JP2005157374A - 二重極性静電ブラシクリーナ - Google Patents

Abstract

【課題】サイズおよびコストを増加させずに帯電した粒子を除去する。
【解決手段】電子写真印刷機械の光導電性ドラム１０の外側表面に付着した残余トナー粒子を除去するクリーナブラシ１００と、クリーナブラシ１００に付着した残余トナー粒子を除去するトナー除去用ロール１１０と、トナー除去用ロール１１０から残余トナー粒子を除去するスクレイパーブレード１１２を有している。クリーナブラシ１００は、導電性コアを含み、ブラシセグメント１２０，１２１，１２２，１２３にセグメント化されている。ブラシセグメント１２０，１２１，１２２，１２３にてコアに接続されたブラシパイル繊維１３０は、正負の両方にバイアスされる。
【選択図】図２

Description

本発明は静電グラフィックプリンタまたはコピー機に関しており、特に、画像表面からトナーを除去するクリーニング装置に関している。

静電ブラシ（ＥＳＢ）クリーナは、クリーナを通過する所与の数の経路にてクリーナに入り込む最大のトナー質量をクリーニングするという要件を満足するように設計されている。一般に、これらの要件は、最大単一経路クリーニング要件および最大二経路クリーニング要件である。単一経路クリーニング要件は、典型的には、最小の転写効率（ＴＥ）で最高の現像質量（ＤＭＡ）という条件下での転写に引き続く、光受容体ベルト上での残余トナー質量である。ある機械では、マーク・トゥ・エッジ（mark-to-edge）あるいは裁ち切りエッジ（ブリードエッジ；bleed edge）要件が、単一経路クリーニング要件を最高ＤＭＡレベルまで引き上げる。二経路クリーニング要件は、典型的には、紙詰まりからの復旧時における未転写制御パッチおよび／または未転写イメージのクリーニング要件である。これらの入力濃度は、最高ＤＭＡに等しい。二経路クリーニング要件が単一経路において要求されるトナー質量の半分をクリーニングすることに等価であることが示されている。

マーク・トゥ・エッジ機械の場合を除いて、二経路クリーニング要件は、単一経路クリーニング要件よりもはるかに厳しい。したがって、クリーニングブラシは二経路要件をクリーニングするように設計される。トナーの半分は、クリーナを通る各経路にてクリーニングされる。クリーナの設計において、ブラシの速度、ブラシ上の繊維の数、ブラシの光受容体への干渉、ブラシ上の電気的バイアス、及びブラシの数は、等価な単一経路トナー入力をクリーニングするように選ばれる。

従来のマルチ静電ブラシクリーナは、光受容体表面からトナー又はその他のデブリを除去するように電気的にバイアスされた２つ又はそれ以上のブラシから構成されている。ブラシに先立って、プレクリーニング帯電装置が、入ってくるトナーのトナー電荷を、そのトナーの自然摩擦帯電極性に調節する。これは、正符号トナーとして知られている。プレクリーニング帯電ステップにてトナーの大多数の極性に帯電されないトナーは、誤符号トナーとして知られている。最初のブラシは、正符号トナーを除去することができるように、このトナーの極性とは反対にバイアスされる。最後のクリーニングブラシは、誤符号トナーを除去することができるように、最初のブラシと反対にバイアスされる。誤符号トナーは少ない割合でしか存在しないので、誤符号トナー質量をクリーニングするためには、これまでは単一のブラシしか必要とされていない。

米国特許第５，６４６，７１９号明細書 米国特許第５，７２９，８１５号明細書 米国特許第５，６５５，２０４号明細書

従来のマルチ静電ブラシクリーナは、その単一経路トナークリーニング容量は、最初のブラシによってクリーニングされることができる正符号トナーの量および最後のブラシによってクリーニングされることができる誤符号トナーの量によって制限されている。機械の処理速度の増加時のように、より多くのクリーニング容量が必要とされるときには、追加の正しい符号のクリーニングブラシ又は追加の誤った符号のクリーニングブラシを付加しなければならない。クリーニングシステムへのこのような付加は、望ましくはない。追加のクリーニングブラシはクリーナのサイズおよびコストを増加させ、機械の利用可能な空間に適合しないこともある。追加のクリーニング経路は、紙詰まりからのより長いリカバリ時間を必要とすることによって、機械の生産性を低下させる。追加のクリーニング経路は、プロセス制御パッチをクリーニングするためにより長い時間を必要とすることによって、機械の電子写真制御にインパクトを与える。

