JP2669472B2 - 静電写真複写装置の清掃用電界 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は静電写真複写装置の清掃用周縁電界に関し、
さらに詳細には、トナー汚染を低減させコピー品質を改
善するような電界の使用に関する。

〔従来の技術〕

現在普通に使用されている静電写真複写装置において
は、典型的には、光導電性の絶縁部材を均一な電位に帯
電させ、その後、複写すべき原稿の光像に露光する。露
光は、露光させた即ち背景領域の光導電性絶縁表面を放
電し部材上に原稿内に含まれる像領域に相応する静電潜
像を形成する。次いで、光導電性絶縁表面上の静電潜像
は当該技術においてトナーと称される現像用粉末で現像
することによって可視状にする。殆んどの現像装置は帯
電キャリヤー粒子と該キャリヤー粒子に摩擦電気的に付
着する帯電トナー粒子とを含む現像剤物質を使用する。
現像中、トナー粒子はキャリヤー粒子から光導電性絶縁
表面上の像領域の帯電像に引き付けられて光導電領域上
に粉末像を形成する。この像はその後コピー紙のような
支持表面に転写でき、この支持表面に像は加熱または加
圧により永久的に定着できる。トナー像を支持表面に転
写したのち、光導電性絶縁部材はクリーニングしてその
上に残存し得るすべての残留トナーを次の像形成サイク
ルの準備のために除去する。

理想的な複写装置においては、トナー粒子は像形成部
材上の像領域、現像領域、クリーニング領域およびコピ
ー紙のみに限定される。しかしながら、実際上には、ト
ナー粒子すべての動きを制御することは極めて難しく、
従って、その幾分かは装置の静電複写キャビティ全体に
亘って空中に浮遊し装置の種々の表面上に降下即ち付着
する。この現像はクリーナー溜めまたは現像剤ハウジン
グのいずれからあるいはその両方から逸散し得る、さら
に種々の加工ステーションを通って像形成部材により機
械的に動かされ得るトナー粒子において特に顕著であ
る。静電的に正または負の極性に帯電し得るこの浮遊ト
ナーは多くの表面に静電的に引き付けられ付着する。有
意量の浮遊トナーが集まるより問題のある領域の１つは
クリーナーアッセンブリー内、特に、第2A図および第2B
図に例示しているような構成のアッセンブリー内のクリ
ーニングブレードの下面である。装置がプリントを形成
する操作中は、ブレードは第2B図に示すようなタック
（折り曲り）位置を取る傾向にある。しかしながら、コ
ピー操作を終え装置がサイクルダウンして休止したのち
は、ブレードは非タック状となりリラックスしてその下
面が像形成部材上に落ち込みブレード裏面の十分な領域
が像形成部材と接触し部材上に存在し得る迷遊トナーが
クリーニングブレード裏面に集積するようになる。その
後の操作において、この迷遊トナー特にクリーニングブ
レードの裏面上の迷遊トナーは像形成部材に極めて密に
接触してその上に付着得、事実上、最終の生成プリント
のコピー品質欠陥を与える。

