JPS5837534B2

JPS5837534B2 - 電子複写方法

Info

Publication number: JPS5837534B2
Application number: JP15359175A
Authority: JP
Inventors: 徹夫井上; 毅上野; 三明神山; 守馬場
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1975-12-23
Filing date: 1975-12-23
Publication date: 1983-08-17
Also published as: JPS5276932A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、回転する感光体に可視像を形成し、この可視
像を複写紙に転写するようにした電子複写方法に関する
。

この種の電子複写方法を採用した転写式電子複写装置は
普通紙に複写が行なえ、非常に経済的であるといった長
所があるところから多用されている。

一方、この種装置においては、通常、帯電、露光、現像
、転写、清掃の複写工程を経て複写するようになってい
るが、このような複写方式の最も大きな問題としては、
同一の感光体を連続使用するために転写後に感光面に残
存したトナーを確実に除去清掃しなければならないとい
うことである。

このため、従来においては、ファーブラシ等を用いて感
光面の残存トナーを除去し、このトナーを真空集塵装置
を用いて捕捉するようにしている。

しかし、この方式では集塵装置からのトナー洩れによる
環境汚染をまねく虞れがあるとともに集塵バックの交換
が面倒であるといった欠点がある。

この方式の欠点を解決するための手段がＵＳＰ−２９１
１３３０，特開昭４７−１１５３８、および特開昭４７
−１１５３９等に開示されており、これらは磁気ブラシ
式の現像装置を用い磁気ブラシがトナー回収機能すなわ
ち清掃効果を有することを利用して残存トナーの清掃あ
るいは回収を行なう手段が開示されている。

しかしながら、これらに開示されている手段のままでは
清掃能力が不充分であり、しばしば清掃不足による複写
画像の汚れをきたすといった不都合がある。

一方、現像装置と清掃装置を兼用することは複写装置の
価格を下げるために大きく役立っており、さらに、他の
装置をも兼用させることによって、より安価で故障に対
する信頼性の高い電子複写装置の開発が望まれている。

本発明は、上記事情にもとづきなされたもので、その目
的とするところは、清掃工程前の清掃助成工程を適切に
設定することにより、従来の現像装置と清掃装置との兼
用化に伴う磁気ブラシ式清掃゛方式の問題点を解決し、
しかも、帯電装置と転写装置をも兼用して安価で高性能
な電子複写方法を提供しようとするものである。

以下、本発明の電子複写方法の採用による電子複写装置
の大きな特徴である現像装置と清掃装置、および帯電装
置と転写装置の兼用を行なうための最も効果的な複写工
程を実験例によって説明する。

まず、第１に現像装置と清掃装置とを兼用するためには
、現像装置として磁気ブラシが適当であること、また、
磁気ブラシにはトナーの極性とは逆極性のバイアス電圧
を印加すると良好であることが前記の特許公報中に述べ
られているが、これにもとづき実験を行なった結果、つ
ぎのことが判明した。

（イ）前記条件で清掃するためには、感光体とトナー間
の静電的吸引力を消滅またはそれに近い状態にしてから
清掃を行なわねば完全な清掃はできない。

特に磁気ブラシの清掃能力はファーブラシに比べると劣
っているため、従来よりも厳密にこれが行なわれること
が要求される。

（ロ）感光体とトナー間の静電力は露光あるいはコロナ
イオン印加によって減少されるが、磁気ブラシによって
完全に清掃されるためにはより厳密な条件を与えなけれ
ばならず、除電工程の差異によって清掃能力が大きく変
動する。

以上のことから、つぎのような複写プロセスの検討を行
ない、各条件による清掃結果を調べた。

（ａ）帯電一像露光一現像一転写一交流コロナ印加
一全面露光一清掃（ｂ）帯電一像露光一現像一転写一全面露光一交流
コロナ印加一清掃（ｃ）帯電一像露光一現像一転写一最初の帯電と逆
極性の直流コロナ印加一全面露光一清掃（ｄ）帯電一像露光一現像一転写一全面露光一最初
の帯電と逆極性の直流コロナ印加一清掃（ｅ）帯電一像露光一現像一転写一全面露光一最初
の帯電と逆極性の直流コロナ印加一全面露光一清掃なお、この時の実験条件は、感光体としてポリビニルカ
ルバゾール（ＰＶＫ）をＴＮＦで増感したものを用い−
５５０■に帯電して用いる。

