JPH0376463B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、電子複写機のトナー除去装置に関
する。

一般に、電子複写機にあつては、感光ドラムを
帯電させ、原稿からの反射光を感光ドラム表面に
送り、この送られてきた光の強弱に応じて感光ド
ラム表面に形成された静電潜像へトナーを付着さ
せ、その後、感光ドラムの回転に伴い紙面に転写
する。

このような乾式の電子複写機にあつては、転写
率（転写時に紙面に付着する率）が70〜80％程度
であるため、転写後に感光ドラム表面にトナーが
残留し、この残留トナーは、感光ドラム近傍に設
置されたトナー除去装置によつて除去される。こ
のトナー除去装置としては、感光ドラム表面に弾
性材によつて構成されたブレードを圧接し、転写
後の残留トナーを感光ドラムの回転に伴なつて掻
き落す所謂ブレード方式や、ローラに残留トナー
とは逆極性の電位を印加して残留トナーを転写回
収する所謂ローラ方式など種々の方式があるが、
転写は大粒径のトナーによつて為されるので、転
写後の残留トナーの粒度分布を平均が10〜15μｍ
とすると、残留トナーには数μｍ以下の微小トナ
ーが多数残留し、この微小トナーは、従来の何れ
の方法であつても、充分に除去されなかつた。

この発明は、上述した事情に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、残留トナーを正
極及び負極に交互に帯電する帯電部と、この帯電
部で帯電された残留トナーを掻き落すクリーニン
グ部とを設け、掻き落された残留トナーを静電的
吸着作用により互いに凝集させて粗大粒子化する
ことにより、微小トナーをも確実、かつ良好に除
去するようにした電子複写機のトナー除去装置を
提供することにある。

以下、この発明を図面に示す一実施例に基づい
て具体的に説明する。第１図は、乾式現像材（ト
ナ）を使用する乾式電子複写機の概略構成図を示
し、感光ドラム１は、円筒状の導電ドラム１ａの
表面に感光層１ｂを形成した構成となつている。
そして、本実施例の電子複写機は、感光ドラム１
が矢印Ｘ方向（反時計方向）に回転しながら帯
電、露光、現像、転写……を順次実行可能となつ
ている。すなわち、感光ドラム１は、帯電部２で
単一極性の電荷に帯電され、次いで、露光部３で
露光されて静電潜像が形成され、この静電潜像は
現像部４で単一極性のトナーが付着されることに
より可視化され、そして、転写部５で紙面にトナ
ー像が転写される。この場合、本実施例では感光
ドラム１は、正極に帯電され、トナーは負極の摩
擦帯電トナーである。

また、転写後、感光ドラム１に残留するトナー
は、感光ドラム１の近傍に設置されたトナー帯電
部６に搬送される。このトナー帯電部６は、たと
えば、コロナ放電器によつて構成され、正負高圧
発生装置７の出力電圧が印加されることにより、
所定周期毎に、正極及び負極の放電を交互に行な
うものである。正負高圧発生装置７は、制御回路
８の出力に応じて所定周期毎に正極及び負極の高
電圧を交互に発生するもので、トナー帯電部６へ
の印加電圧は、矩形波の交流電圧である。

そして、トナー帯電部６で帯電されたトナー
は、感光ドラム１の近傍に設置されたAc除電部
９に搬送される。このAc除電部９は、Ac高圧発
生装置１０の出力に応じて弱いAc放帯を行なつ
て感光ドラム１に余分に帯電された正負の電荷を
除電するもので、トナーの電荷をみだすことな
く、感光ドラム１の電荷のみを除電するようにな
つている。

更に、Ac除電部９を通過したトナーは、感光
ドラム１の近傍に配置されたクリーニング部１１
に搬送される。このクリーニング部１１は、外装
ケース１２の内部に収容され、感光ドラム１の表
面に圧接し、残留トナーを感光ドラム１の回転に
伴なつて掻き落す弾性ブレード１３と、外装ケー
ス１２の下端部に設けられ、掻き落されたトナー
を受けるトナー受部１４とから構成されている。

