JPH06105379B2 - 残留トナー除去装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は電荷保持面上にトナー像を形成する技術に関
し、更に詳しくは自動電子写真複写装置の光導電性面か
ら残留トナー材料を除去する装置に関する。

従来技術 電子写真技術分野においては、一般的に導電性支持体に
固着された光導電性絶縁材料を含む電荷保持面すなわち
電荷保持プレートが均一に帯電されるようになつてい
る。次にこのように均一に帯電されたプレートを複写さ
れるべきオリジナルドキユメントの光像に露光させるの
である。このようにして形成された静電潜像は、これを
視認可能になすように特別に調整された多数の顔料の何
れかを含む樹脂を静電潜像に附与することによつて視認
可能になされる。再使用可能の光導電体の場合には、視
認可能の像を形成する通常トナーと称される顔料入り樹
脂が白紙に転写されるのである。

像を形成するトナーの大部分はこの転写作業の間に白紙
に転送されるけれども、若干のトナーは光導電性面上に
残留し、比較的大なる静電的および／または機械的な力
によつて光導電性面上に保持されるのである。このよう
な光導電性面上に残留するトナーを光導電性面から製造
（クリーニング）して除去することが最良の作動を行う
ために栄３重要である。

市場において通常成功している自動電子写真技術に使用
される清掃方法は適当な摩擦電気的特性を有する柔らか
な針毛を有するブラシを使用するものである。このよう
な針毛は柔らかであるが、電子写真プレートから残留ト
ナー粒子を除去するのには充分に強力である。更に、柔
らかな繊維状または粘着性の材料のウエブまたはベルト
およびその他の清掃装置も公知である。

光導電性面から残留トナーを除去するために従来達成さ
れた成功にも拘わらず、今もなおそれをさらに改良する
余地があるのである。このことは、特に像を形成するた
めに単一成分磁気トナーを使用する場合に当てはまる。
通常の清掃装置は電荷保持面から上述のようなトナーを
除去するのに満足でないことが証明されている。

電荷保持面から除去する前にトナー像を撹乱することが
電荷保持面から残留トナーを除去するのを助けるものと
して実施されていた。このような装置の一例は米国特許
第3617123号に記載されていて、この特許は現像装置に
よる清掃作用を助けるのに振動ブラシを使用している。
この場合、振動ブラシは光導電性ドラム面が現像および
清掃組合せ装置に進入する位置から上流側に配置される
のである。ブラシはドラム面に沿つて長手方向に取付け
られ、ブラシの針毛が清掃される面に軽く接触するよう
になされてドラム面を横切る方向に振動するようになつ
ている。このようにして、ブラシはドラム面上で帯電さ
れた残留トナー粒子を移動させ、掻き混ぜて、現像およ
び清掃組合せ装置によつてさらに容易に残留トナー粒子
を除去できるようになす。この型式のブラシは蓄積され
た残留トナーを物理的に移動させ、結像面上にわたつて
広げる傾向を与えるのである。しかし、長期間の使用の
後で、トナーはブラシの針毛内に入り込んでブラシが企
図された目的に役立たないようになる傾向がある。

電荷保持面の運動方向に対して横方向に動かされる導電
性ブラシも、ロイド・エフ・ビーンその他によつて出願
され、本願出願人に譲渡された米国特許出願第438227号
に図示され、説明されている通り良く知られている。

前述の米国特許第3617123号に記載された型式の繊維ブ
ラシおよび前述の米国特許願に記載された型式のものは
繊維毛が抜けてしまい、その抜けた繊維で像形成工程に
問題が生ずることが知られている。このような問題を生
ずる繊維を含まない部材（すなわち撹乱装置および清掃
ブラシ）を使用する残留トナー除去装置が望ましいこと
が認められている。従つて上述の事実に鑑みて以下に述
べるように本発明が提案されたのである。

発明の目的 本発明の目的は、上述したような従来技術の欠点を排除
して性能の良好な電子写真複写装置の清掃装置を提供す
ることである。

本発明の他の目的は、天然繊維型式の要素およびキヤリ
アビードを使用しないことによつて構造が簡単で、安価
に製造でき、作動に信頼性のある残留トナー除去装置を
提供することである。

発明の概要 前記した目的の少なくとも一部は、電荷保持面から残留
トナーを除去する装置において、該残留トナー除去装置
が、穂が電荷保持面と接触するように前記電荷保持面に
隣接して支持されている磁気ブラシと、磁気ブラシの上
流側において電荷保持面に隣接して支持されており、磁
気ブラシによって除去されるべき残留トナーの状態を調
整するように構成された残留トナー撹乱装置とを備え、
磁気ブラシの前記穂が磁性粒子を含み、前記撹乱装置
は、磁気ブラシに隣接して支持され、磁気ブラシが回転
される際磁場が貫通するように構成された磁性構造体か
らなり、前記穂が電荷保持面上の残留トナーと接触せし
められるように構成されている残留トナー除去装置によ
って達成される。