この像形成部材上への迷遊、即ち汚染性トナーの付着
傾向は、コピーシートへのトナー転写に続いて、そして
転写中の印刷作業中の第１プリントの引き剥がし中に、
更にはコピー用紙の先端が像形成部材から分離するにつ
れて、像形成部材とコピー用紙との間で空気破壊が起
き、空気がイオン化し、像形成部材上に静電周縁電界が
発生する事によって促進される。一般には、この周縁電
界は、像形成部材の幅寸法内の大きい勾配を有する狭い
電界であり、例えば、250ボルト程度の隣接非像領域よ
りも高い300〜500ボルト程度を有する。転写ステーショ
ンで起生したこの周縁電界は、複写装置を通過し続ける
とき、その殆んどの部分において反射荷電トナーを引き
付けるであろうし、また周縁電界の両サイド上で若干の
同じ電荷のトナーも引き付け得る。さらにまた、実質量
のトナーがクリーニングブレードおよび他の表面から引
き付けられるならば、像形成部材上の迷遊トナーは最終
的には次の第２プリントの帯電工程中に帯電されるよう
になる。しかも、像形成部材は、光が付着トナー粒子に
よりブロックされている像形成部材に到達しないので、
露光中の光によっては放電され得ない。この問題は、殆
んどの現像装置が同時に像領域の新しい潜像の現像を伴
う現像工程中に像形成部材上の残留トナーを清掃するよ
う機能するがこの清掃工程はトナーが転写時に生じた電
界により保持されるときには極めて効率的でなく、従っ
て、現像工程はこの清掃役割において非効率であるとい
う事実によってさらに複雑となる。さらにまた、ランプ
のような予備荷電放電装置が存在する装置構造において
は、像形成部材は迷遊トナーを含む領域において十分に
放電させ得ない；何故ならば、像形成部材は迷遊トナー
が像形成部材に対する光通路をブロックしているので放
電目的で使用する光を採取しないからである。従って、
はぎ取り工程で起生した周縁電界は、迷遊トナーが任意
のコピー操作で生じた第２プリンタのトナー像の転写中
に像形成部材上に存在するであろう現像工程において、
清掃操作を存続させる十分な迷遊トナーを引き付け得
る。

上記の問題は記録装置を使用する装置構造、即ち、像
形成部材上に形成させた像を製造する各プリント毎に像
形成部材の同じ領域上に形成させる装置において特に面
倒である。即ち、像形成部材またはプレートの連続する
記録面を用いて連続する現像したトナー像プリントを与
える。これは継合せベルトを像形成部材として用いる像
形成装置において特に重要である。ベルトはその上に形
成させたすべてのプリントの記録において継目がどのプ
リントの上にも現われないようであることが必要であ
る。典型的には、これはベルトの一端上に存在する小孔
の位置を感知しその小孔から各プリントの複写装置を時
機合せ（timing）する装置によって制御してベルトの記
録領域だけに形成される像の記録を確実にする。そのよ
うな装置構造においては、第１の記録領域から第１コピ
ーシートをはぎ取る時に生じた周縁電界に付着した迷遊
トナーは、第２プリント用の記録を第１プリント用の像
形成部材上の記録領域に対して前進させた場合、像形成
部材の同じ記録領域に生じた第２プリントにコピー品質
の欠陥をもたらし得る。これは時機合せ窓および像形成
部材の時機合せ小孔感知のわずかな変化によって起り得
る。このコピー品質欠陥は、記録領域で生じた第１プリ
ント後のすべてのプリント上で観察し得るけれども、記
録領域で生じた第２コピー上のみに最もしばしば観察さ
れる。何故ならば、第１の周縁電界は各加工ステーショ
ンを通る通路を移動し、これらのステーション、物にク
リーニングブレードの裏面からのトナーの殆んどを清掃
するからである。複写操作におけるその後のプリントの
形成においては、極めて小量の残留トナーが像形成部材
上の記録面の先端で観察されるが、これは一般に現像ハ
ウジングの清掃機構を存続させない。

〔発明が解決しようとする課題〕

これらの問題は、従来、像形成部材の記録領域がクリ
ーナーアッセンブリーに到達する前にはぎ取り中に生じ
た周縁電界を放電させることによって最小にされてい
た。これは、例えば、ゼロックス3300複写機で使用する
ようなプレクリーンコロトロンまたは感光体をクリーニ
ング前に放電させるプレクリーン露光の使用により達成
し得る。しかしながら、これらの方法はいずれもコロト
ロンまたは照射装置の形の追加の装置を必要とする点で
費用高である。装置の初期費用に加え、保守および交換
も使用者が留意しなければならない追加の経費である。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の主要な局面によれば、連続する現像したトナ
ー像を自動複写装置内の複数の加工ステーションを通る
通路を経て移動可能なエンドレス像形成部材上の連続す
る記録領域上に形成させる像形成方法は、像形成部材の
記録領域の現像したトナー像の先端に先んじて像形成部
材がその通路を移動するとき汚染性トナーを像形成部材
に引き付けるのに十分な強度の静電周縁電界を像形成部
材の幅を横切って起生させそれによって汚染性トナーを
像形成部材の連続する記録領域に引き付けないようにす
る工程を含む。

