JPH065442B2 - 電荷保持表面の清掃装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、印刷または複写装置、より詳細には、印刷ま
たは複写装置の一部をなす電荷保持表面からトナーや屑
などの残留粒子を除去し、続いて残留粒子から再使用に
適するトナーを静電的に回収する清掃装置に関するもの
である。

従来の技術 考えている形式の印刷または複写技術において、像を形
成する１つの方法は、感光体すなわち光導電体などの電
荷保持表面を使用する。感光体は、導電性基材に接着さ
れた光導電性絶縁材料より成っており、一様に帯電され
る。そのあと、感光体は複写する原稿の光像に対し露光
される。この結果形成された静電潜像は、この目的のた
めに特に用意された多数の着色樹脂のどれかを塗付する
ことによって可視化される。再使用可能な感光体の場合
には、可視像を形成する着色樹脂は、一般にトナーと呼
ばれ、普通紙に転写される。転写後、トナー像は、通常
は、ローラー定着装置で熱と圧力を加えることにより、
コーピー・シートに定着される。

転写のとき、像を形成するトナーの大部分は紙に転写さ
れるが、一部のトナーは感光体の表面に残留し、比較的
大きな静電気力と（または）機械的な力によってその表
面に保持される。最適操作のためには、表面に残ってい
るトナーや屑を表面から完全に清掃することが絶対不可
欠である。

自動ゼログラフイーに採用され、商業的に成功している
清掃方法は、適当な摩擦電気特性をもつ柔軟な毛で作ら
れたブラシを使用している。毛は柔軟であるが、ゼログ
ラフイー表面から残留トナー粒子を除去できる程度の堅
さを有する。そのほかに、柔軟な繊維から成る、または
べとべとする材料ででき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。

電荷保持表面から残留トナーや屑を除去する分野におけ
るより新しい開発では、同様に、作用すべき表面との物
理的接触にたよるほかに、清掃装置の１個またはそれ以
上の部材を電気的にバイアスすることによつて生じた静
電界にたよる清掃構造が得られている。

電荷保持表面と繊維ブラシまたは磁気ブラシなどの清掃
部材との間に静電界を生じさせると、清掃ブラシ面への
トナーの吸引が強まることが判つた。米国特許第3,572,
923号（１９７３年３月２２日発行）および第3,722,018
号（１９７１年３月３０日発行）には、上述のような方
法が開示されている。同様に、ブラシとブラシ脱トナー
部材との間に静電界を生じさせると、ブラシからのトナ
ーの除去が改良される。ブラシと感光体間に静電界を発
生させるのは、ブラシに直流電圧を印加することによっ
て行なわれる。ブラシを形成している繊維または粒子が
導電性であつて、そこにバイアスが印加されると、繊維
または粒子が非導電性すなわち絶縁性である場合より
も、清掃に効果があることが認められた。

米国特許出願第130,805号（１９８０年３月１７日出
願）は、ブラシと感光体との間およびブラシと脱トナー
・ローラーの間に必要な静電界を生じさせるために、共
に電気バイアスが印加された磁気ブラシと絶縁性脱トナ
ー・ロールを開示している。この出願は、１９８１年９
月２２日にブラジルで公表されている。

導電性ブラシと絶縁性感光体との間に生じた静電界は、
感光体上のトナーがブラシに吸引される程度の強さであ
る。したがつて、もし感光体上のトナーが正に帯電して
いれば、上述の静電界は負またはより低い正であろう。
ブラシから脱トナー・ロールの上にトナーを吸引するた
めには、脱トナー・ロールは、同じ極性であるがブラシ
より高い負の電位または低い正の電位に電気的にバイア
スされる。

米国特許第4,116,555号には、前記米国特許出願第130,8
05号に記載されている装置と構造的に似ている装置が開
示されている。しかし、その装置は、感光体から背景ト
ナーを除去するバイアスされたブラシと、背景除去用ブ
ラシから背景粒子を除去して現像剤溜に戻す２個のロー
ルを有している。その目的のために、米国特許第4,116,
555号の装置は反対の極性にバイアスされた２個の脱ト
ナー・ロールを使用している。そのやり方で、背景領域
内の正負双方のトナーを感光体から除去することができ
る。