また、現像条件は不定形の鉄粉キャリアにトナーを３〜
４％混ぜて用いバイアスを−２００Ｖとした。

また、全面露光条件は、１００〜５００ｌＸ−ｓｅｃと
した。

また、交流コロナ電圧は５〜６．５ｋＶ、直流コロ
ナ電圧は＋０〜＋６．５ｋＶとした。

また、清掃時における磁気ブラシのバイアスを一〇〜−
３００■まで変えて行なった。

以上の結果、最も清掃が良好に行なわれたのは（ｄ）の
プロセスであり、全面露光量２００ｌｘ−ｓｅｃ以上５
００ｌｘ−ＳｅＣ以下、逆極性直流コロナ電圧＋４．
８ｋＶ〜＋５．５ｋＶ、清掃時バイアスは−１
７０Ｖ以上まで最も良好であった。

なお、バイアスを２５０Ｖ以上、逆極性直流コロナを＋
５．５ｋＶ以上とした場合には、清掃は良好に行な
えるが画像濃度が低下して好ましくない。

測定の結果、上記直流コロナ電流は、帯電用コロナのそ
れよりも充分小さい値で良好であった。

つぎに、或績の良かったプロセスは（ｅ）であり、（ｃ
）がこれにつづいているが、かなり（ｄ）よりも劣って
いた。

（ａ），（ｂ）は最も清掃が悪かった。また、露光
だけしか行なわない場合には、トナーは転写時にコロナ
により逆極性に帯電されたままになってしまうため、全
く清掃が行なわれず、逆に汚れを増加する結果を招く。

これは感光体上の残存トナーが磁気ブラシに印加される
バイアスの極性と同極性になると反発されるためと、さ
らに、残存トナーの逆帯電が強いと磁気ブラシ中のトナ
ーを吸引して、感光面全体を汚すためである。

このことから、直流コロナの印加は必要不可欠な要素で
あることがわかった。

すなわち、磁気ブラシによる清掃を行なうためには、残
存トナーは、本来の逆性に戻っていることが大切であり
、望ましくは全く帯電していないことが好ましい。

また、この実験から見い出された重要なことは、全面露
光と直流コロナの印加順序は清掃効果に大きく影響する
ことである。

すなわち、直流コロナ印加後に全面露光を行なった場合
は、全面露光を行なってから直流コロナを印加した場合
に比べてかなり清掃が困難になる。

このことから感光体の除電を行なってからトナーの電荷
を除電ないしは元の正しい極性に戻してやると最も良好
な清掃効果を発揮することがわかった。

その理由は、前記（ｃ），（ｅ）のように直流コロ
ナ印加後に全面露光するたとえば特開昭５０−１２２９
３８のプロセスでは、トナーは該コロナによって帯電す
るため、露光によって感光層にトナー電荷による分極電
荷を誘起してしまって、トナーと感光体との静電気力が
より強固なものになってしまうために清掃性が悪くなる
と思われる。

これに対し、（ｄ）の本発明のプロセスでは転写によっ
て逆極性に帯電したトナーは（ｃ），（ｅ）のプロ
セスとは逆の電荷を全面露光によって誘起する。

そして、つぎの直流コロナの印加によってトナーが元の
正しい極性に戻されると感光層に誘起された電荷と同極
性となるために反発力が生じ、しかも磁気ブラシのバイ
アスとは吸引力が働くようになるため、非常に清掃し易
い状態になると思われる。

このことを第１図にもとづいてさらに詳述する。

これは感光体１が負極帯電性の場合についての例であり
、正極の場合は図中の極性も逆になる。

なお、感光体１はアルミ蒸導マイラーからなる導電ベー
ス２と、この表面にポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）
をＴＮＦで増感して１０〜１５μｍ塗布することにより
形成された感光層３とからなっている。