本発明に係る二重極性静電ブラシクリーナは、可動可能な表面から帯電した粒子を除去するために用いられるクリーナであって、前記表面に接触し、第１の極性を有する第１の領域と第２の極性を有する第２の領域とを有する導電性ブラシと、前記導電性ブラシをバイアスする手段とを備えている。

また、前記導電性ブラシは、コアとそれに取り付けられた複数の導電性繊維とを含んでおり、前記コアは、前記第１の領域及び前記第２の領域に電気的にセグメント化されている。

更に、前記バイアス手段は、前記コアに電気的に接続された整流子と、前記整流子にバイアスを与える電源とを有している。

本発明がその好適な実施形態に関連して説明されているが、それが本発明をその実施形態に限定することを意図していないことが理解される。むしろ、添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の精神及び範囲内に含まれ得る全ての代替、改変、及び等価物をカバーすることが企図されている。

本発明の特徴を組み込んだ描写的な電子写真印刷機械の一般的な理解のために、図面が参照される。図面全体を通じて、同一の要素には同じ符号が使用されている。図１は、本発明の二重極性静電ブラシクリーナを組み込んだ電子写真印刷機械の様々な構成要素を模式的に描いている。本発明の二重極性静電ブラシクリーナは、描かれている印刷機械における使用に特に適しているが、二重極性静電ブラシクリーナが広い範囲の印刷機械における使用に同様によく適しており、ここに示されている特定の実施形態への適用に限定される必要がないことが、明らかになるであろう。

ここで図１を参照すると、示されている電子写真印刷機械は、光導電性ドラムを使用している。ベルトの形態の光受容体も知られており、それで置き換えられ得る。ドラムは、導電性基材１４の上に堆積された光導電性表面を有している。ドラムは矢印１６の方向に動き、その連続した部分が、その移動経路の周辺に配置された様々な処理ステーションを順に通って進んでいく。モータ２４がロール２２を回して、ドラムを矢印１６の方向に回転させる。ドラムは、ドライブのような適切な手段によってモータ２４に接続される。

最初に、ドラムの連続した部分は帯電ステーションAを通過する。帯電ステーションAにおいて、バイアス帯電ロールの形態のコロナ生成装置２６は、ドラム１０を一様な高電位、好ましくは負に選択的に帯電させる。任意の例えばＨＶＰＳ２８を含む当該技術分野でよく知られている適切な制御を、コロナ生成装置２６の制御のために使用してもよい。

図1に示されているようなデジタル印刷機械では、ドラム１０はイメージングステーションＢを通過し、そこではＲＯＳ（ラスタ光学スキャナ）３６が、イメージを、一連の水平スキャンラインにレイアウトしてもよい。この各ラインは、インチ毎に特定の数の画素を有している。ＲＯＳ３６は、関連した回転ポリゴンミラーブロックを有するレーザ（図示せず）を含み得る。ＲＯＳ３６は、ベルトの光導電性表面１２を露光する。

印刷機械が、代わりに光レンズコピー機であってもよいことを理解されたい。光レンズコピー機では、再生されるべき文書はイメージングステーションに配置されたプラテンの上に置かれて、そこでタングステンハロゲンランプのような光源によって既知の方法で照射される。このようにして露光された文書は、ミラーシステムによってドラム上にイメージングされる。光学イメージは、ドラムの表面をイメージの配置の通りに選択的に放電（電荷を除去）して、それによって、オリジナル文書の静電潜像がイメージングステーションにてドラムの上に記録される。

