JPH04245281A - 静電写真画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】本発明は、複写装置、特に電子写真装置に
おいて結像表面の静電ブラシクリーナでのクリーニング
を向上させる装置に関するものである。 【０００２】一部の電子写真処理、特に２種類のトナー
を用いて表面上の潜像を現像するハイライトカラーの用
途では、薄膜被覆の現象が見られる。薄膜被覆は、残留
トナー、トナー添加物（及び特に固化防止添加剤）及び
用紙屑を含む微細物が帯電表面に強力に付着することを
特徴としている。その理由は完全には理解されていない
が、高度の薄膜被覆が生じている装置では、標準形の導
電性及び絶縁性ブラシクリーナでは効果的なクリーニン
グを実施できない。ブラシ繊維を硬くすることによって
ブラシクリーナの薄膜クリーニング力を改善できる場合
もあるが、一般的には薄膜が表面に残る。薄膜被覆はす
べてのトナーで見られるわけではない。特定のトナーは
薄膜被覆を生じるが、別のトナーは使用しても薄膜被覆
を伴わないようである。コッホ（Ｋｏｃｈ）他の米国特
許第４，９４８，６８６号に記載されているように、特
定の構造では固化防止及び他の表面添加物を含有するハ
イライトカラートナーでトナーの薄膜被覆が見られるが
、やはりそれに記載されているようにまったく表面添加
物を含有しない黒色トナーではそれが見られない。薄膜
被覆は、ハイライトカラートナーを書類の大部分に使用
した場合及び／または多数部の複写を行った場合に特に
問題となる。 【０００３】薄膜被覆の問題を軽減するため、薄膜の除
去に研摩表面を使用することができる。リンドブラッド
（Ｌｉｎｄｂｌａｄ）他の米国特許第４，８７０，４６
５号は、薄膜の増大を除去するための多孔質発泡体、多
孔性表面または研摩材を充填した表面を提供するオーガ
ー構造が示されている。多孔質表面を備えた二重発泡ロ
ーラも、ハドソン（Ｈｕｄｓｏｎ）の米国特許第３，８
０７，８５３号で提案されている。多孔性素材は、素材
の孔の中にトナーを補集しやすく、帯電表面を移動する
時にそれが表面を研摩したり擦りやすい。軽い研摩や擦
りは望ましいが、激しすぎる擦り作用は帯電表面上の被
膜を傷つけやすい。 発泡ローラが十分なクリーニング機能を与えることがで
きる構造である場合、研摩力が強すぎることがわかって
おり、帯電表面上の軟らかい光導電層を傷つけることが
ある。エドモンズ（Ｅｄｍｕｎｄｓ）　の米国特許第４
，８７８，０９３号は、ブラシと発泡ローラとを組み合
わせることを示している。 【０００４】マツモト他の米国特許第４，６７３，２８
４号は、円筒形心材に２種類の繊維を取り付けた回転ク
リーニングブラシを設けたクリーニング装置を開示して
いる。それの実施例では、ポリテトラフルオロエチレン
繊維（テフロン（Ｔｅｆｌｏｎ））及びレーヨンの組み
合わせが示されている。リーンハウツ（Ｌｅｅｎｈｏｕ
ｔｓ）の米国特許第３，７８０，３９１号は、真空室内
にクリーニングブラシが固定され、光導電表面から除去
しようとする残留トナー粒子の電荷の反対の電荷をブラ
シに与えるためにフリッカーバーを用いる装置が開示さ
れている。フィッシャー（Ｆｉｓｈｅｒ）の米国特許第
４，１２３，１５４号は、フリッカー部材がクリーナ部
材から残留物を除去するクリーニング装置を開示してい
る。フリッカー部材はコロナ帯電装置と協働して、トナ
ーを中和してクリーニング部材から除去しやすくする。 ミラー（Ｍｉｌｌｅｒ）の米国特許第４，４３５，０７
３号は、クリーニングブラシと複数のフリッカーバーを
用いて、フリッカーバーの少なくとも１つがブラシの回
転毎に少なくとも一度ブラシの電荷を逆転させる素材で
形成され、ブラシ繊維がトナー除去空気流を受けている
間にそのような逆転が実施されるようにした装置を開示