上述のようにして、本発明によれば、電荷保持部材の帯
電された表面から絶縁的な単一成分残留磁気トナーを満
足に除去できる装置が提供される。そのために、交叉平
面内に取付けられる１対のブレード部材が設けられ、２
つの隣接端部の間に鋭角が形成され、反対側の端部の間
に鈍角が形成されるようになされるのである。鋭角を形
成する方の端部は電荷保持面に隣接して位置する間隙を
形成し、反対端部は通常の磁気清掃シリンダーすなわち
ブラシに隣接して配置されるのである。

磁気ブラシもまた前記間隙の下流側で電荷保持面に隣接
して支持される。磁気ブラシはその回転およびブレード
に近接していることによつて間隙を横切る脈動磁場を作
り、これがまた電荷保持面から間隙内に沈着された磁気
トナーを電荷保持面と接触状態で前後に動かしてこれに
よつて残留トナーを電荷保持面上で再分布させ、磁気ブ
ラシによつてさらに良好に除去されるようになすのであ
る。その後で再分布されたトナーは除去ブラシに吸着さ
れる。

ブレードは柔らかな磁気材料から製造され、１つのブレ
ードの基部が磁極の１つに位置する時、他のブレードの
基部が磁極の間に位置するように配置されるのである。
従つてブレードはその長さ寸法に平行な磁場を効果的に
増幅するとともに、この長さ寸法に垂直な方向の磁場
を、変化を生じないようにして通過させ得るようになす
のである。上述のように配置されたブレードによつて、
電荷保持面の表面に沿つて強い磁場および磁気勾配が作
られることができるのである。

発明の実施例 本発明の特徴を全体的に理解するために添付図面を参照
して以下に説明する。総ての図面において、同様の符号
は同様の部材を示すのに使用されている。第１図は本発
明の装置を組込んだ図解的な電子写真複写装置の種々の
構成要素を概略的に示している。

電子写真印刷装置すなわち複写装置の技術は良く知られ
ているから、第１図に示された複写装置に使用されてい
る種々の処理ステーシヨンはここでは簡単にしか説明し
ない。

第１図に示されるように、複写装置は導電性基体１、電
気絶縁性有機樹脂にランダムに分散された光導電性粒子
を含む電荷発生層12および１つまたはそれ以上のジアミ
ンを溶解した透明な電気的不活性ポリカーボネート樹脂
を含む電荷輸送ないし転送層14より成る光導電性ベルト
10を使用している。この型式の受光装置はミラン・スト
ルカその他に1981年５月５日付附与された米国特許第42
65990号に記載されていて、その記載は参考のためにこ
の明細書に組込まれている。ベルト10は矢印16の方向に
動いて、ベルトの引続く部分を順次にベルト10の運動路
の廻りに配置される種々のステーシヨンを通つて前進さ
せるようになつている。ベルト10は剥離ローラー18、張
力ローラー20および駆動ローラー22の廻りを張掛けられ
て動かされる。駆動ローラー22は回転可能に取付けられ
てベルト10と係合している。モーター24がローラー22を
回転させて、ベルト10を矢印16の方向に前進させるので
ある。ローラー22はベルト駆動装置のような適当な装置
によつてモーター24に連結されている。

ベルト10は適当な張力で張力ローラー20をベルト10に対
して弾性的に押圧する１対のばね（図示せず）によつて
張力を与えられている。剥離ローラー18および張力ロー
ラー20は回転可能に取付けられている。これらのローラ
ーはアイドラーローラーであつて、ベルト10が矢印16の
方向に動く時に自由に回転する。

引続いて第１図を参照すれば、ベルト10の一部分は最初
に帯電ステーシヨンＡを通過する。この帯電ステーシヨ
ンＡにおいて、全体を符号25で示されたコロナ発生装置
がベルト10の電荷発生層12を比較的高い、実質的に均一
な負の電位に帯電する。このような光導電性ベルト10を
負に帯電する適当なコロナ発生装置は導電性遮蔽体26お
よびコロナワイア27を含んでいて、後者は、交流電圧が
コロナワイアに与えられて遮蔽体および光導電性面が同
じ電位にある時に正味の直流コロナ電流を阻止するだけ
の厚みを有する電気的絶縁層28を被覆されている。