現像ステーションＣでは、現像システムまたはユニット３４が現像剤材料を静電潜像に接触させる。好ましくは、現像剤ユニットは、ハウジングの上に搭載された現像剤ローラを含んでいる。これより、現像剤ユニット３４は現像剤ローラ４０を含む。ローラ４０は、トナー粒子４５を潜像に接触させる。適当な現像剤へのバイアス印加は、現像剤ユニット３４に電気的に接続された電源４２を介して達成され得る。

現像剤ユニット３４は、光導電性表面の放電されたイメージ領域を現像する。この現像剤ユニットは、例えば磁性ブラックトナー粒子４５を含み、これは、光導電性表面と現像剤ユニットの電気的にバイアスされた現像剤ロールとの間に存在する静電界によって帯電される。電源４２は、磁気ロール４０を電気的にバイアスする。

本発明がカラー印刷機械でも使用され得ること、ならびに一構成要素現像システム及び二構成要素現像システムにおいても同様に使用され得ることが、明らかである。

支持材料シート５４は、移動して転写ステーションＤにてトナーイメージと接触する。支持材料シートは、図示されていない適切なシートフィード装置によって転写ステーションＤに進められる。好ましくは、シートフィード装置は、コピーシートのスタックのうちの最も上のシートに接触しているフィードロールを含んでいる。フィードロールは、最も上のシートをスタックからシュートに進ませるように回転し、シュートは、光導電性表面の上に現像されたトナー粉イメージが転写ステーションＤにて進んできた支持材料シートに接触するようなタイムシーケンスで、進んできた支持材料シートとドラム１０の光導電性表面とを接触させる。

転写ステーションＤは、バイアス帯電ロールの形態のコロナ生成装置５８を含んでおり、これは、適切な極性のイオンをシート５４の裏側に与える。これが、トナー粉イメージをドラム１０からシート５４に引き付ける。転写後に、シートは矢印６２の方向に移動を続けて、溶着ステーションＥまでシートを進ませるコンベヤ（図示せず）の上まで進む。

溶着ステーションＥは、溶着器アセンブリ６４を含んでおり、これが、転写された粉イメージをシート５４に永久的に固定させる。好ましくは、溶着器アセンブリ６４は、加熱溶着器ローラ６６と加圧ローラ６８とを備えている。シート５４は、溶着器ローラ６６と加圧ローラ６８との間を通過して、トナー粉イメージが溶着器ローラ６６に接触する。このようにして、トナー粉イメージイメージがシート５４に永久的に固定される。溶着後は、シュート７０が進んできたシート５４を、オペレータによって順に印刷機械から取り出されるようにキャッチトレイ７２にガイドする。例えばホチキス留め、綴じ合わせ（バインディング）、複数印刷のためのシートの反転及び戻しなどの他の溶着後処理を含むことができる点もまた、理解されたい。

支持材料シートがドラム１０の光導電性表面から分離された後に、光導電性表面の上のイメージ領域及び非イメージ領域によって運ばれた残余トナー粒子が、クリーニングステーションＦにて除去される。真空アシスト、静電、ブラシクリーナユニット又はクリーニングブレードがクリーニングステーションＦに配置されて、ドラムの表面に残っているあらゆる残余トナーを除去する。

これまでの記述が、本発明のクリーニング装置を中に組み込んだ電子写真印刷機械の一般的な操作を描くという本願の目的には十分であると信ずるものである。

本発明によれば、ここでさらに図２を参照すると、クリーニングステーションＦは常に、トナー粉イメージがペーパシートに転写された後に、残余トナー粒子は光導電性ドラム１０の外側表面に付着したままである。クリーニングステーションＦにて、残余トナー粒子が光導電性ドラム１０から除去される。クリーニングステーションＦはクリーナブラシ１００を含み、このブラシ１００は、それぞれの矢印１０１の方向に回転する。ブラシ１００はトナー除去用ロール(detoning roll) １１０を有しており、これがクリーナブラシから残余粒子を除去する。トナー除去用ロール１１０は、矢印１１１によって示される方向に回転する。スクレイパーブレード１１２がトナー除去用ロール１１０から粒子を除去し、これらの除去された粒子をごみ受け（図示せず）に導く。本発明が、バイアスロールデトーンの代わりに真空デトーンを使用するクリーニングシステムに適用可能であることは、明らかである。