今、図中Ａステップにおいては感光層３の表面は画像転
写時のコロナ放電（負極性）を受けて負に帯電されてい
る。

また、転写されなかったトナー４・・・すなわち残存ト
ナーは正極性に帯電していたものが、転写コロナ印加に
よって逆極性の負に帯電されている。

つぎにＢステップに入ると図中左側に書かれた特開昭５
０−１２２９３８のプロセスでは、正コロナが印加され
、この結果感光層３の電荷はやや正に荷電されるととも
に残存トナー４・・・はもとの正極性に戻される。

これに対して図中右側に書かれた本発明のプロセスでは
、全面露光を受けて残存トナー４・・・のない部分はほ
ぼ放電して残留電荷がわずかにある程度となり、また残
存トナー４・・・は感光性がないのでそのまま電荷が残
るとともにトナー４・・・の隙間から入り込んだ光によ
って感光層３は導電化するので感光層３の表面には残存
トナー４・・・の電荷によって正極性の電荷が誘起され
る。

この誘起電荷量は、残存トナー４・・・の電荷量に応じ
て変化する。

つぎに、Ｃステップに入ると特開昭５０一１２２９３８
では、全面露光が行なわれる。

このため残存トナー４・・・のない部分では、電荷は消
滅するが逆にトナー４・・・が残存している部分におい
ては、トナー４・・・の電荷に応じて感光層３の表面に
逆極性の電荷が誘起されてしまうため、トナー４・・・
と感光層３との間には吸引力が働くようになり、清掃が
困難となる。

これを防ぐためには、トナー４・・・の帯電が小さくな
るように制御して吸引力を弱めるようにすることが必要
となり、それでもなお効果は充分とはいえない。

これに対し、本発明方式では、Ｃステップに入ると正コ
ロナが印加される。

ここにおいて正コロナからの放電電流は、感光体１の残
留電位を打ち消す程度か、または正に帯電する程度、す
なわち、０〜３０Ｖ程度になるように調整されており、
コロナ電流としては、作像工程における第１コロナ帯電
のそれより３分の１程度以下の少ないもので充分である
。

しかしながら、このような弱いコロナ印加によっても、
トナー４・・・の静電容量は、感光体１のそれに比して
はるかに小さいために感光体１よりはるかに能率良く帯
電され、負極性であった残存トナー４・・・は容易に正
極性に帯電される。

このように、トナー４・・・と感光体１の静電容量の差
を利用して感光体１はほとんど帯電されずにトナー４・
・・だけが大きく帯電させることが実験により確認して
いる。

上記のようにした結果、Ｃステップの状態では、今まで
引き合うように正負の電荷に別かれていたトナー４・・
・と感光体１の帯電極性が同極性になってしまうために
、今度は逆に反発力が生じるようになるため、この後の
負バイアス電圧が印加された磁気ブラシによって容易に
清掃されるようになり、特開昭５０−１２２９３８に述
べられている方式に比べてより良好な清掃効果が得られ
るものである。

また、前述したように感光体１は正コロナ印加によって
もほとんど帯電させなくてすむために、つぎの作像条件
には全く影響をおよぼさないことが確認されている。

以上のように、本発明のプロセスの優秀性を特開昭５０
−１２２９３８に比較して説明してきたが、他にも類似
のプロセスが公知であるが、これらは全てトナー４・・
・と感光体１の電荷を消去するに留まっており、これら
は、感光体１とトナー４・・・間の吸引力を弱めるだけ
のものであるのに対して、本発明では更に積極的に反発
力を生じさせて、より優れた結果を得ているものであり
、その差異は明らかである。

つぎに、帯電装置と転写装置とを兼用し、前記（ｄ）の
複写プロセスを有した本発明の電子複写装置の一実施例
を第２図にもとづいて説明する。

図中１０は、原稿載置台１１の移動速度と等しい周速度
で回転する感光体ドラムで、この感光体ドラム１０の電
子写真感光面１０ａに沿って各種装置が放射状に配設さ
れていて、この感光体ドラム１０が２回転すると１回の
複写工程を完了するようになっている。

