JPH08335014A

JPH08335014A - 粒子除去装置

Info

Publication number: JPH08335014A
Application number: JP8135129A
Authority: JP
Inventors: Nero R Lindblad; アールリンドブラッドネロ
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1995-06-07
Filing date: 1996-05-29
Publication date: 1996-12-17
Also published as: US5561513A

Abstract

(57)【要約】【課題】クリーナブラシの効率的なトナーの除去を目
的とする。【解決手段】トナー除去ニップを通る“順”モード方
向で、ブラシおよび可動トナー除去面を回転することに
よって、上記目的を達成する。トナー除去の“順”モー
ドは、トナー除去ニップを通る際の、トナーをトナー除
去する電界からシールドするファイバーの圧縮を防ぐ。
“順”モードは、最初に圧縮されたファイバーが解放
し、トナー除去ニップにわたって、トナーの除去量を最
大となるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、静電写真コピー機
およびプリンタに関し、特にクリーニング装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】単一および二重の小型ＥＳＢ（静電ブラ
シ）クリーナ用のトナー除去ロール（例えば、アルマイ
ト除去ロール）は、ブラシが像形成面（例えば、感光
体）からトナーを除去するほど迅速に、トナーをブラシ
から除去することができないとされてきた。結果とし
て、トナーはブラシに蓄積する。クリーナブラシにおい
てトナーが蓄積することにより、ブラシの清掃効率が下
がり、トナーが感光体に再び堆積する。この低い清掃効
率は、トナーの投入量が非常に少ないか非常に多いかの
いずれかの場合に、11.9インチ毎秒（30.2センチ毎秒）
の処理スピードで生じることが示されている。ガーバシ
(Gerbasi) 等による米国特許第 5,329,344号は、クリー
ナブラシシステムにおける従属的なトナー除去ロールに
潤滑剤を与えるクリーニング方法および装置を開示す
る。第１トナー除去ロールから取り除かれるトナー粒子
は、第２トナー除去ロールに運搬され、潤滑剤が無いこ
とによる第２トナー除去ロールの磨耗の問題を小さくす
る。バイアスされたトナー除去ロールが、バイアスされ
たブラシに近接して配置され、トナー除去ロールが、ト
ナーをブラシファイバーから静電的に取り除くことを可
能にする。トナー除去ロールは、クリーナブラシのと同
じ方向に回転する。

【０００３】レイング(Laing) による米国特許第 4,49
4,863号は、表面からトナー像を転写した後に、電荷保
持面から残留トナーおよびくずを取り除くトナー除去装
置について開示する。この装置は、一つがバイアスされ
たクリーナブラシからのトナーを除去するためのもので
あり、もう一つが紙の繊維やカオリンのようなくずをブ
ラシから取り除くためのものである一対のトナー除去ロ
ールの使用を特徴とする。それらのロールは電気的にバ
イアスされ、一つがブラシからトナーを引き付け、もう
一つが、くずを引き付ける。従って、トナーは、コピー
質を損ねずに再使用されることができ、くずは捨てられ
ることができる。

【０００４】

【発明の概要】簡単にいうと、本発明の一つの態様に従
って、粒子を表面から取り除く装置が提供される。その
装置は、ある運動方向をもつ除去手段を用いて、表面か
ら粒子を取り除く手段を備える。除去手段からトナー粒
子を除去するトナー除去手段が、ある運動方向を有し、
除去手段に隣接して配置される。除去手段とトナー除去
手段の間の領域であるトナー除去ニップで、除去手段が
トナー除去手段に接触する。除去手段およびトナー除去
手段の両方が、トナー除去ニップで“順”の運動方向を
有する。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明が有益な利用を見出した再
生装置が、感光性表面と導電性の光透過性基層からなる
感光性ベルト１０の形態において取り付けられる電荷保
持部材を使用し、帯電ステーションＡ、露光ステーショ
ンＢ、現像ステーションＣ、転写ステーションＤ、定着
ステーションＥおよびクリーニングステーションＦを移
動する。ベルト１０は、矢印の方向１６に進み、その連
続部分は、その移動の経路の周りに配置される様々な処
理ステーションを順に通過する。ベルト１０は、複数の
ローラ１８、２０および２２の周りに掛けられ、最初の
ローラは、感光体ベルト１０に適切なテンションを与え
るために使用可能である。モータ２３は、ローラ２０を
回転して、ベルト１０を矢印の方向に進ませる。ローラ
２０は、ベルト駆動のような適切な手段によりモータ２
３に結合される。図６を参照すると分かるように、ベル
ト１０の連続部分は、最初に帯電ステーションＡを通過
する。帯電ステーションＡで、スコロトロン、コロトロ
ンまたはディコロトロンのようなコロナ放電装置２４
が、選択的に高い均一な電位または負の電位にベルト１
０を帯電する。従来技術でよく知られる適切な制御は、
コロナ放電装置２４を制御するのに利用される。