以下、本発明を好ましい実施態様に関連して説明す
る。

第１図においては、例示として、取り外し可能なプロ
セス用カートリッジ12を含む自動静電写真複写装置12が
示されている。第１図に示す複写装置は原稿からコピー
を得るのに使用する各種の構成部品を示している。本発
明は自動静電写真複写装置での使用に特に良好に適応す
るものであるけれども、以下の説明からも明らかである
ように、他の静電写真装置を包含する広汎な加工装置で
の使用にも同等に良好に適応し、必ずしも、本明細書で
示す特定の実施態様への用途に限定するものでない。

第１図で示す複写装置10は主体装置のフレームから矢
印13の方向に挿入し引き出し得る取り外し可能なプロセ
ス用カートリッジ12を用いる。カートリッジ12は像記録
用ベルト状部材14を含み、その外周囲は適当な光導電性
材料15でコーティングされている。ベルトはカートリッ
ジ内での回転のために駆動輸送ロール16の周りおよびア
イドラロール18の周りに適当に取り付けられベルトの内
部走行上に矢印で示した方向に動いて像を含む表面を複
数の静電複写加工ステーションを通るようにする。モー
ターのような適当な駆動手段（図示せず）を設けて種々
の共作動機械部品の運動を出力し統制しそれによって原
入力背景情報の信頼できる複製を紙等の最終支持材料シ
ート31上に記録する。

先ず、ベルト14は光導電性表面15を帯電ステーション
19に移動させ、ここで、ベルトを、像形成に先立って公
知の方法でコロトロン20により光導電性表面上に付着し
た静電荷によって均一に帯電させる。その後、ベルト14
は露光ステーション21に移動し、ここで、帯電光導電性
表面15を原入力背景情報の光像に露光し、それによって
電荷を露光領域内で選択的に消散させ静電潜像の形の原
入力背景を記載させる。

潜像を創生する光学配列は走査カートリッジ（図示せ
ず）に取り付けられたランプ17およびミラーM₁、M₂、M₃
を有し、像形成プラテン23、レンズ22およびミラーM₄、
M₅、M₆を走査して像を光導電性ベルトに公知方法で伝達
する走査光学装置を含む。走査カートリッジの速度およ
び光導電性ベルトの速度は同調して原稿の信頼できる複
製を与える。ベルト14の露光後、光導電性表面上に記録
された静電潜像は現像ステーション24に移動し、ここ
で、現像剤をベルト14の光導電性表面15に適用し潜像を
可視状とする。現像ステーションは現像剤供給源11とオ
ーガー移送体37から供給された粗い磁性キャリヤー粒子
とトナーカラー粒子とを含む磁気現像剤混合物を用いる
現像剤ロール25を含む磁力ブラシ現像剤装置を含む。

最終支持材料シート31はエレベータースタック支持ト
レイ26上に配列されたスタック中に支持されている。そ
の上昇位置において、シート分離器扇型供給ロール27が
それより個々のシートを記録ピンチロール対28に給送す
る。次いで、シートはベルト上の像による適切な記録の
ために転写ステーション29へ向い、光導電性表面15上の
現像が転写ステーション29内の最終支持材料シート31と
接触し、トナー像が光導電性表面15から最終支持シート
の接触面へ転写コロトロン30により転写する。像の転写
後、所望に応じての紙、プラスチック等であり得る最終
支持材料はアイドラロール18で通過するときの支持材料
のビーム強度によりベルトから分離し、表面上にトナー
像を含むシートは定着ステーション41に進み、ここで、
定着ロール32がシートに転写粉末像を定着させる。トナ
ー像のコピーシートへの定着後、シート31は出力ロール
33によりシート積み重ねトレー34に進む。

