面
近傍には、その回転方向に帯電装置、像露光装
置、現象装置、転写装置（いずれも図示せず）及
び除電装置２がこの順に配設されており、除電装
置２と帯電装置との間に、磁気ブラシ３を有する
本発明に係る磁気ブラシクリーニング装置が配設
されている。そして、感光体ドラム１の感光層
は、帯電装置により、例えば、正極性に一様帯電
され、像露光装置により原稿画像が露光されて静
電潜像が形成され、次いで現象装置により一様帯
電極性と逆極性の負極性に帯電したトナーが供給
されてトナー像が形成される。このトナー像はそ
の付着トナー量の約80％が転写装置により転写材
に転写され、転写画像は後工程で定着処理を受け
る。而して、感光体ドラム１の周面は未転写トナ
ーを残存させた状態で除電装置２の配設位置に到
達する。除電装置２は、例えばトナーの帯電極性
と逆極性の正極性の電源に接続されたコロナ放電
器であつて、感光体ドラム１の周面の未転写トナ
ーは除電装置２により除電されてその帯電電荷量
を減少させ、感光体ドラム１の周面との静電的付
着力が弱められた後、本発明に係る磁気ブラシク
リーニング装置の配設位置に到達する。

磁気ブラシクリーニング装置の各要素は全体的
にハウジング１７内に収納設置されており、感光
体ドラム１の周面近傍に磁気ブラシ３が配設され
ている。磁気ブラシ３の筒体４はその長手方向を
感光体ドラム１の長手方向と一致させて感光体ド
ラム１の周面近傍にその周面の移動方向と逆方向
に回転するように設けられている。筒体４の内部
には複数個（図示例は４個）の磁石５が固定的に
設置されている。磁石５は筒体４の近傍部分でＮ
極とＳ極とが交互的に現われるように配設されて
おり、この磁石５により筒体４の周面近傍に形成
される磁力線によつて、筒体４の外周面に鉄粉等
の磁性体キヤリアをブラシ状に付着させるように
してある。このキヤリアは摩擦帯電等によりトナ
ーの帯電極性と逆極性に帯電させてあり、磁石５
の磁力により筒体４の外周面に付着して感光体ド
ラム１の周面に回動し、その周面を摺擦して周面
に付着しているトナーを分離させてキヤリアの表
面に付着させ、トナーを感光体ドラム１の周面か
ら除去するようになつている。

感光体ドラム１から見て磁気ブラシ３の回転方
向における下流側には磁気ローラ６が磁気ブラシ
３から適長離隔して配設されており、磁気ローラ
６の上方には磁気ローラ８が磁気ローラ６との間
に適長間隔をおいて配設されている。磁気ローラ
６及び８はその軸方向を磁気ブラシ３の軸方向と
一致させて回転可能に設けられた筒体の内部に、
夫々複数個（図示例は２個）の磁石７及び９を固
定的に設置してある。磁石７又は９は筒体側でＮ
極とＳ極との異極同士のものを適宜の中心角で配
設してなり、また磁気ブラシ３と磁気ローラ６と
が対向する位置の磁石５と７及び磁気ローラ６と
磁気ローラ８とが対向する位置の磁石７と９は
夫々異極同士になるように各磁石を配設してあ
る。また、磁気ローラ６及び８の筒体はいずれも
磁気ブラシ３と磁気ローラ６との対向位置及び磁
気ローラ６と８との対向位置で周面が同一方向に
回転するように駆動される。そして、磁石５，７
及び９の磁力によつて夫々筒体４、磁気ローラ６
及び磁気ローラ８の周面に付着していた磁性体キ
ヤリアは、この対向位置の磁石５と７との間及び
磁石７と９との間の磁界により、夫々筒体４の周
面上の磁性体キヤリアが磁気ローラ６の周面に転
移し、また磁気ローラ６の周面上の磁性体キヤリ
アが磁気ローラ８の周面に転移する。