【０００６】次に、感光体表面の帯電部分が、露光ステ
ーションＢを通過する。露光ステーションＢで、均一に
帯電した感光体すなわち電荷保持面１０が、レーザ入力
及び／又は出力スキャニング装置２５に露光され、電荷
保持面はスキャニング装置からの出力により放電され
る。スキャニング装置は、３レベルレーザラスター出力
スキャナー（ＲＯＳ）であることが好ましい。結果の感
光体は、帯電された領域の像および放電された領域の像
の両方を有する。現像ステーションＣで、現像システム
３０が、現像材を静電潜像に接触させ、像を現像する。
現像システム３０は、示されるように、第１現像装置お
よび第２現像装置を備える。現像装置３２は、ハウジン
グを有し、一対の磁気ブラシローラ３５および３６を備
える。ローラは、現像材４０を、放電領域の像を現像す
るために感光体に接触させる。現像材４０は、例えば負
に帯電したカラートナーを含む。電気的なバイアスは、
現像装置３２に電気接続する電力供給４１によって行わ
れる。ＤＣバイアスが、電力供給４１によって、ローラ
３５および３６に印加される。現像装置３４が、ハウジ
ングを有し、一対に磁気ブラシロール３７および３８を
備える。ローラは、現像材４２を、帯電領域の像を現像
するために感光体に接触させる。現像材４２は、例えば
帯電領域の像を現像するために正に帯電した黒トナーを
含む。適切な電気的バイアスは、現像装置３４に電気接
続する電力供給４３によって行われる。ＤＣバイアス
が、バイアス電力供給４３によって、ローラ３７おび３
８に印加される。

【０００７】感光体上に現像された合成像が、正および
負の両方のトナーを含むため、前転写コロナ放電部材５
６が、負または正のいずれかの所望の極性のコロナ放電
を利用して、用紙上への効率的な転写に対してトナーを
条件付けるために与えられる。用紙すなわち支持材５８
のシートが、供給トレイ（図示せず）から転写ステーシ
ョンＤに進められる。シートは、シートフィーダ（図示
せず）によりトレイから給送され、転写ステーションＤ
に進み、コロナ帯電装置６０を通る。転写後、シートは
続いて定着ステーションＥへの矢印の方向６２に動く。
定着ステーションＥは、定着組立体６４を含み、転写さ
れたトナー粉末像をシートに永久的に定着する。定着組
立体６４は、バックアップローラ６８が加圧接触する加
熱定着ローラ６６を含み、トナー粉末像が定着ローラ６
６に接触する。この方法において、トナー粉末像が永久
的にシートに定着される。定着後、コピーシートが、受
けトレイ（図示せず）に送られるか、製本、綴じ込み、
丁合等を行う最終ステーションに送られて、オペレータ
により装置から取り除かれる。代わりに、シートが両面
トレイ（図示せず）に送られてもよく、両面トレイから
第２面コピーを受け取るプロセッサに戻される。前縁と
後縁を逆転し、奇数回目にシートを反転する工程が、第
２面の表示をコピーするために一般に必要とされる。し
かしながら、付加的な第２のカラー情報の形態をとるオ
ーバレイ情報が、シートの第１面に要求される場合に
は、前縁と後縁の逆転は必要とされない。当然のことな
がら、両面すなわちオーバレイコピーのためにシートを
戻す工程は、手動で行われてもよい。