次に、光導電性ベルトの帯電された部分は露光ステーシ
ヨンＢを通つて前進させられる。露光ステーシヨンＢに
おいて、オリジナルドキユメント30が表面側を下にして
透明なプラテン32上に載置される。ランプ34ガ閃光光線
をオリジナルドキユメント30上に投射する。オリジナル
ドキユメント30の光像から反射された光線はレンズ36を
通つて伝達される。光像は光導電性ベルトの帯電された
部分上に投影されてその部分の電荷を選択的に消散させ
る。このことはオリジナルドキユメント30内に含まれる
情報面積部分に対応する静電潜像をベルト上に記録す
る。

その後で、ベルト10は静電潜像を現像ステーシヨンＣに
前進させる。現像ステーシヨンＣにおいて、磁気ブラシ
現像ローラー38が絶縁性単一成分磁気現像剤すなわちト
ナー粒子を静電潜像と接触させるように供給する。静電
潜像はトナー粒子を吸着してこれによつて光導電性ベル
ト上にトナー粒子像を形成する。現像剤は重量で20〜40
％程度のマグネタイトを含む。これと異なり、２成分
（すなわちキヤリアビーズ＋トナー粒子）現像剤も使用
できる。この例では、含有量は重量で20％程度となされ
る。

ベルト10はトナー粒子像を転写ステーシヨンＤに前進さ
せる。転写ステーシヨンＤにおいて、支持材料のシート
40がトナー粒子像と接触するように動かされる。この支
持材料のシート40はシート給送装置42によつて転写ステ
ーシヨンＤに前進させられるのである。シート給送装置
42はシート積重ね体46の上部シートと接触する給送ロー
ル44を含むのが望ましい。この給送ロール44は最上部の
シートを積重ね体46からシユート48内に前進させるよう
に回転する。シユート48は支持材料の前進するシートを
調時された順序でベルト10と接触させるようにシートに
前進方向を与え、ベルト10上に現像されたトナー粒子像
が転写ステーシヨンＤにて支持材料の前進するシートに
接触させられるのである。

転写ステーシヨンＤはコロナ発生装置50を含んでいて、
このコロナ発生装置50が適当な極性のイオンをシート40
の裏面に噴射してトナー粒子像が光導電性ベルト10から
シート40に吸着されるようになすのである。転写が終了
した後で、シートは矢印52の方向に、図示されないコン
ベアー上を引続いて動かされ、このコンベアーがシート
をフュージングステーシヨンＥに前進させるのである。

フュージングステーシヨンＥは全体的に符号54によつて
示されるフューザー組立体を含み、このフューザー組立
体は転写されたトナー粒子像をシート40に永久的に固定
させるのである。フューザー組立体54は支持ローラー58
と押圧係合関係になされた加熱フユーザーローラー56を
含むのが望ましい。シート40はフユーザーローラー56お
よび支持ローラー58の間を通つてトナー粒子像がフユー
ザーローラー56と接触するようになされる。このように
して、トナー粒子像永久的にシート40に固定されるので
ある。溶着の後でシユート60が前進するシート40を捕捉
トレー62に案内して作業者によつて複写装置から取出さ
れるようになすのである。

第２図には、符号70によつて示される残留トナー除去構
造体が示されている。この構造体70はそれぞれ符号74お
よび76によつて概略的に示されるＮ極およびＳ極を含む
磁気ブラシすなわち磁気清掃シリンダー72を含んでい
る。このシリンダー72は電荷保持面10に隣接して回転す
るように支持されていて、残留トナーが磁気清掃シリン
ダー72に吸着され、これによつて電荷保持面を清掃する
ようになつている。電荷保持面から除去された残留トナ
ーもまた単一成分材料で、重量で大体40〜60％に等しい
量のマグネタイトを含むのが望ましい。

シリンダー72はまた鋼鉄のような磁気的に軟らかい磁気
材料から作られる残留トナー撹乱装置すなわち磁気ブレ
ード部材82および84の端部78および80の近辺で回転す
る。これらのブレード部材82および84は、これらの端部
86および88がその中間に間隙90を形成するように支持さ
れている。間隙90は磁気ブラシが接触する点より上流側
で電荷保持面10に隣接して配置されている。

磁気ブラシすなわちシリンダー72はその回転および磁気
ブレード部材に近接していることによつて間隙を横切つ
て脈動する磁場を生じさせ、これがまたこの間隙内の磁
気トナーを電荷保持面に対して相対的に前後に動かして
これによつて残留トナーを電荷保持面上で再分布させ、
これが残留トナーをさらに容易に磁気ブラシから除去で
きるようになす。