している。 【０００５】機械の作動状態を試験するため、静電写真
装置の結像部材の文書間部分にテストパッチを配置する
ことは公知である。 【０００６】本発明の１つの特徴によれば、本発明で考
えられている形式の静電写真装置には、帯電結像部材表
面上に形成された潜像を２種類のトナー剤で現像する構
造が含まれている。第１トナー剤は、第２トナー剤及び
それの薄膜副産物の除去を高めるため、帯電部材の表面
を研摩清掃するのに望ましい一定の研摩清掃特性を備え
ている。転写後に結像部材表面上に残っているトナー及
び屑を取り除くための望ましいクリーニング構造である
、二重ブラシ形であって、ブラシの周囲にフリッカーバ
ーが配置されて、ブラシ繊維を払うことによってそれか
らトナーを空気流除去構造へ払い落とすフィッシャーの
米国特許第４，１３４，６７３号に示されている装置に
類似したクリーニング装置では、フリッカーバーは研摩
清掃トナーの回収に対して親和力を有する素材で製造さ
れるか、それで被覆されている。ブラシ繊維がトナー保
持フリッカーバーと継続的に接触すると、研摩清掃トナ
ーは、回転してフリッカーバーを通過するブラシ繊維上
に再び付着する。ブラシ繊維にそのように装荷されると
、繊維は微細な薄膜剤を除去するための適当な量の研摩
清掃力を感光体に加えるようになる。 【０００７】本発明の別の特徴によれば、研摩清掃特性
を備えた第１種類のトナー及び薄膜被覆特性を備えた第
２種類のトナーの少なくとも２種類のトナー剤で潜像を
現像する形式の電子写真装置において帯電表面から残留
トナー及び屑を除去するために少なくとも第１クリーニ
ングブラシを使用する上記装置に類似したクリーニング
構造では、ブラシの大部分の繊維が、研摩清掃特性を備
えた種類のトナーを回収することができる親和力を有す
る素材で形成されるか、それで被覆されている。トナー
が表面から清掃されると、トナー回収繊維は研摩清掃ト
ナーを回収して、その繊維が感光表面を拭う時、そのト
ナー装荷繊維が薄膜材を除去するのに適した大きな研摩
清掃効果を与える。　　　　　　 【０００８】本発明のさらに別の特徴によれば、研摩清
掃特性を備えた第１種類のトナー及び薄膜被覆特性を備
えた第２種類のトナーの２種類のトナーで潜像を現像す
る形式の電子写真装置において、過剰量の第１種類のト
ナーを結像部材表面上に現像することによって、クリー
ニングブラシに研摩清掃特性を備えた第１種類のトナー
が継続的に補給される。ブラシは第１種類のトナーが継
続的に補給されて表面を通過するので、研摩清掃特性ト
ナーを装荷したブラシ繊維は、表面上の薄膜を除去する
のに適した程度に表面を研摩清掃することができる。 【０００９】研摩による薄膜除去に加えて、薄膜残余を
回収する親和力を備えた表面を有するトナーを薄膜と接
触させることによって結像表面から薄膜を除去すること
ができる（清掃方法）。表面添加物を含有しない組成の
トナーは、そのような添加物に対する親和力を有するこ
とが知られており、そのような素材を結像部材の表面か
ら清掃する。あるいは、薄膜残余に接触する時に摩擦電
荷を発生するトナーも、静電吸引によって薄膜を結像部
材表面から清掃することができる。 【００１０】図１は、本発明を含む電子写真印刷機の概
略立面図である。 【００１１】図２は、図１の電子写真印刷機に用いるの
に適した、本発明の実施例を組み込んだクリーニング部
の概略説明図である。 【００１２】図３は、図１の電子写真印刷機に用いるの
に適した、本発明の実施例を組み込んだクリーニングブ
ラシの幾分概略的な説明図である。 【００１３】図４は、本発明の別の実施例の概略的斜視
図である。 【００１４】添付の図面は、本発明の好適な実施例を説
明するためのものであって、本発明を制限するものでは
なく、図１に示されている複写機に用いられている様々
な処理部は概略的に示すだけとする。ハードコピー原稿