【０００８】感光体ベルト１０上に残っている残存トナ
ーおよびくずは、各コピーが作られる後に、クリーニン
グシステム７０を用いてクリーニングステーションＦで
取り除かれる。図１には、従来技術における同じ方向に
回転するトナー除去ロールおよびブラシの正面図が示さ
れている。感光体１０は、ブラシ５０の動く方向とは反
対に（すなわち、対向して）、矢印１６で示される方向
に移動しており、ブラシファイバー５７と感光体面１１
が互いに（ブラシ／感光体ニップ領域で）接触する。電
圧（すなわち、Ｖ_B、Ｖ_D）がブラシ５０（例えば、Ｖ
_Bはおよそ＋２００ボルト）およびトナー除去ロール８
０（例えば、Ｖ_Dはおよそ＋５００ボルト）に印加され
るとき、（負の電荷を有する）トナー粒子１５を、ブラ
シ５０からトナー除去ロール８０に引き付けて、ブラシ
のトナーを除去する。このことは、ブラシ５０とトナー
除去ロールの間に、（例えば、およそ３００ボルトに等
しい）トナー除去電界が作る。図１において、トナー除
去ロール８０が、ブラシ５０と同じ方向（矢印５５）に
（矢印８５で示されるように）回転する。しかしなが
ら、ブラシファイバー５７とトナー除去ロール８０のニ
ップ領域では、ブラシ５０とトナー除去ロール８０が
“逆”モードで作動する。（すなわち、トナー除去ロー
ル８０とブラシファイバー５７が、ニップ領域で（互い
に対向して）反対の方向に移動している。）この“逆”
モードが、ブラシファイバーの圧縮により、ブラシ５０
のトナー除去力を劣化させる。クリーニングブラシは、
通常高い密度を有し、ファイバーは短く、剛性の大きい
ものである。トナー除去ロール８０に当たりながらそれ
らがトナー除去ニップに入り込む場合に、このことによ
りファイバーは圧縮する。この圧縮は、ファイバー５７
中のトナー１５をトナー除去電界からシールドする。こ
れらの圧縮されたファイバー５７は、圧縮された状態で
トナー除去ニップのほとんどを通過する。これらのファ
イバーが圧縮されているとき、トナーがトナー除去電界
からシールドされるために、トナーはファイバーから取
り除かれることができない。トナー除去ニップの出口近
くで、ファイバーが、圧縮をとかれ始める（すなわち、
フレアアウトし、離れて広がる）が、このことが生じる
とき、トナー除去電界の領域を過ぎた状態となってい
る。トナー１５のいくらかは、トナー除去ロール８０に
接触していないとき、ブラシファイバー５７のはね返る
動作によって、圧縮されていない間に放出される。しか
しながら、この“逆”モードの貧弱なトナー除去効率
が、図２で示される本発明により顕著に改良されること
が実験により示され、本発明では、トナー除去の“順”
モードを用いている。

【０００９】図２を参照すると、トナー除去ロールがク
リーナブラシの回転方向の反対に回転する、本発明の実
施の形態の正面図が示される。矢印８６の方向に回転す
るトナー除去ロール８０が、トナー除去ニップ領域にお
いて、矢印５５の方向に回転するクリーナブラシ５０の
“順”モードで運動する。さらに図２において、本発明
が、“順”モードでトナー除去ロール８０を回転するこ
とによって、ブラシファイバー５７が広がり、トナー１
５が、トナー除去ニップ８８のトナー除去電界によって
ブラシから取り除かれることができることを開示する。
“順”モードでトナー除去ロールを回転することは、ク
リーニングブラシ５０のファイバー５７により作られた
トナー粒子を含む圧縮された束を解放する。トナー除去
ロール８０の速度は、ブラシファイバー５７の先端の速
度の３から１０倍であるべきである。トナー除去ロール
８０に引き付けられたトナー粒子１５は、ドクターモー
ドにおいてスクレーパーブレード９０によりトナー除去
ロール８０から取り除かれる。本発明により生じる重要
な利点を理解するために、まずトナーの除去能がどのよ
うに劣化するかを詳細に理解しなければならない。例え
ば、小さい単一または二重ＥＳＢブラシの径はわずか１
インチ（2.54センチ）であり、およそ７ミリの積み上げ
高さを有し、平方インチあたり６００００本ないしはそ
れ以上の密度を有する。そのため、これらのファイバー
は、別の装置（例えば、ゼロックス装置4850, 4890, 51
00及び5090）のブラシで使用される長いファイバーより
も剛性が大きく、またそれらとは異なった曲がり方をす
る。