ブレード部材は柔らかな磁気材料から作られ、ブレード
の長さ寸法に平行な磁場を増幅させ、１方この寸法の方
向に垂直な磁場を変化しないで通過させるのを可能にな
す。上述のように配置されたブレードによつて、強い磁
場および磁気勾配が電荷保持面に沿つて生ずるようにな
されるのである。

発明の効果 以上の説明によつて判るように、本発明によつて提供さ
れる構成により、天然繊維型式の成分およびキヤリアビ
ードを使用しないことによつて構造が簡単で、安価に製
造でき、作動に信頼性のある残留トナー除去装置が提供
されるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の部分を形成するトナー除去装置すなわ
ち構造体を組込んだ電子写真複写装置を示す概略的立面
図。 第２図は本発明の部分を形成するトナー除去構造体の概
略的説明図。 第３図は第２図に示された構造体の部分を形成する像撹
乱装置の拡大説明図。 10……光導電性ベルト 11……導電性基体 12……電荷発生層 14……電荷転送層 18……剥離ローラー 20……張力ローラー 22……駆動ローラー 24……モーター 26……導電性遮蔽体 27……コロナワイア 28……電気的絶縁層 30……オリジナルドキユメント 32……透明なプラテン 34……ランプ 36……レンズ 38……磁気ブラシ現像ローラー 40……支持材料のシート 42……シート給送装置 44……給送ロール 46……シートの積重ね体 48、60……シュート 54……フユーザー組立体 56……加熱フユーザーローラー 58……支持ローラー 70……残留トナー除去構造体 72……磁気清掃シリンダーすなわち磁気ブラシ 74……Ｎ極 76……Ｓ極 82、84……磁気ブレード部材すなわち残留トナー撹乱装
置 90……間隙 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……フユージングテーシヨン

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電荷保持面から残留トナーを除去する装置
   において、該残留トナー除去装置が、 穂が電荷保持面と接触するように前記電荷保持面に隣接
   して支持されている磁気ブラシと、 磁気ブラシの上流側において電荷保持面に隣接して支持
   されており、磁気ブラシによって除去されるべき残留ト
   ナーの状態を調整するように構成された残留トナー撹乱
   装置と を備え、 磁気ブラシの前記穂が磁性粒子を含み、 前記撹乱装置は、磁気ブラシに隣接して支持され、磁気
   ブラシが回転される際磁場が貫通するように構成された
   磁性構造体からなり、 前記穂が電荷保持面上の残留トナーと接触せしめられる
   ように構成されている残留トナー除去装置。
2. 【請求項２】前記撹乱装置は隣接端部の間に先細の間隙
   が形成されるように支持された一対のブレードからな
   り、該問隙が電荷保持面に隣接して位置しており、前記
   先細の間隙を形成する前記端部とは反対側のブレード端
   部が磁気ブラシに隣接して位置しており、磁気ブラシが
   回転された際、前記間隙を横切る振動性の磁場の波を発
   生させ、該間隙中のトナーを、電荷保持面上の残留トナ
   ーと接触させながら、該間隙を横切るように前後に動か
   すように構成された特許請求の範囲第１項に記載の残留
   トナー除去装置。
3. 【請求項３】前記電荷保持面は、その表面トナー像が形
   成されるものである特許請求の範囲第１項に記載の残留
   トナー除去装置。
4. 【請求項４】前記撹乱装置は隣接端部の間に細い間隙が
   形成されるように支持された一対のブレードからなり、
   該間隙が電荷保持面に隣接して位置しており、前記細い
   間隙を形成する前記端部とは反対側のブレード端部が磁
   気ブラシに隣接して位置しており、磁気ブラシが回転さ
   れた際、前記間隙を横切る振動性の磁場の波を発生さ
   せ、該間隙中のトナーを、電荷保持面上の残留トナーと
   接触させながら、該間隙を横切るように前後に動かすよ
   うに構成された特許請求の範囲第１項に記載の残留トナ
   ー除去装置。
5. 【請求項５】トナー除去ブラシによって除去して電荷保
   持面上に残留する一成分トナーを調整する構造体であっ
   て、 電荷保持面の近傍に磁場振動を形成して電荷保持面と接
   触している磁気トナー粒子を動かす撹乱装置を備え、 該撹乱装置は隣接端部の間に細い間隙が形成されるよう
   に支持された一対のブレードからなり、該間隙が電荷保
   持面に隣接して位置しており、前記細い間隙を形成する
   前記端部とは反対側のブレード端部が磁気ブラシに隣接
   して位置しており、磁気ブラシが回転された際、前記間
   隙を横切る前記振動性の磁場の波を発生させ、該間隙中
   のトナーを、該間隙を横切るように前後に動かすように
   構成された一成分トナー調整構造体。