第２図は、トナー帯電部６への印加電圧波形を
示し、t₁時間内にはトナー帯電部６に対して正の
電圧が印加され、また、t₂時間内には、トナー帯
電部６に対して負の電圧が印加される。この時間
t₁，t₂は、最低、トナーを正極正飽和量、また
は、負極性飽和量に再帯電できる迄、加電し続け
る時間である。そして、第３図に示すように、感
光ドラム１の線速度をｖ、トナー帯電部６による
コロナ放電領域をｌ、トナー帯電部６への印加電
圧波形の周期をＴとすれば、領域ｌがトナー帯電
部６を完全に通過するまでに、トナー帯電部６で
一定の放電が行なわれる必要があるため、 Ｔ≧2l／Ｖ の条件が必要となる。更に、１回の複写工程で帯
電部２での帯電時間をtcとすれば、tc時間内で現
像された領域内のトナーを、最低１回以上、正、
負逆極性に変換する必要があるため、 tc≧Ｔ でなければならない。したがつて、トナー帯電部
６への印加電圧波形の周期には、自ら制約があ
り、 tc≧Ｔ≧2l／ｖ であることが望ましい。

第４図の特性曲線図は、トナー帯電部６による
トナーの帯電特性を示し、横軸は、トナー帯電部
６から放電されたイオンが感光ドラム１に流れた
量、すなわち、ドラム電流（μA）といわれる量
であり、また、縦軸はその放電によつて初期値Ａ
という摩擦帯電量をもつたトナーが、正負逆極性
に帯電されてゆく傾向をトナー層電位（Ｖ）とし
て示したものである。而して、第４図により、ト
ナーを飽和電位Ｂ、Ｃまで再帯電するのに必要な
ドラム電流値Ｄ，Ｅが読み取れる。したがつて、
トナー帯電部６では、Ｄ、Ｅ以上の電流値に設定
されている。

次に、上記実施例の作用について第５図ａ乃至
ｅを参照して説明する。第５図ａ乃至ｅは、転写
後、残留トナーがトナー帯電部６、Ac除電部９、
クリーニング部１１に順次搬送される間に処理さ
れる工程の概略図である。すなわち、まず、第５
図ａは、残留トナーがトナー帯電部６に進入する
前の状態を示し、正の電荷が帯電している感光ド
ラム１の表面（感光層１ｂの表面）には、負に帯
電されている残留トナーが付着されながら、トナ
ー帯電部６に搬送される。この残留トナーがトナ
ー帯電部６を通する過程で、時間ｔ＝０からｔ＝
t₁を経過する間に、残留トナーは、トナー帯電部
６による正のコロナ放電を受ける。この結果、ト
ナー帯電部６から放電されるコロナイオンは、負
に帯電している残留トナーを荷電飽和領域まで正
に帯電すると共に、感光ドラム１にも荷電作用が
働いて感光ドラム１の表面にも正のコロナイオン
が付着し、第５図ｂに示す如くとなる。そして、
時間ｔ＝t₁からｔ＝t₁＋t₂を通過する間に、残留
トナーは、トナー帯電部６による負のコロナ放電
を受ける。この結果、トナー帯電部６から放電さ
れるコロナイオンは、負に帯電している残留トナ
ーを更に、荷電飽和領域まで負に帯電すると共
に、感光ドラム１の表面上の正の電荷を中和し、
更に負極性に帯電させるので、第５図ｃに示す如
くとなる。したがつて、残留トナーがトナー帯電
部６を通過する過程で、残留トナーの電荷領域
は、正の電荷領域と負の電荷領域とに順次分けら
れる。

而して、トナー帯電部６を通過した残留トナー
は、Ac除電部９に搬送される。このAc除電部９
を通過する過程で、Ac除電部９による定電圧性
をもつた弱いAcコロナ放電により、感光ドラム
１の余剰電荷は除電され、第５図ｄに示す如くと
なる。

