JP2719094B2 - 残留粒子除去装置 - Google Patents

残留粒子除去装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般的には静電複写プ
リンタ又は複写機に係り、より詳細にはそこで使用され
るクリーニング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】負のＤＣ即ち直流バイアスを持つ導電性
ブラシを用いた電子写真印刷装置がある。予めクリーニ
ングされたジコロトロン(dicorotron)によって正に帯電
されたトナーが、回転するバイアスされたクリーナブラ
シによって除去される。ブラシのトナー除去は、トナー
除去ロール及びフリッカーバ／真空装置によって達成さ
れる。このクリーナは、思わしくない徴候のトナー及び
思わしくない徴候のシートの夾雑物をクリーニングする
には困難がある。ブレードクリーナが多くの複写機に使
用されるが、その信頼性が低いために大容量の複写機に
は通常は使用されない。ブレードクリーナに入るトナー
の量／面積Ｍ／Ａ（Mass/Area ）の比が大きくなると強
制投入量が増大することになる。もしＭ／Ａの比が小さ
くなれば、クリーニングはより低い最小のブレード負荷
で行なわれることが立証されている。加えて、他の装置
においては、フォトレセプタ上のコメットフォーメーシ
ョン（即ち、トナーとトナー添加物からなり、それは通
常は表面から除去することのできないばかりか複写物の
品質の欠陥を生じるサイズにまで成長する）は、ブレー
ド負荷を減少させることによって縮減されることが判っ
ており、そのことは、Ｍ／Ａ比が縮減されれば可能であ
る。将来の多色の複写機及びプリンターにおいては、直
面するであろう広範囲の素材と状況に対して許容するこ
とのできるクリーニング動作を確実にするための非常に
堅実なクリーナの設計を提供することが重要なことであ
る。この堅実なクリーナを実現するための努力において
は、同一のブラシによって両方の極性のトナーのクリー
ニングを可能にするために、ある作業はＡＣの電気的な
バイアスを持った単一の導電性ブラシによってなされ
る。この単一のＡＣバイアスされたブラシはある場合に
は良好に作動することが証明されているが、ブラシから
フォトレセプタ表面（即ち、画像表面）へのトナーの頻
繁な再付着が、クリーナブラシがフォトレセプタ表面か
らトナーを除去するのに使用された後に発生する。
【０００３】その他の装置では、２重ブラシの静電ブラ
シ（electrostatic brush ）クリーナを開発しており、
ここでは、第１のブラシが負にバイアスされ、第２のブ
ラシが正にバイアスされる。この形態のクリーナは、一
方のブラシがある極性のものを取り出し他方のブラシが
反対の極性のものを取り出す、トナー及び夾雑物の２つ
の極性に対して堅実なクリーナである。将来の多色の複
写機及びプリンターにおいては、直面するであろう広範
囲の素材と状況に対して出来る限りのクリーニング動作
を確実にするための非常に堅実なクリーナ設計を提供す
ることが重要なことである。
【０００４】米国特許第4,999,679 号は光導電性表面を
クリーニングするための装置を開示している。その装置
は１対の向かい合った電気的にバイアスされたクリーニ
ングブラシを包含する。それぞれのブラシは、そのブラ
シと同じ極性に電気的にバイアスされたそれぞれの分離
したハウジング内に配設される。
【０００５】米国特許第4,989,047 号及び米国特許第5,
031,000 号は、それぞれ、主クリーニング部材として動
作する負に直流バイアスされた繊維クリーニングブラシ
と、副クリーニング部材として動作するブレード部材
と、ブラシ用の真空トナー除去装置と、を備えたクリー
ニング装置を開示している。
【０００６】米国特許第4,984,028 号は、回転可能な柔
毛のブラシと、クリーニングブレード及びそれと協同し
て動作する吸引手段と、を備えたクリーニングユニット
を開示している。