米国特許第4,116,555号の装置の改良が米国特許出願第5
17,151号に開示されている。上記出願の装置には、前記
米国特許第4,116,555号の場合と同様に、電気的にバイ
アスされたブラシと協同して、感光体などの電荷保持表
面から残留トナーを除去する２個の脱トナー・ロールが
設置されている。しかし、米国特許出願第517,151号の
装置は、米国特許第4,116,555号の装置と異なり、表面
から残留トナーや屑を除去するためばかりでなく、トナ
ーを再使用することができるようにトナーから屑を分離
するためにも使用される。

問題点を解決するための手段 本発明の改良された特徴によれば、電解保持表面の表面
から残留トナーや屑を除去する、静電気で補助された磁
気清掃ブラシが得られる。磁気製造ブラシへ転移したト
ナーや屑は、導電性格子構造をもつ脱トナー・ローラー
によつて除去される。格子構造は、そこに３相またはそ
れ以上の交流電圧が加えられると、その表面附近に静電
進行波を生じるように設計されている。格子構造は、ロ
ーラーの周囲まわりに延びる導体の配列から成り、隣り
合う導体には位相のずれた交流電圧が接続されるように
なつている。この結果、ローラーに沿つて軸方向に動く
進行波が生じる。所定の直径と電荷を有し、予備清掃用
コントロンで処理され、脱トナー・ローラーへ吸引され
た帯電したトナーは、進行波によつて脱トナー・ローラ
ーの一端へ迅速に搬送され、そこでローラーからかき落
されて、容器に集められるか、または現像剤ハウジング
へ運ばれる。適当な電荷または直径を有しない粒子、た
とえば紙の屑は、適当な刃によつて脱トナー・ローラー
から清掃される。

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

実施例 電子写真式印刷または複写技術は周知であるから、第１
図に示した複写機に用いられている各種の処理ステーシ
ヨンを簡単に説明するにとどめる。

第１図に示すように、複写機は、導電性機層１１、絶縁
性有機樹脂の中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つまたはそれ以上のジアミン
が内部に溶存している電気的に不活性の透明なポリカー
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4,265,990号（１９８１年５月５日発行）に開
示されている。ベルト１０は、矢印１６の方向に動い
て、その連続部分を進めその移動通路の周囲に設置され
た各種の処理ステーションを通過させる。

ベルト１０は、剥離ローラー１８、張力付与ローラー２
０、および駆動ローラー２２の周囲にかけ渡されてい
る。ローラー２２は、適当な手段たとえば駆動チェーン
によつてモーター２４に結合されている。

ベルト１０は、張力付与ローラー２０をベルト１０に対
し必要なばね力で弾力的に押し付けている１対のばね
（図示せず）で張力が維持される。剥離ローラー１８と
張力付与ローラー２０は共に回転できるように取り付け
られている。これらのローラーは、ベルト１０が矢印１
６の方向に動くと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２５がベルト１０の層１４を比較的
高いほヾ一様な負電位に帯電させる。光導電性ベルト１
０を負に帯電させるのに適するコロナ発生装置は、導電
性シールド２６とコロナ線２７から成つており、後者は
コロナ線に交流電圧が加えられたとき正味直流コロナ電
流を阻止する厚さをもつ絶縁層２８で被覆されている。
導電性シールド２６に適当な直流バイアスが印加される
と、露光ステーシヨンＢへ向つて進行する光導電性ベル
トに適当な電荷が塗付される。露光ステーションＢに
は、原稿３０が表を下に透明プラテン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を透
過して像を形成する。その光像は光導電性ベルトの帯電
部分の上に投影され、その上の電荷が選択的に消散され
る。これにより、ベルトの上に原稿３０に含まれる情報
領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
ーラー３８が混合現像剤（すなわち、トナーとキヤリヤ
粒子）を運んで静電潜像に接触させる。潜像はキヤリヤ
粒子からトナー粒子を吸引するので、光導電性ベルトの
上にトナー粉末像が形成される。

ベルト１０は、次に、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、トナー粉末像に
接触するように支持材料シート４０が送られてくる。支
持部材シートはシート供給装置４２によつて転写ステー
シヨンＤへ進められる。シート供給装置４２は、供給ロ
ーラー４４がスタツク４６の一番上のシートに接触して
いるものが好ましい。供給ロール４４は回転してスタツ
ク４６から一番上のシートをシユート４８に送り込む。
シユート４８は進行するシートを案内し、転写ステーシ
ヨンＤにおいて、進行するシートにトナー粉末像が接触
するように調時した順序でベルト１０に接触させる。