から電子写真複写するためにも様々な処理部材を好都合
に利用できることは理解されるであろう。 【００１５】本発明を好都合に利用できる複写機は、帯
電表面を備えた感光ベルト１０を用いている。ベルト１
０は矢印１２のプロセス方向へ移動して、ベルトの連続
部分がその移動経路の周囲に配置された様々な処理部を
順次通過できるようにする。 【００１６】ベルト１０はストリッピングローラ１４、
テンションローラ１６、アイドラローラ１８及び駆動ロ
ーラ２０に掛けられている。駆動ローラ２０はベルト駆
動部等の適当な手段によってモータ（図示せず）に連結
されている。 【００１７】ベルト１０は、所望のばね力でテンション
ローラ１６をベルト１０に弾性的に押し付ける１対のば
ね（図示せず）によって緊張状態に維持されている。ス
トリッピングローラ１４及びテンションローラ１６の双
方は回転可能に取り付けられている。これらのローラは
、ベルト１０が矢印１２の方向へ移動する時に自在回転
するアイドラローラである。 【００１８】引き続き図１を参照しながら説明すると、
最初に、ベルト１０の一部分は帯電部Ａを通過する。帯
電部Ａでは、１対のコロナ装置２２及び２４が感光ベル
ト１０を比較的高いほぼ均一の負電位に帯電させる。 【００１９】露光部Ｂでは、均一に帯電した感光体がレ
ーザに基づいた走査装置３０すなわちＲＯＳで露光され
、このＲＯＳは駆動ＥＳＳ３２すなわち電子サブシステ
ムに従って感光体を記憶像に応じて３つの電荷レベルの
１つまで放電させる。これによって、電子的に記憶され
ている原稿情報内に含まれている情報領域に対応した静
電潜像がベルト上に記録される。ＲＯＳは電子写真露光
装置に置き換えてもよい。多重レベル潜像の形成、及び
、少なくとも２種類のトナーでの現像に適した方法及び
装置は、パーカー（Ｐａｒｋｅｒ）他の米国特許第４，
７６１，６７２号に記載されている。 【００２０】その後、ベルト１０は静電潜像をトライレ
ベル現像部Ｃへ進める。現像部Ｃでは、それぞれに専用
の現像剤バイアス電源３５、３６を備えた１対の磁気ブ
ラシ現像剤ユニット３３、３４が、混合現像剤（すなわ
ちトナー及びキャリヤ粒）を多重レベル潜像に応じて静
電潜像と接触する位置へ進めると共に、現像剤ハウジン
グにバイアスをかける。適当な混合現像剤は、米国特許
第４，９４８，６８６号に開示されている。 【００２１】その後、ベルト１０は現像済み潜像を転写
部Ｄへ進める。転写部Ｄでは、コピー用紙等の支持材シ
ートがベルト１０上の現像済み潜像と接触する位置へ送
り込まれる。まず、ベルト１０上の潜像をランプ（図示
せず）からの転写前光で露光して、感光ベルト１０とそ
の上のトナー粉像との間の吸引力を低減させる。また、
転写前電荷平滑化コロナ発生器を用いてもよい。次に、
コロナ発生器４０でコピー用紙を適当な電位に帯電させ
ると、それが感光ベルト１０に付着してトナー粉像が感
光ベルト１０から用紙へ引き付けられる。転写後、コロ
ナ発生器４２がコピー用紙をベルト１０から離脱できる
ように逆の極性に帯電させると、用紙がストリッピング
ローラ１４でベルト１０から引き離される。 【００２２】支持材用紙は、様々な量、サイズ及び種類
の支持材を収容することができる供給トレー５０、５２
及び５４から転写部Ｄへ進められる。用紙は、コンベヤ
５６及びローラ５８に沿って転写部Ｄへ進められる。転
写後、用紙は矢印６０の方向へコンベヤ６２上に移動し
、コンベヤは用紙を定着部Ｅへ送る。 【００２３】定着部Ｅには定着アセンブリ７０が設けら
れており、これは転写済みのトナー粉像を用紙に永久的
に付着させる。好ましくは、定着アセンブリ７０に加熱
定着ローラ７２を設けて、トナー粉像が定着ローラ７２
に接触した状態で定着ローラ７２をバックアップローラ
７４と圧力係合させる。このようにして、トナー粉像は