トナー像の主要量は最終支持シートに転写するけれど
も、一定量の残留トナーが光導電性表面15上にトナー粉
末像の最終支持材料への転写後に残存する。この転写操
作後に光導電性表面上に残存する残留トナー粒子は、ベ
ルト14からクリーニングステーション35によって除去さ
れるが、このクリーニングステーションはベルト14と引
っ掻き接触しかつクリーニングハウジング48（このハウ
ジングはその上流開口と連結したクリーニングシール50
を有する）内に収容されたクリーニングブレード36を含
む。あるいは、トナー粒子は当該技術において周知のク
リーニングブラシにより光導電性表面から機械的に除去
される。

上記の一般的な説明は、本発明の目的において、本発
明による装置を具体的にし得る自動静電複写機10の一般
的操作を説明するのに十分であると確信する。

本発明をさらに第2A図、第2B図、第3A図および第3B図
に関連して説明する。第2A図および第2B図においては、
光導電性絶縁表面15を有する感光体ベルト14は矢印の方
向にクリーニングステーション35に移送され、このクリ
ーニングステーションは像形成ベルト14の表面水平走行
の下に位置するクリーニングプラテン49と光導電性ベル
ト14の表面走行と反対位置のクリーニングハウジング48
とを含む。クリーニングハウジング内にはクリーニング
ブレード36がブレードホルダー52に強固に保持されてお
り、このブレードホルダーはブレード取り付け54に取り
付けられ、またブレード取り付け54はクリーニングハウ
ジング48に取り付けられている。クリーニングブレード
36は、その位置およびビーム偏向によりクリーニングプ
ラテン49に支持されたベルト14のトップ表面と相対する
干渉関係にある。クリーニングシール50はシールホルダ
ー56によって保持され、このシールホルダーはクリーニ
ングブレードの処理方向の上流のシール取り付け58に取
り付けられている。感光体14と接触するこのシールはク
リーニングブレード36により感光体からクリーニングさ
れたトナーがクリーニングハウジング48から上流方向に
逸散しないようにする。感光体が矢印方向に移動すると
き、その表面上に残存するすべての残留トナーはブレー
ド36により像形成表面から浄化即ち削り取られクリーニ
ング溜め60中に移行する。留意すべきことはクリーニン
グブレード、クリーニングプラテン、クリーニングシー
ルおよびクリーニングハウジングは共に少なくとも感光
体ベルトの像形成領域と同じ幅であることである。

第2B図においては、クリーニングブレードは進行中の
感光体ベルトに対してのみ状配置にある。ベルトが矢印
方向に移動するにつれて、ブレード36の先端は残留トナ
ーをベルト表面から削り取りトナーをクリーニング溜め
60に押し上げる。第2A図はベルトが休止しているときの
ブレードの配置を示し、ブレードは第2B図のタック位置
と対照的にタックしていない位置にある。ブレードがタ
ックしていない位置にあるときに示されるように、ブレ
ードは休息しており一部がベルトと接触し得、ベルト上
のゆるやかなトナーがブレード裏面に移行し得る。およ
そ12時の位置にあるクリーニングブレードの配置からし
て、像形成表面からゆるやかにされクリーニングされた
トナー材料はクリーニングブレードと像形成表面の間の
間隙に残存し間隙表面を潤滑する。クリーニングブレー
ドは金属またはプラスチックのような任意の適当な材料
から作製できるが、好ましいのはウレタンのようなエラ
ストマーから作製する。クリーニングシールはポリウレ
タン、酢酸セルロース、またはマイラーの如きポリエス
テルのような適当な材料から作製できる。