転写ステーシヨンＤには、光導電性ベルト１０からシー
ト４０へトナー粉末像が吸引されるように、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
５０が設置されている。転写後、シートは続いて矢印５
２の方向に移動してコンベヤ（図示せず）の上に載り、
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に永久的に定着させる定着装置５４が設置され
ている。定着装置５４は、バツクアツプローラー５８で
加圧されトナー粉末像が定着ローラー５６に接触するよ
うになつている加熱された定着ローラー５６を有するも
のが好ましい。このやり方で、トナー粉末像はシート４
０に永久的に定着される。定着後、シユート６０が進行
するシート４０を、オペレータが複写機から取り出すた
めのキヤツチ・トレイ６２へ案内する。

以下検討する、適当にバイアスされた清掃ローラーが残
留トナー等の除去をより有効に行えるように、残留トナ
ーや異物を正電荷にさらすための予備清掃用ダイコロト
ロン（dicorotron）６３が設置されている。

清掃ステーシヨンＦでは、電源６５で適当にバイアスさ
れ、モーター６７で矢印６６の方向に回転する電磁ブラ
シ６４によつて、トナーや異物すなわち屑たとえば紙の
繊維などの残留粒子が光導電正表面から除去される。

磁気ブラシ６４は、キヤリヤ粒子（図示せず）が光導電
性ベルト１０に接触するブラシ状構造を形成するよう
に、磁石（図示せず）が内部に配置された円筒形ローラ
ー部材７０から成つている。磁気ブラシ６４に印加され
た電気バイアスは、ブラシと光導電正ベルトとの間に静
電界を生じさせ、その静電界が光導電性ベルトからの残
留粒子の除去を促進する。

ブラシ６４が光導電性ベルトから粒子を有効に除去し続
けることができるように、ブラシ６４から残留粒子を連
続的に除去するローラー形状の脱トナー構造体７２が設
置されている。脱トナー構造体７２は、モーター７６に
よつて回転されるように支持された、電気的に絶縁され
た円筒形部材７４から成つている。導電性電極８０，８
１，８２，８３は、部材７４の表面によつて支持されて
いる。導電性電極８０，８１，８２，８３は、ブラシか
ら脱トナー・ロールへ残留粒子を吸引するため磁気ブラ
シに対し−１００〜−５００ボルトの直流電圧にバイア
スされた導電性格子網を形成している。電極に対し、２
００〜６００ボルト（波高値）程度の電圧および１〜３
キロヘルツ程度の周波数の交流電圧が加えられる。その
交流電圧は進行波パターンが生じるように、異なる組の
電極では位相がずれている。電圧は、フインガー整流子
９０，９２を介して加えられる。実際には、４個の整流
子があるが、わかり易いように２個のみが図示されてい
る。整流子は、脱トナー構造７２の内部に設けられた導
体９４，９６，９８，１００に接触している。これらの
導体は、実線１０２で表示したコネクタを介して電極８
０，８１等に電気的に接続されている。これにより、所
定の直径（すなわち、１〜２０ミクロン）と４マイクロ
ク−ロン／グラム以上の電荷を有する残留粒子は、脱ト
ナー構造７２の軸線に沿つて動かされて収集電極８４に
達し、収集電極８４はトナー粒子を除去するかき落し刃
８５によつて除去されるまで静電気力によつて粒子をそ
の場所に保持する。粒子は、あとで再使用するため容器
８６に集められる。隣り合う電極間の位相差が９０°で
ある４つの異なる相を、１組の電極８０，８１，８２，
８３に加えることが好ましい。

適当な大きさすなわち直径を有しない粒子たとえば紙の
繊維は、電極の領域内に、脱トナー構造の外周まわりに
堆積して残る。これらの粒子は、かき落し刃８８によつ
て除去され、容器（図示せず）に集められ、捨てられ
る。

電極８０，８１，８２，８３の幅は約５ミルであり、隣
り合う電極間の間隔は約５ミルである。電極を支持して
いる表面には、高い絶縁強さと、表面に対し低い摩擦係
数をもつ薄膜（厚さ１〜２ミル（約２５〜５０ミクロ
ン））が相似して巻かれており、その代表的材料はポリ
フツ化ビニルである。この表面被膜は、電極からブラシ
へ短絡するのを防止し、かつ電極間の短絡を防止するた
めに不可欠である。