用紙に永久的に付着する。 【００２４】定着後、定着像を支持しているコピー用紙
はくせ取り器７６へ送られる。シュート７８が前進中の
用紙をくせ取り器７６から受けトレー８０へ、または綴
じ、ステープリング、照合等を行う仕上げ部へ送り、オ
ペレータが印刷装置から取り出すことができるようにす
る。あるいは、用紙を両面印刷ゲート９２から両面印刷
トレー８２へ送り、そこから処理器及びコンベヤ５６へ
戻して裏面の印刷を行うようにしてもよい。 【００２５】残留トナー及び汚染物（以下の説明では集
合的にトナーと呼ぶ）に適当な極性の電荷を与えること
によってその上の電荷分布を狭くしてクリーニング部Ｆ
での除去作業の効果を高めるクリーニング前コロナ発生
器９４が設けられているが、それについては以下に詳細
に説明する。転写後に感光ベルト１０上に残る残留トナ
ーは、幾つかの周知の回収装置のいずれかによって回収
されて現像部Ｃへ戻される。 【００２６】前述したように、本発明による複写機は幾
つかの周知の装置のいずれでもよい。本発明に影響を与
えることなく特定の処理、用紙送り及び制御装置に変更
を加えることもできる。 【００２７】図２に示されているように、クリーニング
前コロナ発生器９４のすぐ下流側においてクリーニング
ハウジング１００は２つのクリーニングブラシ１０２、
１０４を支持しており、それらは互いに反対方向（同一
方向も排除されることはない）にそれぞれ１０６、１０
８の方向へ回転するように支持されていると共に、それ
ぞれ感光ベルト１０を清掃する関係に支持されている。 各ブラシ１０２、１０４はほぼ円筒形であって、長手方
向軸線が感光ベルト１０にほぼ平行であって、感光体の
移動方向１２に直交している。各ブラシ１０２、１０４
では、（図示しない駆動部材で）回転するように各々軸
支されているベース部１１２上に多数の絶縁繊維１１０
が取り付けられている。ブラシは一般的に、真空源（図
示せず）によってハウジングと感光ベルト１０との間の
隙間を通り、繊維１１０を通過する空気によってトナー
が落とされて、トナーを載せた空気はチャネル１１６か
ら排出される。一般的なブラシ回転速度は１３００ｒｐ
ｍであり、ブラシ／感光体接触部は一般的に約２ｍｍで
ある。ブラシ１０２、１０４はそれぞれフリッカーバー
１１４、１１８に当たって、ブラシに付着していたトナ
ーがチャネル１１６の入口またはその付近で解放される
。 【００２８】本発明の１つの特徴によれば、フリッカー
バー１１４及び１１８はテフロン（ポリテトラフルオロ
エチレンに対するデュポン（ＤｕＰｏｎｔ）社の商標）
またはテフロン被覆材で形成されている。テフロンフリ
ッカーバー１１４及び１１８は第１種類のトナー、ここ
では黒色トナーに対して強い親和力を持っている。感光
体１０から黒色トナーを清掃する間に黒色トナーの厚い
層がフリッカーバーの表面上に形成され、ブラシの繊維
に黒色トナーが均一に補給されることが認められる。こ
の動作の機構は十分には理解されていないが、テフロン
はほとんどの繊維及びトナー剤に対して摩擦電気系列に
おいて強い負であり、従ってブラシの繊維に接触した時
、負に帯電して正の黒色トナーを引き付けることがわか
っている。これによって接触中にトナーをブラシに再付
着させることができる。また、ブラシ繊維が黒色トナー
に対して相対的に負であるため、黒色トナーが多量であ
ることによってブラシの電荷が負性を示して黒色トナー
を引き付けることができる。従来技術では、デルリン（
Ｄｅｌｒｉｎ）（ポリオキシメチレンアセタル樹脂）が
フリッカーバーに用いられており、デルリンフリッカー
バーは黒色トナーに対して親和力を持っておらず、ブラ
シは感光体を研摩するために必要な程度に黒色トナーを
獲得できないことがわかっている。デルリンは黒色トナ
ーを引き付けることができるほど摩擦電気系列において