磁石９の反対側の磁気ローラ８の外周面近傍に
は、セパレータ１０が設けられており、磁気ロー
ラ８の周面上の磁性体キヤリアは磁石９からの磁
力が弱まるセパレータ１０の配設位置で磁気ロー
ラ８の周面から離脱し、セパレータ１０に案内さ
れて落下する。一方、磁気ローラ３の上方にはホ
ツパ１３が配設されており、セパレータ１０上を
落下してきたキヤリアを一旦貯留した後磁気ブラ
シ３の周面に供給するようになつている。ホツパ
１３における磁気ブラシ３の回転方向下流側の仕
切板はドクターブレード１３ａとして、その下端
が磁気ブラシ３の周面に対し適長間隔（約３mm）
をおいて離隔するように配設されており、磁気ブ
ラシ３の周面上のキヤリアはドクターブレード１
３ａによりその厚さを規制されるようになつてい
る。

而して、セパレータ１０からの磁性体キヤリア
の落下域に介在するように、バイアスローラ１１
及び２個の対向電極１２を配設してある。バイア
スローラ１１と対向電極１２とはキヤリアの落下
経路を挾んで対向するように配設してあり、バイ
アスローラ１１はトナーの帯電極性と逆極性のバ
イアス電圧が印加され矢印方向に定速回転駆動さ
れるようになつており、対向電極１２は接地され
ている。このバイアスローラ１１と対向電極１２
との間に形成される電界により、両者間を落下す
るキヤリアの表面に付着しているトナーが静電気
的にバイアスローラ１１に吸引され、その周面に
付着する。ホツパ１３とハウジング１７との間に
は断面Ｕ字型のトナー受け１４が設置されてお
り、トナー受け１４内にはスクリユーコンベア１
６が配設されている。また、トナー受け１４のホ
ツパ１３側側縁の上端にはピツクオフ１５がその
上端をバイアスローラ１１の周面に摺接させて取
付けられている。そして、バイアスローラ１１の
周面に付着したトナーはピツクオフ１５により掻
き取られて、トナー受け１４内に落下し、スクリ
ユーコンベア１６により装置外に排出される。

次に、斯かる構成を有する本発明装置の動作に
ついて説明する。感光体ドラム１の周面に残存す
る未転写トナーは、感光体ドラム１の回転ととも
に、除電装置２により感光体ドラム１の周面との
静電的付着力を弱められた後、本発明に係る磁気
ブラシクリーニング装置の配設位置に到達する。
そして、未転写トナーはその周面に磁性体キヤリ
アを付着させた磁気ブラシ３により感光体ドラム
１の周面から除去される。即ち、未転写トナー
は、筒体４の周面に磁気的に付着しドクターブレ
ード１３ａにより層厚を規制された磁性体キヤリ
アが摺擦することにより、トナーと逆極性に帯電
しているキヤリアに静電気的に吸引され、感光体
ドラム１の周面からキヤリアの表面に転移する。
そして、トナーを付着させたキヤリアは、筒体４
の回転とともに磁気ローラ５との対向領域に回動
し、その対向領域における磁石５と磁石７との間
に形成されている磁界によつて、図中一点鎖線に
て示す如く軌跡を描いて磁気ブラシ３から磁気ロ
ーラ６へ転移する。次いで、キヤリアは磁気ロー
ラ６の回転とともに磁気ローラ８との対向領域に
回動し、その対向領域における磁石７と磁石９と
の間に形成されている磁界によつて、磁気ローラ
６から磁気ローラ８へ転移する。そして、キヤリ
アは磁気ローラ８の回転とともにセパレータ１０
の配設位置に回動し、磁石９からの磁力が弱まる
セパレータ１０の配設位置にて、磁気ローラ８の
周面から離脱する。離脱したキヤリアはセパレー
タ１０に案内されてバイアスローラ１１と対向電
極１２との間を、図中一点鎖線にて示す如く軌跡
を描いてホツパ１３に落下する。そして、キヤリ
アがバイアスローラ１１と対向電極１２との間を
落下する際に、バイアスローラ１１と対向電極１
２との間に形成されている電界によつて、キヤリ
ア表面のトナーはバイアスローラ１１に転移し、
その周面に付着してキヤリアから除去される。従
つて、ホツパ１３に落下して貯留され、磁気ブラ
シ３のクリーニング剤として繰返し使用されるキ
ヤリアはそのトナー濃度が常に所定値（例えば、
５重量％）以下に保持される。一方、バイアスロ
ーラ１１の周面に付着したトナーはピツクオフ１
５によりその周面から掻きとられ、トナー受け１
４内に落下してスクリユーコンベア１６により装
置外に排出される。