電極に対する６００ボルト以上の高い交流電圧は、表面
にコロナを発生させ、かつ格子構造の完全性を損う可能
性があるので、避けるべきである。

本発明は、清掃装置として、磁気ブラシの代りに導電性
繊維ブラシを使つても、等しく満足に機能を果すことに
注目されたい。

以上により、電荷保持表面から除去された残留粒子から
再利用可能なトナーを有効に分離することができる静電
気で補助された改良型の装置が開示されたことを理解さ
れたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を組み入れている電子写真式複写機を
示す略正面図、および 第２図は、第１図の複写機に組み込まれた清掃装置の斜
視図である。 １０…光導電性ベルト、１１…導電性基層、 １２…電荷発生層、１４…電荷輸送層、 １６…移動方向、１８…剥離ローラー、 ２０…張力付与ローラー、 ２２…駆動ローラー、 ２４…モーター、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、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ー、 ４０…シート、４２…シート供給装置、 ４６…シートのスタツク、４８…シユート、 ５０…コロナ発生装置、５２…移動方向、 ５４…定着装置、５６…定着ローラー、 ５８…バツクアツプ・ローラー、 ６０…シユート、６２…キヤツチ・トレイ、 ６３…予備清掃用ダイコロトロン、 ６４…磁気ブラシ、６５…電 源、 ６６…回転方向、６７…モーター、 ７０…円筒形ローラー部材、 ７２…脱トナー構造、 ７４…絶縁された円筒形部材、 ７６…モーター、 ８０，８１，８２，８３…導電性電極、 ８４…収集電極、８５…かき落し刃、 ８６…容 器、８８…かき落し刃、 ９０，９２…フインガー整流子、 ９４，９６，９８，１００…導 体、 １０２…コネクタを示す点線、 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…清掃ステーシヨン。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】表面からトナー粒子を含む帯電粒子を除去
   し、続いて所定の直径および電荷を有する粒子とその他
   とを分離する装置において、 一部分が前記表面に近づきそして遠ざかる第１の方向に
   動くように前記表面に隣接して支持されたエンドレス式
   粒子除去部材、 前記エンドレス式粒子除去部材に相対的に動くように該
   粒子除去部材に隣接して支持された脱トナー構造体、お
   よび 前記脱トナー構造体に一体的に構成され、前記所定の直
   径および電荷を有する粒子を前記第１の方向に対しほヾ
   直角な方向に移動させる手段を具備し、 脱トナー構造体に一体的に構成された前記手段は導電性
   格子構造体であり、 更に、前記所定の直径および電荷を有する粒子を該脱ト
   ナー構造体に沿って軸方向に移動させる静電進行波を発
   生させるように、前記格子構造体に接続された電源を具
   備し、 前記電源は交流電源であり、前記導電性格子構造体は前
   記脱トナー構造体のまわりに巻かれた導体の配列で成
   り、前記交流電源は、隣り合う導体の交流電圧が位相ず
   れしているように、前記導体配列に接続されている ことを特徴とする装置。
2. 【請求項２】前記表面は電荷保持表面である特許請求の
   範囲第１項記載の装置。
3. 【請求項３】前記電荷保持表面は感光体である特許請求
   の範囲第１項記載の装置。
4. 【請求項４】前記エンドレス式粒子除去部材は、円筒形
   状の磁気ブラシである特許請求の範囲第３項記載の装
   置。
5. 【請求項５】前記脱トナー構造体は、ローラー部材であ
   る特許請求の範囲第４項記載の装置。
6. 【請求項６】前記脱トナー構造体の一端の近くに配置さ
   れ、前記進行静電波によってそこへ動かされてきた粒子
   を除去する手段を有する特許請求の範囲第５項記載の装
   置。
7. 【請求項７】前記脱トナー構造体の表面から、前記一端
   へ動かされなかった粒子を除去する手段を有する特許請
   求の範囲第６項記載の装置。
8. 【請求項８】前記交流電源は、２００〜６００ボルトの
   程度の波高値を有する特許請求の範囲第７項記載の装
   置。
9. 【請求項９】前記導体の中心間距離は約１０ミリ（２５
   ０ミクロン）である特許請求の範囲第８項記載の装置。
10. 【請求項１０】隣り合う導体間の間隔は、１個の導体の
    幅にぼヾ等しい特許請求の範囲第９項記載の装置。
11. 【請求項１１】各導体の幅は、５ミル（１２５ミクロ
    ン）である特許請求の範囲第１０項記載の装置。
12. 【請求項１２】前記導体は、ポリフッ化ビニルまたはポ
    リイミドの薄膜で被覆されている特許請求の範囲第１１
    項記載の装置。