十分に負ではない。本装置のテフロンの代用にできる他
のフリッカーバー素材または被膜は、ＰＦＡ（過フッ化
アルコキシル）、テフゼル（Ｔｅｆｚｅｌ）（エチレン
及びテトラフロオロエチレンの熱可塑性共重合体）、及
びブラシ繊維及び黒色トナーに対して摩擦電気系列にお
ける相対位置が類似している他の重合体及びフッ素重合
体である。第１種類のトナーが負性である場合、好適な
フリッカーバー素材は摩擦電気系列において強い正のも
のであり、例えばナイロン、ルーサイト（Ｌｕｃｉｔｅ
）（メタクリル酸メチルのビニル重合体）またはアクリ
ロン（Ａｃｒｙｌｏｎ）　（メタクリル酸メチル）であ
る。　　　　　　 【００２９】表面添加物を含有しない組成の黒色トナー
は、感光体の結像表面にカラートナーを用いた時に見ら
れる、転写及び標準形クリーニング後に感光体に付着し
ているシリコン及びステアリン酸塩形の薄膜及び他の屑
（以下の説明では薄膜、屑及びカラートナーを集合的に
「第２種類トナー」または「カラートナー」と呼ぶ）に
対して研摩清掃特性を持っている。 【００３０】本発明の別の特徴によれば、一般的なデル
リンフリッカーバーの代わりにテフロン被覆またはテフ
ロン製のフリッカーバーを用いているかどうかに関係な
く、クリーニングブラシ１０２の繊維１１０にはテフロ
ン繊維２００及び絶縁繊維２０２を組み合わせて用いる
ことができる。図３に示されているように、そのような
ブラシ構造は、絶縁繊維２０２の列とテフロン繊維２０
０の列とを交互に隣接させて配置して構成することが好
都合である。あるいは、丸で囲んだ部分に詳細に示され
ているように、各繊維束２１０をテフロン繊維２００と
基本繊維２０２とを組み合わせて設けることによって、
テフロン繊維をさらに良好に支持できるようにすること
もできる。単一種類の繊維列と組み合わせ形繊維列とを
組み合わせることも考えられる。繊維自体はテフロン製
でもテフロン被覆したものでもよい。この構造では、図
２に関連して説明されている構造と同様に、テフロン繊
維はクリーニング作業中に黒色トナーに対して強い親和
力を持つ傾向がある。図２に示されている真空トナー除
去構造が設けられているにもかかわらず、黒色トナーは
テフロン繊維に付着したまま残って、カラートナーに対
する研摩清掃性を繊維に与える。黒色トナーがテフロン
繊維に付着することによって、電子写真処理にカラート
ナーを用いた結果として残存するカラートナーを除去で
きる十分な研摩清掃性を提供することができる。やはり
研摩清掃性トナーに対して親和力を持った他の素材を用
いることもでき、例えばＰＦＡ（過フッ化アルコキシル
）、テフゼル（エチレン及びテトラフロオロエチレンの
熱可塑性共重合体）、及びブラシ繊維及び黒色トナーに
対して摩擦電気系列において相対位置が類似している他
の重合体及びフッ素重合体がある。第１種類のトナーが
負性である場合、好適な繊維素材は摩擦電気系列におい
て強い正のものであり、例えばナイロン、ルーサイト（
メタクリル酸メチルのビニル重合体）またはアクリロン
（メタクリル酸メチル）である。もちろん、２素材繊維
ブラシは、図２に関連して説明されているテフロンフリ
ッカーバー構造と組み合わせて用いることもできる。 【００３１】図４に示されているように、本発明のさら
なる特徴によれば、図３に示されている円筒形クリーニ
ングブラシにテフロン繊維を用いるかどうかに関係なく
、また図２に示されているテフロン製またはテフロン被
覆のフリッカーバーを用いるかどうかに関係なく、感光
体１０の文書間領域３０２に定期的に黒色トナーストラ
イプ３００を設けることによって、クリーニングブラシ
を黒色トナー補充状態に維持することができる。文書間
領域、すなわち文書が印刷されている部分の間に、すな
わち複写機が結像を行わない時に、黒色ストライプ３０
０を現像することによって、クリーニングブラシ１０２