本発明によれば、静電周縁電界を像形成部材の幅を横
切って像形成部材の記録面の現像トナー像の先端に先ん
じて起生させるものであり、この電界は像形成部材がそ
の通路を移動するとき汚染性のトナーを像形成部材に引
き付けるのに十分な強度を有する。記録像領域の先端の
外側またはその前の像形成部材領域にそのような静電周
縁電界を起生させることによって、第１像のはぎ取り中
に形成した静電周縁界面により引き付けられるであろう
迷遊即ち汚染性トナーを集める。この関連において、さ
らには、第１図に関して、像形成部材、即ち、ベルト14
はその上に２つの記録領域またはプリントを含み得るの
に十分な長さを有する。ベルトの同じ領域が、像の記録
はベルト周端の小孔を感知しそれよりの像形成操作を時
機合せすることによって制御されるので、繰返しプリン
トを形成する。即ち、エンドレス像形成部材上に２つの
連続する記録面または記録ブレードが存在する。従っ
て、そこから形成されたすべてのトナー像領域またはプ
リントの先端はすべてのプリントにおいて同じ２つの線
に沿って記録されるであろう。

上記の静電周縁電界は、例えば、150ミリ秒程度の短
時間で−5000ボルトで通常操作し得る転写コロトロン30
を記録面または像ブレードの先端に先んじて活性化する
ことにより容易に起生させ得る。掃引（sweeper）周縁
電界を起生させるための適切な時機での転写コロトロン
の活性化は、ベルト正孔感知、ベルト駆動および他の像
形成操作に関しての第１図において示されているような
コントローラーによって通常の方法により行う。望まし
いのはできるだけ鋭い勾配であっていずれの場合にも少
なくとも15ボルト/mmを有することである。何故なら
ば、勾配が高い程、汚染性トナーを引き付ける効果は大
きいからである。しかしながら、実際には、転写コロト
ロンを、約150ミリ秒以下で切換える事（オン−オフ）
は不可能であるから、起生される周縁電界を、第１コピ
ーシートをベルトから引き剥がす際に起生する周縁電界
よりも僅かに広くしてもよい。このことは、第3A図及び
第3B図の比較によって説明できる。第3A図では、第１及
び第２コピーを像形成部材から引き剥がす時に起生する
周縁電界での電圧を示す電位計の読み取り表示が、時間
の関数として示される。第3B図では、転写コロトロン
が、像プレートの先端の直前で、極めて短時間出力され
た事、及びコピーシートを像形成部材から引き剥がす事
による第１コピー周縁電界の生成以外は、第3A図と同じ
プロットが示される。この様にして、像形成部材上の非
記録領域に静電周縁電界、即ち掃引電界を起生させる事
によって、像形成部材上の望ましくないトナーは、捕捉
又は集められ、その後のプリント上の像領域に付着しな
くなる事となる。静電周縁電界即ち掃引電界は各記録面
またはプレート毎にそれに先立って起生させ得るけれど
も、それは必ずしも必要でないことおよび事実この静電
周縁電界を各プリント毎よりもむしろ単に第１のプリン
トに先立って起生させることのみで十分であることを見
い出した。これは大多数の汚染性即ち望ましくないトナ
ーが静電複写キャビティ表面上および装置を操作停止
し、クリーニングブレードが例えば非タック位置にある
ときの休止期間中のクリーニングブレードの裏面上に集
まるという事実に基づくものと信じている。操作停止中
のこの時点で、トナーはブレード裏面に集積し、第１の
静電周縁電界、即ち、掃引電界をはぎ取り時に生じる周
縁電界に先立って起生させることにより、この掃引電界
が像形成部材の通路全体に亘って存在し得る汚染性の望
ましくないトナーを清掃しまたは集めるように作用す
る。その後表面上特にクリーニングブレードの裏面上に
すべての複写操作中に集まった汚染性即ち望ましくない
トナーの量は比較的小量であり重大な問題を生じない。
複写操作なる用語は複写装置の連続操作を停止しサイク
ル操作終了前に任意の数のプリントをなし得る複写装置
の単一作動を意味するものとする。掃引電界なる用語は
迷遊即ち汚染性トナーを清掃する周縁電界の作用を意味
するのに用いる。