クリーニングブラシ１００は、導電性コアを含み、これはブラシセグメント１２０，１２１，１２２，１２３にセグメント化されている（４つの四分円が描写目的で示されているが、より多く又はより少ない四分円を使用することができることは明らかである）。これにより、ブラシセグメント１２０，１２１，１２２，１２３にてコアに接続されたブラシパイル繊維１３０は、正負の両方にバイアスされることができる。ブラシセグメントは、整流接点２００を通じてバイアスされ、且つ絶縁材料（図示せず）によってお互いに絶縁されて、逆極性にバイアスされたときの短絡を防いでいる。トナー除去用ロール１１０を同様に（図2に示されているように）セグメント化することが可能であり、あるいは、ブラシパイルセグメントの極性を、接地された従来のトナー除去用ロールに対してクリーニング及びトナー除去の間に逆転させることもできる。

本発明の二重極性単一ブラシクリーナは、正符号トナー及び誤符号トナーの両方のクリーニングのために使用されることができる。単一ブラシクリーナの使用は、従来の二重ブラシクリーナに対して必要とされる付加的なコスト及び空間を避ける。

動作時には、電源２０５及び電源２０６が整流接点２００に逆極性のバイアスを印加し、これによってブラシセグメント１２０，１２１，１２２，１２３を正負の両方にバイアスすることができる。転写ステーション（領域）Ｄから出てくる残余トナーは、負のプレクリーン７３によって負に帯電されているので、矢印１６によって示される光受容体ドラム１０の移動方向とは逆向きに回転しているブラシ１００、ブラシセグメント１２０は正にバイアスされて、負に帯電されたトナー粒子を残余領域Ｅにて除去する。残余トナーは領域Ｂに入るべきではない。これはバイアス帯電ロール通過後であり、クリーナからＢに入ったトナーは光受容体ドラム１０からＢＣＲを汚染させる。トナー領域Ｅからクリーニングされたトナーは、ブラシセグメントから、逆極性を有するトナー除去用ロール１１０のセグメントによってトナーが除去される。最初の正にバイアスされたブラシセグメント１２０によって除去されない光受容体ベルト１０の上のトナー粒子（すなわち「誤符号」トナー）は、最初の負にバイアスされたブラシセグメント１２１によって除去される。クリーニングブラシセグメント１２１のトナーはそれから、トナー除去用ロール１１０のセグメントによって除去される。

したがって、本発明にしたがって、ここで示された目的及び効果を完全に満足するものが提供されることが明らかである。本発明はその特定の実施形態に関連して記載されてきているが、多くの代替、改変、及び変化が当業者には明らかであろう。したがって、添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の精神及び範囲内に含まれ得る全ての代替、改変、及び等価なものカバーすることが企図されている。

本発明の特徴を組み込んだ印刷装置の模式図である。 本発明のクリーニング装置を示す図である。 本発明のクリーニング装置の側面図である。

符号の説明

１０ 光導電性ドラム、１００ クリーニングブラシ、１０１ 矢印、１１０ トナー除去用ロール、１１２ スクレイパーブレード、１２０，１２１，１２２，１２３ ブラシセグメント、１３０ ブラシパイル繊維、２００ 整流接点、２０５，２０６ 電源。

Claims (3)

1. 可動可能な表面から帯電した粒子を除去するために用いられるクリーナであって、
   前記表面に接触し、第１の極性を有する第１の領域と第２の極性を有する第２の領域とを有する導電性ブラシと、
   前記導電性ブラシをバイアスする手段と、
   を備える二重極性静電ブラシクリーナ。
2. 前記導電性ブラシは、コアとそれに取り付けられた複数の導電性繊維とを含んでおり、前記コアは、前記第１の領域及び前記第２の領域に電気的にセグメント化されている請求項１に記載の二重極性静電ブラシクリーナ。
3. 前記バイアス手段は、
   前記コアに電気的に接続された整流子と、
   前記整流子にバイアスを与える電源と、
   を有する請求項２に記載の二重極性静電ブラシクリーナ。

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