そして、残留トナーは、クリーニング部１１の
トナー受部１４を通過してブレード１３に送られ
る。この場合、残留トナーは、正負逆極性に周期
的に帯電されているが、感光ドラム１の余剰電荷
は、除電されているため、感光ドラム１上の残留
トナーはトナー自身のもつ電荷と感光ドラム１の
導電ドラム１ａに誘起された鏡像電荷との弱い静
電吸着状態となつている。而して、残留トナーが
感光ドラム１に圧接しているブレード１３に送ら
れると、微小トナー同志の静電的吸着作用によつ
て互いに凝集され、雪ダルマ式に粗大粒子化して
ゆき、第５図ｅに示す如くとなる。この場合、粗
大粒子化が進めば進むほど、粗大粒子の総体は、
正負電荷量が次第に中和されるようになるので、
感光ドラム１に対する静電的な吸着力が小さくね
り、そして、粗大粒子化したトナーは、それ自身
の自転、撹拌、重力作用の総体的な物理力が感光
ドラム１の鏡像力より大となつたとき、感光ドラ
ム１の表面上を滑り、又は回転しながらトナー受
部１４側へと次第に自然落下してゆく。このと
き、感光ドラム１に付着しながらブレード１３方
向へ登つてきた微小トナーを更に静電的に吸着さ
せる作用を有し、落下する過程で粗大粒子は、更
に、中和の方向へ向かい、トナー回収を容易にす
るという自己クリーニング機能的な作用をも発揮
する。

次に、この発明の他の実施例を第６図ａ，ｂ、
第７図を参照して説明する。第６図ａに示すもの
は、トナー帯電部６をグリツド制御式のコロナ放
電器で構成し、そのコロナ線にAc電圧発生装置
１５の出力電圧を印加し、また、そのグリツドに
制御回路１６で制御された一定周期のDC正負の
バイヤス電圧を発生するDC正負発生電源１７の
出力を印加し、更に、シールド電極を接地する構
成となつている。このように構成することによ
り、第６図ｂに示すようなドラム電流波形が得ら
れ、上記実施例で詳述した残留トナーを正極及び
負極に交互に帯電するトナーの再帯電と感光ドラ
ムにおける余剰電荷除去が可能となる。

また、第７図はこの発明の更に他の実施例を示
し、第６図ａに示す実施例と異なるところは、
DC正負発生電源１７の出力をトナー帯電部６の
シールド電極に印加するようにした点であり、第
６図ａに示す実施例と同様の効果を呈するように
したものである。

なお、この発明は、残留トナーに対して所定周
期をもつて正負逆極性に再帯電可能な構成であれ
ば、上記実施例に限定されることはない。

また、上記実施例は、残留トナーを掻き落すた
めに弾性ブレードを使用したが、ゴムロール、磁
気ロール等であつてもよく、要は、トナーを掻き
落すものであればよい。

この発明は、以上詳細に説明したように、残留
トナーが付着されたドラムと、残留トナーを正極
及び負荷に交互に帯電する帯電部と、この帯電部
で帯電された残留トナーを掻き落すクリーニング
部とを有し、掻き落された残留トナーを静電的吸
着作用により互いに凝集させて、粗大粒子化する
ように構成したから、トナー除去効果を従来のも
のに比べ著しく高めることができると共に、微小
トナーをも確実かつ良好に除去することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図ａ乃至ｅは、この発明の一実
施例を示し、第１図は電子複写機の概略構成図、
第２図はトナー帯電部への印加電圧波形を示した
図、第３図はトナー帯電部の帯電領域を示した
図、第４図はトナー帯電部の帯電特性曲線図、第
５図ａ乃至ｅは、転写後、残留トナーがトナー帯
電部、Ac除電部、クリーニング部へと順次搬送
される間に処理される各工程の概略図、第６図
ａ，ｂは、この発明の他の実施例を示し、第６図
ａは、要部構成図、第６図ｂはドラム電流波形を
示す図、第７図はこの発明の更に他の実施例を示
した要部構成図である。 １……感光ドラム、６……トナー帯電部、１１
……クリーニング部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 残留トナーが付着されたドラムと、残留トナ
   ーが正極及び負極に交互に帯電する帯電部と、こ
   の帯電部で帯電された残留トナーを掻き落すクリ
   ーニング部とを有し、掻き落された残留トナーを
   静電的吸着作用によつてクリーニング部で互いに
   凝集させることを特徴とする電子複写機のトナー
   除去装置。