即ち、本発明によれば、転写コロトロンを150ミリ秒
間印加して、第１コピーの約150ミリ秒前にある非記録
領域に掃引電界を起生させることが、像形成部材からコ
ピーを引き剥がすことにより、第１プレートの先端で形
成される周縁電界の通過前に、クリーニングブレードか
ら離れた望ましくないトナーの清掃に機能する。像形成
ベルト上に２つのプレートが存在する図１で例示する実
施態様で、本発明の掃引電界が存在しない場合、第３の
コピーの先端には、第１のプリントを像形成部材から引
き剥がした時に起生した静電周縁電界によって像形成部
材に付着した迷遊トナーにより形成された線ができる。
この汚染トナーは、周縁電界の放電を減少させ、また電
界が、電荷を保持したまま荷電コロトロンを通過する
為、有効な現像剤捕捉を妨げる。この線は、像形成部材
上で、第３のプリント記録が、第１のプリント記録の所
まで前進させられると、コピーの品質欠陥となる。本発
明は複写装置にすでに存在する諸構成部品を使用する点
でコスト的に有効な方法でこれらの問題を回避するもの
であり；転写コロトロンを複写操作において第１コピー
に先立って短時間活性化することのみを必要とするだけ
である。

本発明を特定の実施態様について説明して来たけれど
も、多くの変法、変形および修正をなし得ることは当業
者にとって自明であろう。例えば、本発明を静帯電させ
た光導電性部材を原稿の光像に露光することにより形成
された静電潜像によって説明して来たけれども、静電潜
像は後で像励起およびエレクトロニックスまたはオプテ
ィックスにより英数字像に変更できるデジタル形に電気
的に貯蔵または励起された情報からも励起させ得る。従
って、本発明の精神および範囲に属し得るそのような変
形、修正のすべてを包含するものとする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による清掃用周縁電界を有する自動静電
写真複写装置の断面図である。 第2A図および第2B図は、それぞれ、非タック位置および
タック位置のクリーニングブレードを示すクリーニング
アッセンブリーの拡大断面図である。 第3A図および第3B図は、それぞれ、複写操作中の第１コ
ピーシートのはぎ取り中に起生した周縁電界および本発
明による清掃用周縁電界起生後の電界を示すグラフであ
る。 11……現像剤供給源、 12……プロセス用カートリッジ、 14……ベルト状部材、15……光導電性表面 19……帯電ステーション、20……コロトロン 21……露光ステーション、25……現像剤ロール 29……転写ステーション、30……転写コロトロン 31……コピーシート、 35……クリーニングステーション、 36……クリーニングブレード、 41……定着ステーション、 48……クリーニングハウジング、 49……クリーニングプラテン。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】連続現像トナー像を自動印刷装置の複数の
   加工ステーションを通る通路を経て、移動可能なエンド
   レス像形成部材の連続記録領域上に形成させることを含
   む像形成方法において、 静電潜像をエンドレス像形成部材上に形成し、この潜像
   をトナーで現像し、上記像形成部材の記録領域に存在す
   るトナー像の先端に先んじて、上記像形成部材が上記通
   路を移動するとき、汚染性トナーを、上記像形成部材に
   引き付けるのに充分な強度の静電周縁電界を、上記像形
   成部材の幅を横切って起生させ、それによって上記汚染
   生トナーを、像形成部材の連続する記録領域に引き付け
   ないようにし、上記トナー像を、像支持体に転写し、そ
   して、次の静電潜像の形成の準備のために上記像形成部
   材をクリーニングして残留トナーを除去する連続工程を
   含み、上記静電周縁電界を起生させる装置と、上記像形
   成部材の表面との間に物理的接触がないことを特徴とす
   る上記像形成方法。