、１０４の繊維への黒色トナー補給用として通常は残留
トナーから得られる黒色トナー源にさらなる黒色トナー
源を加えることができる。前述したように、ブラシ繊維
への黒色トナーの供給を維持することによって、カラー
トナーでの現像の結果として感光体上に残っているシリ
コンをきれいに清掃することができる。黒色トナースト
ライプ３００は、文書間領域にテストパッチを形成する
時に一般的に実施されるように、潜像を形成してその像
を現像する標準的方法で形成される。しかし、その像は
転写部で用紙に接触しないため、感光体から清掃される
まで、その位置に残っている。あるいは、黒色トナー像
を形成するが転写を行わない複写サイクルを設けること
もできる。 【００３２】クリーニングブラシ１０２、１０４に第１
種類のトナーを補給した状態を維持するための上記装置
はいずれも単独でも組み合わせても使用できることは理
解されるであろう。従って、クリーニングブラシのトナ
ー回収繊維への補給は、トナー回収フリッカーバー上の
黒色トナー溜か、感光体上の余剰トナーによって良好に
実施することができる。また、以上の説明では「黒色ト
ナー」及び「カラートナー」としたが、これらの用語は
それぞれ研摩清掃トナー及び薄膜被覆トナーを表す例と
して用いられている。黒色の薄膜被覆トナーが発見され
、研摩清掃性のカラートナーが発見される可能性もある
。また、両方のトナーを黒色（例えば磁性及び非磁性ト
ナー印刷の場合）にしたり、両方をカラートナーにする
こともあろう。トナー添加物を主な残留物として含有し
ている薄膜の場合、研摩清掃性トナーは一般的に表面添
加物をほとんどまたはまったく含有せず、薄膜被覆トナ
ーは表面添加物を含有する組成にする。 【００３３】クリーニング機能を「研摩清掃」として以
上に説明してきたが、クリーニング機能は、トナー装荷
繊維が結像表面からトナーを実際に除去する実際の方法
で制限されることはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明を含む電子写真印刷機の概略立面図
である。

【図２】　　図１の電子写真印刷機に用いるのに適した
、本発明の実施例を組み込んだクリーニング部の概略説
明図である。

【図３】　　図１の電子写真印刷機に用いるのに適した
、本発明の実施例を組み込んだクリーニングブラシの幾
分概略的な説明図である。

【図４】　　本発明の別の実施例の概略的斜視図である
。

【符号の説明】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　処理方向に移動する結像部材と、結像
   部材の表面上に多重レベルの静電潜像を形成する手段と
   、多重レベルの静電潜像を少なくとも２種類のトナーで
   現像する手段と、トナー像を第２表面へ転写する手段と
   、転写後に残っている残留トナーを結像部材表面からク
   リーニングする手段とを設けており、前記第１種類のト
   ナーは所望の研摩清掃特性を備え、前記第２種類のトナ
   ーは転写後に前記結像部材の表面上に薄膜を形成しやす
   いものである静電写真画像形成装置において、前記クリ
   ーニング手段は、クリーニングのために結像部材表面に
   接触してそれからトナーを除去できるように配置された
   多数の繊維を備えており、回転中に前記繊維が結像表面
   からトナーを回収してその回収トナーを解放位置へ運ぶ
   ようにした少なくとも第１のブラシクリーナと、解放位
   置においてトナーをクリーニングブラシの繊維から除去
   するトナー搬送手段と、前記ブラシ上にその繊維に研摩
   清掃特性を与える所定量の第１種類のトナーを維持する
   ことによって、感光体を研摩清掃して前記第２種類のト
   ナーを除去する手段とを有していることを特徴とする装
   置。