JPH0531152B2

JPH0531152B2 -

Info

Publication number: JPH0531152B2
Application number: JP59034123A
Authority: JP
Inventors: Riipasu Rindoburatsudo Nero
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1983-03-02
Filing date: 1984-02-24
Publication date: 1993-05-11
Also published as: US4763168A; JPS59165085A

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は、ゼログラフイー技術、より詳細には
潜像の現像と残留トナーの除去が同じ構造により
一つのステーシヨンで行なわれる、自動ゼログラ
フイー複写機の感光体表面から残留トナーを除去
する装置に関するものである。

発明の背景ゼログラフイー技術においては、一般に導電性
基材に接着した光導電性絶縁材から成る感光体が
一様に帯電され、次に、感光体は複写する原稿の
光像に露光される。この結果、形成された静電潜
像は特にこの目的のために調整された数多くの着
色された樹脂の一つを塗布することによつて可視
化される。再生可能な感光体の場合には、着色さ
れた樹脂は一般に、可視像を作るトナーと呼ば
れ、普通紙に転写される。

転写のとき、像を形成している大部分のトナー
は紙に転写されるが、若干のトナーが感光体の表
面に残り、比較的高い静電気力および（または）
機械的な力により、そこに保持されている。最適
操作のためには、表面に残っているトナーを完全
にそこから清掃することが絶対必要である。

自動ゼログラフイーに使用され、商業的に成功
した清掃方法は、適当な摩擦電気特性を有する柔
軟な剛毛のブラシを使用している。剛毛は柔軟で
はあるが、ゼログラフイープレートから残留トナ
ーを十分に除去できる程度の堅さをもつ。そのほ
かにも、柔軟な繊維の材料または粘着性材料で作
られたウエブまたはベルトその他の清掃装置が知
られている。上記形式の清掃装置は、清掃の目的
にのみ設計された構造が必要であり、また感光体
に隣接してかなりの程度の空間が必要である。

感光体表面から残留トナーを除去することにつ
いては成功を収めたけれども、なお改良の余地が
ある。このことは、現像機能と清掃機能が同一構
造により一つの処理ステーシヨンの場合に特に著
しい。そのようなシステムは、通常用いられる従
来の清掃装置が使われていないことから、一般
に、クリーナレス・システムと呼ばれている。ク
リーナレス・システムは、米国特許第3649262号
に開示されており、そこには、新しく形成された
静電潜像を現像すると同時に感光体表面から残留
トナー像を除去する装置が開示されている。前記
特許に開示されているようなクリーナレス・シス
テムでは、現像のとき感光体表面の上に流れ落さ
れる２成分現像剤を使って残留トナーを表面から
除去するので、独立した清掃構造は使われていな
い。前記米国特許第3649262号に述べられている
ように、残留トナー像は、流下する現像剤の機械
的作用、摩擦電気的作用および静電気的作用の組
合せによつて除去される。

米国特許第3617123号に記載されているように、
前記米国特許第3649262号に開示された装置によ
る清掃を改善する別の試みでは、現像装置によつ
て行なわれる清掃に対する補助として振動ブラシ
を使っている。そこでは、前記米国特許第
3649262号に開示されているものと機能的に同じ
である現像兼清掃ステーシヨンに感光体表面が入
る個所の上流側に、振動ブラシが配置されてい
る。ブラシは、清掃するドラム表面に沿って垂直
に取り付けられ、ドラム表面を横切って横に振動
する。したがつて、ブラシはドラム上の帯電した
残留トナー粒子を整復する働きをするので、現像
兼清掃装置によりそれらを容易に除去することが
できる。ブラシ繊維の製造材料は明示されていな
いが、特許の内容から、材料は電気的に絶縁性で
ある、さもなければ導電通路として作用し、少な
くともドラム上の若干の潜像を消去させることは
明らかである。この種のブラシは、堆積した残留
トナーを物理的に掃き立て、像形成表面の上に散
布する役目をする。しかし、長期間使用すると、
トナーがブラシの剛毛の間に侵入してしまう結
果、ブラシは所定の目的を果たせなくなる。

発明の概要本発明の特徴によれば、新らしく形成された潜
像を現像すると同時に感光体表面から残留トナー
を除去する改良された装置が得られる。この目的
のために、電気的にバイアスされ、感光体の移動
方向を横切って周期的に働く導電性ブラシが得ら
れる。ブラシを形作って剛毛は、比較的大量のト
ナーをその中に貯えることができるように作られ
ている。