すなわち、感光体ドラム１０の下方には、２連のコロナ
放電装置１２からなる第１の装置としての帯電転写兼用
装置１３が設けられている。

さらに、この帯電転写兼用装置１３から回転方向側に位
置して、ランプ１４からなる全面露光装置１５、および
ランプ１６、ミラー１７、レンズ１８を有した光学系か
らなる露光装置１９が順次設けられている。

さらに、露光装置１９の結像装置より回転方向側に位置
して、コロナ放電装置２０からなる直流帯電装置２−１
が設けられているとともにこの直流帯電装置２１と上記
帯電転写兼用装置１３との間に位置する側方には、回転
スリーブ式磁気ブラシ２２を有した第２の装置としての
現像清掃兼用装置２３が設けられている。

また、現偉清掃兼用装置２３の下方には給紙装置２４が
設けられていて、給紙ローラ２５によって複写紙（転写
紙）２６が順次１枚ずつ取出されるようになっていると
ともに、この給紙装置２４から給紙された複写紙２６は
複写紙移送路２７を介して感光体ドラム１０と帯電転写
兼用装置１３との間を通過したのち図示しない排紙受げ
に排紙されるようになっている。

つぎに、上記実施例の作用について説明する。

まず、プリントボタン（図示しない）を押すと感光体ド
ラム１０が回転し始めるとともに帯電転写兼用装置１３
によって感光面１０ａが−５５０■に負帯電される。

つぎに、原稿載置台１１が移動するとともに露光装置１
９のランプ１６が点灯して原稿面が走査され、ミラー１
７、レンズ１８を経て感光面１０ａに像露光されること
により感光面１０ａに反転した静電潜像が形成される。

つぎに、この静電潜像は現像清掃兼用装置２３に対向し
て、−２００Ｖのバイアス電圧が印加された磁気ブラシ
２２に接触し、現像剤中のトナーが静電吸着されて現像
される。

一方、給紙装置２４から複写紙２６が供給されて複写紙
移送路２７を移送され、上記反転可視像が帯電転写兼用
装置２４に対向すると同期して感光体ドラム１０と帯電
転写兼用装置１３との間に送り込まれる。

そして、上記反転可視像は帯電転写兼用装置１３の働き
により複写紙２６に転写され、複写紙２６には正常な画
像が複写されることになる。

ついで、この複写紙２６は複写紙移送路２７を排紙受け
側に移送されるとともにこの移送途上において、図示し
ない除電装置および定着装置によって除電、定着される
ことになる。

また、上記感光体ドラム１０が２回転目の動作に入ると
、全面露光装置１５のランプ１４が点灯して全面露光さ
れるとともに直流帯電装置２１によって帯電転写兼用装
置１３のコロナ電流の３０φ程度の正コロナが印加され
る。

これによって、転写されずに感光面１０ａに残った残存
トナーと感光面１０ａとの間には前述したように反発力
が生じ、最も清掃し易い状態でっぎの現像清掃兼用装置
２３に到着し、つぎつぎ磁気ブラシ２２に接触して磁気
ブラシ２２側に吸着され感光面１０ａの清掃が行なわれ
る。

このようにして、感光面１０ａの清掃が完了した時点で
感光体ドラム１０が停止し、つぎの複写指令が入るまで
待機することになる。

なお、清掃時の磁気ブラシ２２のバイアス電圧は現像時
と同じ−２００Ｖのままで充分であった。

また、帯電と転写を全く同じ条件で行なうことは転写効
率の点で問題があることが知られていたが、本装置では
、転写効率を高くするために、コロナの印加時間が長い
と有効であることを見い出し、シールドケースを２つに
分けた２連のコロナ放電装置１２を採用して２回にわた
りコロナが印加されるようにした結果、非常に高い転写
率を得るようにして問題を解決した。