【０００７】米国特許第4,878,093 号は２重ロールクリ
ーニング装置を開示している。真空源に接続されたクリ
ーニングハウジングが上流側ブラシロールクリーナ及び
下流側の発泡体又は極微孔性ロールクリーナを支持す
る。その発泡体ロールクリーナが２次的なバックアップ
クリーニング機能を備えると共に、ブラシロールクリー
ナは主クリーニング機能を備えている。
【０００８】米国特許第4,967,238 号はクリーニング機
能監視装置を開示している。その監視装置は、クリーニ
ングステーションから下流側の画像表面のトナー又は夾
雑物の堆積物を検出する。
【０００９】米国特許第4,640,599 号は光導電性表面を
クリーニングするための方法と装置を開示している。そ
の装置は、ＡＣ帯電されるクリーニングブラシと、その
クリーニングブラシのすぐ下流に配置されるクリーニン
グブレードと、を備える。クリーニングブラシはシート
セパレータの下流側に配置され、そしていかなる残留電
荷だけでなく残留トナーをも光導電性表面から取り除く
ために機能する。クリーニングブレードが、それに続い
て、残存するいかなるトナー粒子も表面から取り除く。
【００１０】米国特許第3,801,197 号は、連続するクリ
ーニング手段を有するクリーニング装置を備えたカラー
電子写真式複写装置を開示している。
【００１１】米国特許第3,795,025 号は電子写真フォト
レセプタをクリーニングするための装置を開示してい
る。その装置は反対方向に回転する１対のブラシを備え
る。その回転するブラシはブラシボックスに配設され、
真空装置がブラシ及びブラシボックス内部からトナーを
取り除く。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の画像表面から残
留粒子を除去する装置は、開口室を定義するハウジング
と、画像表面上の粒子を除電する手段と、画像表面から
除電された粒子を除去するために、前記ハウジングの室
に回転できるように取り付けられたブラシと、交流電流
によって前記ブラシを電気的にバイアスする手段とを備
える。
【００１３】
【実施例】以下、本発明が適用される実施例について詳
述するが、図３及び５は参考例として示したものであ
り、本発明が適用される実施例は図４に示したものであ
る。誘電性表面に付着した帯電誘電性粒子の除去は、機
械的、電気的、又は電気−機械的な手段によって達成さ
れる。静電ブラシクリーナは、フォトレセプタ表面から
トナー粒子を分離及び除去するのに電気的及び機械的な
力の組み合わせを用いる。
【００１４】トナー粒子に静電力を加えるために、予め
清掃されたコロナ発生装置を用いてトナー粒子を帯電さ
せ、電位がブラシの導電性繊維に加えられる。この電位
は繊維とフォトレセプタのグランド面との間に電界を生
成する。トナー粒子は積（ｑ＊Ｅ）に等しい力Ｆを受
け、ここで、ｑはトナーの電荷を表し、Ｅは電界を表
す。粒子を分離するためには、この力ｑＥがトナー粒子
とフォトレセプタ表面との間の付着力を超えなければな
らない。繊維の機械的な（たわみの）力と組み合わされ
るとき、電気的な力が帯電トナー粒子をフォトレセプタ
表面から分離し、且つ除去する。
【００１５】この技術は現在使用されているトナー素材
に対してはかなり良好に用いられている。この技術の主
たる欠点は、ブラシ繊維が大量のトナーを効率的に除去
することができないことである。例えば、紙詰まりによ
って複写処理が中止されたとき、クリーニングサブシス
テムはまだ転写されていない大量のトナーを除去しなけ
ればならない。これは従来の静電クリーナについて、強
調されなければならない問題を意味する。この不十分な
性能の原因は、帯電トナー粒子が繊維先端に集まり、繊
維の電界を遮蔽し、そして、図１に示されるようにトナ
ー除去処理を遮断するからである。図１はクリーナブラ
シのバイアスされた導電性繊維を示す。繊維１０８は、
正に帯電された多量のトナー粒子１１１を繊維先端の周
囲に集め、入り込むトナーを繊維から遮ることによって