ブラシがトナーを感光体から吸引するように、
導電性繊維に直流電圧が印加され、それにより、
トナー上の電荷とは反対の極性をもつ電界が発生
する。ブラシがトナーで一杯になると、トナーを
吸引するために加えた極性とは反対の直流電圧が
印加され、それにより、ブラシ内に貯えられたト
ナーが感光体の上に積まれ現像ステーシヨンへ運
ばれ除去される。最適な結果を得るために、コロ
ナ発生装置は、感光体が堆積したトナーを載せて
そこを通過するまで消勢される。

複写サイクルの上記トナー除去部分は、一般に
感光体のデトーニング（detoning）と呼ばれ、他
方、複写サイクルのトナー堆積部分は一般に感光
体のトーニング（toning）と呼ばれる。トーニン
グすなわちトナー堆積作用が行なわれる前の複数
回の処理サイクル（すなわち、複写機のゼログラ
フイー処理ステーシヨンの全てを通過する感光体
の働き）の間に、デトーニングが行なわれるよう
に、装置は設計されている。ブラシが満足できる
ように働くことが可能なサイクル数は、面積範囲
とトナーが転写される効率の関数である。したが
つて、もし転写効率が低く、面積範囲が大きけれ
ば、ブラシに集積したトナーを感光体の上に堆積
させ、現像装置で除去しなければならなくなるま
でに作成することができるコピー数は最も少な
い。逆に、面積範囲が小さく、転写効率が高けれ
ば、ブラシからトナーを除去する必要が生じるま
でに作成することができるコピー数は最も多い。

本発明のその他の特徴は、図面を参照して、以
下の説明を読まれれば明らかになろう。

好ましい実施例の説明本発明の特徴の一般的理解のために、図面を参
照して本発明を説明する。図中、同じ構成要素を
表示するため、全体を通じて同じ参照番号を用い
ている。第１図は、本発明の装置を組み入れてい
る代表的電子写真式複写機のいろいろな構成要素
を略図で示す。

電子写真式印刷の技術は周知であるから、第１
図の複写機に用いられている種々の処理ステーシ
ヨンについて簡単に説明する。

第１図に示されているように、複写機は、導電
性基層１１、絶縁性有機樹脂に光導電性粒子が不
規則に分散している電荷発生層１２、および１ま
たはそれ以上のジアミンが溶けている透明で電気
的に不活性なポリカーボネート樹脂から成る電荷
輸送層１４で構成された光導電性ベルト１０を使
用している。この形式の感光体は、米国特許第
4265990号（1981年５月５日発行）に開示されて
おり、その開示内容は参考までにここに記載して
ある。ベルト１０は矢印１６の方向に動いて、そ
の連続する部分を順次進め、その移動路の周囲に
配置されたいろいろな処理ステーシヨンを通過さ
せる。

ベルト１０は、分離ローラ１８、張力付与ロー
ラ２０、および駆動ローラ２２の周囲に掛け渡さ
れている。駆動ローラ２２は駆動チエーンなどの
適当な手段によりモータ２４に結合されている。

ベルト１０は、張力付与ローラ２０をベルト１
０に当て所定のばね力で弾力的に押している１対
のばね（図示せず）によつて張力状態に保たれて
いる。分離ローラ１８と張力付与ローラ２０は共
に回転できるように取り付けられている。これら
のローラは、矢印１６の方向にベルト10が動くと
き自由に回転するアイドラーである。

第１図の説明を続けると、最初に、ベルト１０
の一部分が帯電ステーシヨンＡを通過する。帯電
ステーシヨンＡでは、コロナ発生装置２８がベル
ト１０の層１２を比較的高い、ほゞ一様な負の電
位に帯電させる。感光体ベルト１０を負に帯電さ
せるために使用できるコロナ発生装置は、導電性
シールドとコロナ線から成り、後者は、コロナ線
に交流電圧が加えられたとき、純直流コロナ電流
を阻止する厚さをもつ絶縁層で被覆されている。
シールドの電位が感光体表面の電位より高いとき
は、平均直流電流が感光体へ流れる。平均直流電
流の極性は、シールドの電位の極性である。

次に、感光体ベルトの帯電部分は露光ステーシ
ヨンＢを通過する。露光ステーシヨンＢでは、原
稿３０が表を下にして透明プラテン３２の上に置
かれている。原稿３０から反射した光線は、レン
ズ３６を通過して感光体ベルトの帯電部分の上に
投影され、その上の電荷を選択的に消散させる。
これにより、ベルトの上に、原稿３０に含まれた
情報区域に対応する静電潜像が記録される。