【００１０】図３および４を参照すると、“逆”モード
と“順”モードのそれぞれにおける、クリーナブラシと
トナー除去のための移動する表面の正面図を示す。本発
明の別の実施の形態において、トナー除去効率が、トナ
ー除去ロール（あるいはトナー除去面）を、（動作の方
向が互いに反対である本発明の図２で示された実施の形
態とは異なり）ブラシと同じ方向に、より速い速度で回
転することによって向上されることができる。図３を参
照すると、クリーナブラシ５０が、矢印５５の方向に回
転し、移動するトナー除去面８２が、クリーナブラシ５
０の回転方向に反対の方向（矢印８３）に移動する。
（この“逆”モードは、トナー除去のために移動する平
坦なガラス表面８２を用いて、実験的にシミュレーショ
ンされ、その際に、回転ブラシ５０を使用し、それらの
表面間の干渉を１ミリに設定した。）図３において示さ
れるように、ブラシファイバー５７は、“逆”モードに
おいてトナー除去ニップ５８に入り込むときに、圧縮さ
れる。この圧縮は、ブラシと平坦表面の間の干渉が大き
くなるにつれて、悪くなる。しかしながら、図４で示さ
れるように平坦な表面が“順”モードで動かされると、
トナー除去ニップ５８に入り込むファイバー５７が最初
に圧縮するが、移動する平坦な表面８２の（矢印８４で
示される）移動方向により、すぐに圧縮から解放される
（すなわち、まっすぐに伸ばされ、広げられる）。移動
する平坦な表面８２が、ブラシ５０の回転方向と同じ方
向に移動する。そのファイバーが広がることにより、ト
ナー除去電界が、ブラシファイバー５７からトナーを取
り除くことが可能となる。

【００１１】本発明のこの実施の形態において、平坦な
表面またはシリンダ形トナー除去ロールの速度がファイ
バーの先端の速度よりもおよそ３倍大きいとき、ブラシ
ファイバー５７が、圧縮をやめ、広がり始める。平坦な
表面（すなわち、トナー除去表面）８２の速度がブラシ
の先端の速度の５倍よりも大きくなると、非常に顕著な
開きが生じる。図５を参照すると、“順”モードのトナ
ー除去と“逆”モードのトナー除去を比較した実験結果
がグラフで示されている。本発明の“順”モードが、ト
ナー除去効率を改善する。例えば、クリーナへの投入量
密度が、0.2mg/cm²よりも大きいとき、トナー除去効率
がかなり上昇する。高い量密度では、ブラシファイバー
上のトナーマッチヘッドが、ファイバーのさらに下の方
にいく。従って、“逆”モードでは、トナーが、ファイ
バー束で圧縮されたファイバーによりシールドされるた
め、ファイバーの先端から離れたところのトナーが、ト
ナー除去電界により取り除かれることができない。それ
に反して、“順”モードでは、ファイバーが広げられ、
トナー除去電界が、ブラシの中に入り込み、トナーを取
り除く。このことは、紙のジャムが生じ、転写されない
トナーが感光体上に残っている場合に、特に重要であ
る。このトナーは、0.5 から1.2mg/cm²の範囲の密度を
有してもよい。クリーナは、このトナーを感光体から取
り除くことを必要とされ、それを行っている際に、ブラ
シが、トナーですぐ飽和される。このトナーは、ブラシ
のコアに移動し、真空にされるかブラシを交換するかし
なければ、取り除くのが困難となる。

【００１２】要約すると、本発明は、“順”モードでト
ナーの除去を行う。トナー除去における“順”モードで
は、トナー除去ニップ領域において、トナー除去面と同
じ方向にブラシファイバーが運動する。本発明におい
て、クリーニングブラシとトナーを除去するために移動
する表面の間の回転方向は、反対の方向であってよく
（図２参照）、本発明の“逆”モードを作るためには同
じ方向であってもよい（図４参照）。従って、本発明
は、クリーナ／トナー除去ニップにおいて、“順”モー
ドを利用することを特徴とし、クリーナブラシとトナー
除去面の回転運動の方向は問題としない。

【図面の簡単な説明】

【図１】クリーナブラシと同じ方向に回転する従来のト
ナー除去ロールを示す。

【図２】本発明の実施の形態であって、反対方向に回転
するトナー除去ロールを示し、トナー除去ロールがクリ
ーナブラシと“順”モードで回転するものを示す。

【図３】従来技術において、移動する表面の運動方向に
関連してトナー除去するために、“逆”モードでクリー
ナブラシが回転している状態を示す。

【図４】本発明の実施の形態において、移動する表面の
運動方向に関連してトナー除去するために“順”モード
でクリーナブラシが回転している状態を示す。

【図５】“順”モードと“逆”モードをグラフで比較し
たものである。

【図６】本発明の特徴部分を組み込んだ印刷装置を示
す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面から粒子を取り除く装置であって、運動方向を有する、表面から粒子を取り除く手段と、運動方向を有し、前記取り除く手段の近くに配置され
る、前記取り除く手段から粒子を除去する手段と、前記取り除く手段と前記除去する手段の間の領域である
粒子除去ニップを有し、前記取り除く手段が前記除去す
る手段に接触し、前記取り除く手段と前記除去する手段
の両方が、前記粒子除去ニップにおいて“順”運動方向
を有することを特徴とする装置。