また、補捉しておくが、前記テストプロセスのうち、交
流コロナを用いる（ａＸｂ）の方式において良好な結果
が得られなかったのは、通常の交流コロナでは発生する
コロナイオンのうち、負のコロナイオンの量の方が、正
のコロナイオンの量よりもかなり多いために、感光体１
もトナー４・・・も完全に除電することができず、むし
ろ負に帯電してしまうために清掃条件が満たされないも
のと思われる。

なお、上述の一実施例において負帯電感光体を使用した
場合について説明したが、これに限らず正帯電たとえば
セレン感光体を用いてもよく、この場合には各複写プロ
セスにおける電圧印加極性が逆になるだけで全く同じ効
果を発揮する。

その他、本発明は上記実施例に限定されるものではなく
、本発明の要旨を変えない範囲で種々変形実施可能なこ
とは勿論である。

本発明は、以上説明したように、コロナ帯電、像露光、現像剤による現像、転写、全面露
光、直流コロナ帯電、および清掃の工程を有し、少なく
とも最初のコロナ帯電工程と転写工程とが第１の装置の
兼用によって行なわれ、かつ現像工程と清掃工程とが第
２の装置の兼用によって行なわれ、しかも、全面露光後
の直流コロナ帯電は最初のコロナ帯電とは極性が逆で、
電子写真感光面に流れ込むコロナ電流も最初のコロナ帯
電のそれよりも少ないとともに清掃工程時に第２の装置
に上記直流コロナ帯電と逆極性のバイアス電圧を印加し
、かつ上記直流コロナ帯電の極性が現像工程において使
用される現像剤の帯電極性と同一極性としたものである
。

したがって、現像装置と清掃装置とを同一の装置で良好
に兼用でき、さらに、帯電装置と転写装置も同一の装置
で兼用できるため従来のように単独の装置によって行な
うようにしたものと比較して装置全体の小形、軽量化が
図れるとともに機構が簡略化して故障に対する信頼性が
向上し、しかも製造原価も低減できる。

また、画像転写後に全面露光、直流コロナ帯電、清掃の
工程を経るとともに全面露光後の直流コロナ帯電は最初
のコロナ帯電とは極性が逆で、電子写真感光面に流れ込
むコロナ電流も最初のコロナ帯電のそれよりも少くした
から、現像剤の元の正しい極性に戻されて、感光体に誘
起された電荷と同極性となるために反発力が生じ、従来
の単に感光体と現像剤との間の吸引力を弱めるだけのも
のと比較して清掃効果が大幅に向上し、常に鮮明な複写
が得られるなど種々かつ犬なる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明プロセスと公知プロセスとを比較して示
す説明図、第２図は本発明電子複写装置の一実施例を示
す概略的正面図である。１・・・・・・感光体、２・・・・・・導電ベース、３
・・・・・・感光層、４・・・・・・トナー１０・・
・・・・感光体ドラム、１０ａ・・・・・・感光面、１
３・・・・・・帯電転写兼用装置、１５・・・・・・全
面露光装置、１９・・・・・・露光装置、２１・・・・
・・直流帯電装置、２３・・・・・・現像清掃兼用装置
、２４・・・・・・給紙装置。

Claims

【特許請求の範囲】

１コロナ帯電、像露光、現像剤による現像、転写、全
面露光、直流コロナ帯電、および清掃の工程を有し、少
なくとも最初のコロナ帯電工程と転写工程とが第１の装
置の兼用によって行なわれ、かつ現像工程と清掃工程と
が第２の装置の兼用によって行なわれ、しかも、全面露
光後の直流コロナ帯電は最初のコロナ帯電とは極性が逆
で、電子写真感光面に流れ込むコロナ電流も最初のコロ
ナ帯電のそれよりも少ないとともに清掃工程時に第２の
装置に上記直流コロナ帯電と逆極性のバイアス電圧を印
加し、かつ上記直流コロナ帯電の極性が現像工程におい
て使用される現像剤の帯電極性と同一極性であることを
特徴とする電子複写方法。