そのあと、ベルト１０は静電潜像を現像ステー
シヨンＣへ進める。現像ステーシヨンＣでは、磁
気ブラシ現像ローラ３８が混合現像剤（すなわ
ち、トナーとキヤリヤ粒子）を静電潜像に接触さ
せる。潜像がトナー粒子をキヤリヤ粒子から吸引
するので、感光体ベルトの上にトナー粉末像が形
成される。

次に、ベルト１０はトナー粉末像を転写ステー
シヨンＤへ進める。転写ステーシヨンＤでは、支
持材料シート４０が運ばれてきてトナー粉末像に
接触する。支持材料シートは、シート給送装置４
２によつて転写ステーシヨンＤへ送られる。シー
ト給送装置４２は、スタツク４６の一番上のシー
トに接触している給送ロール４４を有するものが
好ましい。給送ロール４４はスタツク４６から一
番上のシートをシユート４８の中に送り込むよう
に回転する。シユート４８は進行する支持材料シ
ートを導き、現像されたトナー粉末像が転写ステ
ーシヨンＤで進行する支持材料シートに接触する
ように調時された順序でベルト１０に接触させ
る。

転写ステーシヨンＤには、シート４０の裏側に
適当な極性のイオンを照射するコロナ発生装置５
０が設置されており、トナー粉末像は光導電性ベ
ルト１０からシート４０へ吸引される。転写後、
シートは矢印５２の方向に動き続け、コンベヤ
（図示せず）の上に載って定着ステーシヨンＥへ
運ばれる。

定着ステーシヨンＥには、転写されたトナー粉
末像をシート４０へ永久的に固着させる定着装置
５４が設置されている。定着装置５４は、バツク
アツプ・ローラ５８に圧接する加熱された定着ロ
ーラ５６を有し、トナー粉末像が定着ローラ５６
に接触するようになつているものが好ましい。こ
れにより、トナー粉末像はシート４０に永久的に
固着される。定着後、オペレータが複写機から取
り出せるようにシユート６０が進行するシート４
０をキヤツチ・トレイ６２へ案内する。

ブラシ・デトーニング／トーニング・ステーシ
ヨンＦ（すなわち、最初に感光体からトナーが捨
い上げられ、現像ステーシヨンＣへ運んでそこで
除去することができるようにトナーを感光体の上
に戻して積み上げるまでブラシ繊維内に一時的に
貯えておく場所）には、導電性ブラシ６４が設置
されている。ブラシは、光導電性ベルト１０の移
動方向に垂直に周期的に動くようになつている。
その動作は、モータ７２に作動連結されたカム構
造７０によつて行なうことができる。

導電性ブラシ６４は、鋼、炭素被膜付きナイロ
ン、炭素、またはグラフアイトへ導電性繊維から
成っている。10−60ミクロン程度の直径と10^-6−
10⁶Ω−cmの比抵抗をもつ繊維の密度は、15−
60K／in²程度である。

第２図に示すスイツチ７４の配置により、ブラ
シを、正直流電源７８を通じてアースへ、そして
端子８２，８４を介して負直流電源８０へそれぞ
れ接続することができる。トナーが正の場合に
は、スイツチ７４は、トナー除去動作の間ブラシ
を負直流電源８０を通じてアースへ接続し、その
あと、ブラシをデトーニングする（すなわち、感
光体の上にトナーを堆積する）ことによりトナー
を現像ステーシヨンＣへ搬送して感光体から除去
するために、正直流電源７８を通じてブラシをア
ースへ接続する。これにより、ブラシがそのトナ
ー保有能力一杯になるまでブラシ内に正のトナー
が貯えられ、そのあと感光体の上に積み戻され
る。負のトナーを使用する場合には、感光体から
トナーを吸引するために、正にバイアスされたブ
ラシが必要であり、ブラシのデトーニング段階で
は、負にバイアスされたブラシが必要である。

第３図に図示されているように、デトーニング
が必要となるまでブラシ内に貯えることができる
トナーの量は、面積、すなわち複写範囲や、転写
効率（すなわち、トナーがコピーシートに転写さ
れる効率）などの要素の関数であり、したがつ
て、ブラシをデトーニングしないで作成すること
ができるコピーの総数は、第３図に示した曲線か
らわかるように、同一ブラシにつき15から約800
にわたつている。