なお、磁気ブラシ３の筒体４にトナーの帯電極
性と逆極性のバイアス電圧を印加することによ
り、感光体ドラム１の周面の未転写トナーは一層
高効率で除去される。また、セパレータ１０上を
落下するキヤリアの落下域に、そのキヤリアの一
部を採取する採取手段を設け、採取されたキヤリ
アをトナー濃度センサに導入してそのトナー濃度
を検知するように構成し、その検知結果に基いて
バイアスローラ１１へのバイアス電圧の印加条件
を変更するようにするとよい。即ち、トナー濃度
が高い場合はバイアス電圧を高めに設定してトナ
ーのキヤリアからの回収効率を高め、逆にトナー
濃度が低い場合はバイアス電圧を低めに設定する
のである。これは、キヤリアが導電性を呈するか
ら、トナー濃度が低いとバイアスローラ１１と対
向電極１２との間でキヤリアを介してリークが生
じやすいので、バイアス電圧を低値に設定してリ
ークの発生を回避するためである。また、このよ
うにしてもキヤリアのトナー濃度が低いのでホツ
パ１３内のキヤリアは所定のトナー濃度以下に保
持される。一方、セパレータ１０上を落下するキ
ヤリアのトナー濃度が高い場合は、キヤリア全体
の抵抗値が高いのでバイアスローラ１１と対向電
極１２との間にリークが発生する虞れはなく、ま
たトナーを強力に回収するためにバイアスローラ
１１の印加電圧を高値に設定する。上述した如
く、本実施例においては、磁性トナーを有するキ
ヤリアを上方に移動させ、その後、磁性トナーが
トナー除去手段を介してキヤリアより離間させる
ために必要な空間が設けられている。

以上、詳細に説明した如く、本発明による場合
は、磁性トナーは磁気ブラシ３と、磁気ブラシ３
へのキヤリア供給手段たるホツパ１３との間を、
磁気ローラ６，８により図中一点鎖線にて示す如
き循環経路を移送され、この移送の間にトナー除
去手段たるバイアスローラによりキヤリアからト
ナーが回収除去される。従つて、キヤリアはその
略々全量を磁気ブラシ３から一旦回収してトナー
の除去を図るから、トナー除去効率が高く、クリ
ーニング剤たるキヤリアのトナー濃度を極めて低
値に保持することができる。このため、本発明に
よる磁気ブラシクリーニング装置はクリーニング
効率が高く、キヤリアの寿命が飛躍的に延長され
る。なお、本発明は上記の特定の実施例に限定さ
れるべきものではなく、本発明の技術的範囲内に
おいて種々の変形が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例を示す模式図、第２
図は従来の磁気ブラシクリーニング装置の模式図
である。 （符号の説明）、１：感光体ドラム、３：磁気
ブラシ、４：筒体、５，７，９：磁石、６，８：
磁気ローラ、１１：バイアスローラ、１３：ホツ
パ、１３ａ：ドクタープレード。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 筒体内部に磁石を内蔵し前記筒体周面に磁性
   体キヤリアを付着させて像担体表面を摺擦するよ
   うに回転可能に、該像担体の中心を通る水平ライ
   ンより上方に設けられ、前記像担体の回転方向と
   同回転する磁気ブラシと、該磁気ブラシの上方に
   設けられ磁性体キヤリアを前記磁気ブラシの周面
   に供給する供給手段と、前記像担体表面を摺擦し
   た後の磁性体キヤリアを一旦前記磁気ブラシの周
   面から回収して前記供給手段に返戻する循環手段
   と、該循環手段における前記磁性体キヤリアの循
   環経路に介在して前記磁性体キヤリアからトナー
   を除去するトナー除去手段とを有することを特徴
   とする磁気ブラシクリーニング装置。