適正な時間に帯電コロトロン２８を交流電源９
２に接続するために、そしてトナーが除去のため
現像ハウジングに着く前にトナーの電荷が変らな
いように、ブラシがデトーニングされているとき
帯電コロトロン２８を切り離すために、スイツチ
９０が設置されている。

以上の説明からわかるように、静電潜像を現像
することと、潜像の現像に再使用するため感光体
から転写されなかつたトナーを除去することの二
つの機能をする現像装置を使うゼログラフイー式
複写機用のトナー除去装置が開示された。これ
は、複写機の既存の構成要素を使用する簡単な方
法で達成される。この目的のために、従来装置に
おいて感光体からトナーを除去するためにだけ通
常使われるブラシが、同様に感光体と関連して使
われ、一定期間の間トナーをブラシ内に貯え、次
に感光体を使ってトナーを現像ステーシヨンへ搬
送しそこから除去することによつて、使用済のト
ナーが再利用されることがわかる。係属中の米国
特許出願第438227号（1982年11月１日出願）に
は、トナーを拾い上げて、それを感光体へ戻すブ
ラシが開示されているが、これはトナーを感光体
表面の端から端まで再配分するためにのみ行なわ
れ、多数回サイクルの間トナーを貯え、そのあ
と、トナーを感光体の上に置くためではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を組み入れた電子写真式複写
機を示す略正面図、第２図は、感光体のデトーニング／トーニング
および使用した導電性ブラシのトーニング／デト
ーニングの所定の動作を行なう導電性ブラシと電
源の部分斜視図、および第３図は、処理される像
の面積範囲の百分率をパラメータにして、本発明
の導電性ブラシが使われているゼログラフイー装
置のトナー転写効率に対する、ブラシからトナー
の除去が必要になる前に作成可能なコピー数をプ
ロツトしたグラフである。Ａ……帯電ステーシヨン、Ｂ……露光ステーシ
ヨン、Ｃ……現像ステーシヨン、Ｄ……転写ステ
ーシヨン、Ｅ……定着ステーシヨン、Ｆ……ブラ
シ・デトーニング／トーニング・ステーシヨン、
１０……光導電性ベルト、１１……導電性層、１
２……電荷発生層、１４……電荷輸送層、１６…
…移動方向、１８……分離ローラ、２０……張力
付与ローラ、２２……駆動ローラ、２４……モー
タ、２５……コロナ発生装置、２６……導電性シ
ールド、２７……コロナ線、２８……絶縁層、帯
電コロトロン、３０……原稿、３２……透明プラ
テン、３６……レンズ、３８……磁気ブラシ現像
ローラ、４０……支持材料シート、４２……シー
ト給送装置、４４……給送ロール、４６……スタ
ツク、４８……シユート、５０……コロナ発生装
置、５２……移動方向、５４……定着装置、５６
……定着ローラ、５８……バツクアツプ・ロー
ラ、６０……シユート、６２……キヤツチ・トレ
イ、６４……導電性ブラシ、７０……カム構造、
７２……モータ、７４……スイツチ、７８……正
の直流電源、８０……負の直流電源、８２，８４
……端子、９０……スイツチ、９２……交流電
源。

Claims

【特許請求の範囲】１コピーシートへ転写されるトナー像が形成さ
れる電荷保有表面を有し、この電荷保有表面が、
トナー材料を与えることによつて前記電荷保有表
面に可視像を形成し、そしてその像がコピーシー
トへ転写された後その電荷保有表面から残留トナ
ーを除去することができる帯電装置、露光装置お
よび現像装置に隣接して配置された複写機であつ
て、前記表面に接触するように支持された繊維付き
導電性ブラシ、前記ブラシと共働して所定の極性のトナーを吸
引するブラシの能力を選択的に増大させる手段、前記ブラシの繊維の周囲に、前記所定の極性と
同一極性の静電界を選択的に発生する直流電圧源
を有する手段、前記静電界発生手段と前記ブラシのトナー吸引
能力増大手段に作用上接続されていて、前記ブラ
シがその繊維内にトナーを集めそれを反対の極性
の静電界が発生するまで蓄えておき、反対極性の
静電界が発生するとトナーがブラシから反発して
前記表面に堆積し、現像装置へ移送して除去する
ことができるように、前記両手段を交互に作用さ
せる手段、および前記帯電装置と共働して帯電装置を一時的に非
作動状態にし、前記帯電装置によつてトナー上の
電荷を変更せずにブラシからトナーを反発させて
現像装置に移送する手段、を備えていることを特徴とする複写機。