電界を減少させることになる。さらに、フォトレセプタ
上でのトナー粒子の事前浄化帯電が、フォトレセプタと
トナー粒子との間の付着力を増加させる結果となる。こ
の付着力の増加がクリーニング効率を低下させる。
【００１６】本発明の交流静電ブラシクリーナには従来
の直流静電ブラシの不都合な点はない。帯電されないト
ナー粒子を引き付けるために交流静電ブラシが誘電分極
力を利用するのに対して、直流静電ブラシはそれの作用
に関して帯電されたトナーに頼るものである。トナー粒
子は適切な事前浄化帯電処理によって除電される。この
処理は、トナー粒子の平均電荷が約０μＣ／ｇであるこ
とを確実にする。（50〜500Hz の周波数範囲での）交流
バイアスがブラシ繊維に加えられる。繊維先端の近傍に
おける電界によって分極するトナー粒子は、図２に示さ
れるような不平等電界によって繊維先端に引き付けられ
る。
【００１７】図２を参照すると、バイアスされた導電性
ブラシ繊維１０８の近傍における電界２００によって分
極される帯電されていないトナー粒子１１２が示され
る。トナー粒子１１２は不平等電界２００によって繊維
先端に引き付けられる。この力は電界の勾配に依存す
る。繊維先端の近くでは、電界勾配は非常に大きい。ト
ナーは帯電されていないので、トナー粒子とフォトレセ
プタとの間の付着力は非常に減少している。加えて、繊
維先端の電界は遮蔽されない。このことが、トナーが帯
電されている場合のトナーより多くのトナーをそれぞれ
の繊維が除去することを可能にする。ブラシの交番の電
位が、トナー粒子の残留電荷の極性にかかわらずすべて
のトナー粒子が除去されることを確実にする。
【００１８】ここで、図３を参照すると、交流静電ブラ
シと複数ブレードのクリーナとを備えた混成クリーニン
グシステムが示される。システムの１次クリーナは、画
像表面１１のトナー１１０の大部分を取り出すように設
計された交流バイアスを備える静電ブラシ１００であ
る。このブラシ１００の繊維は、矢印１０５の方向に、
画像表面１１に接触して回転する。フリッカーバー１２
０（又は、装入バー）がブラシ繊維１０８の上部に配置
される。ブラシ繊維１０８はフリッカーバー１２０に回
転しながら接触する。真空１８０は、ブラシ繊維１０８
からのトナー１１０をハウジング１９０の外に流出させ
る気流を生成し、そしてこのトナー及びフォトレセプタ
表面から取り除かれたその他の屑材料を廃棄物容器（図
示せず）内に入れる。しかしながら、交流静電ブラシ
は、しばしば、クリーニング中に、トナーを画像表面１
１に再堆積させてしまう。トナーのこの再堆積は、クリ
ーニングブラシ１００によってフォトレセプタ表面１１
から除去されたトナー１１０のいくらかがクリーニング
ブラシから除去されないときに発生する。回転するクリ
ーニングブラシ１００はフォトレセプタ表面１１に再接
触するので、ブラシ１００に残っているトナー１１０の
いくらかは、ＡＣバイアスによって生成される静電力の
ために、フォトレセプタ表面１１に戻される。
【００１９】図３を更に参照をすると、１次のクリーニ
ング方法によって再堆積したか又は取り残された残留ト
ナー（及び粒子）の除去用の２次クリーナは複数ブレー
ド集成装置１３０である。複数ブレード集成装置１３０
は、矢印１２で示されるフォトレセプタ１０による移動
の方向の交流静電ブラシ１９０の下流側に配設されてい
る。ブレードが画像表面１１から残留トナー（及び粒
子）を清掃し、多少の再堆積又は空気放電破壊(air-bre
akdown failures)を心配することは余りないので、最大
限のトナー量のクリーニング能力を発揮できる様に高い
レベル（例えば、500Vのピーク値）までブラシをバイア
スすることが出来る。（空気放電破壊は高過ぎる電圧が
ブラシに掛るとき、繊維とフォトレセプタとの間に短絡
が発生して、トナーの電荷を失わせ、又はトナー電荷を
変化させる）。複数ブレード集成装置１３０におけるク
リーニングブレードの障害を検出するためブレードはセ
ンサー１５０に追従され、それによって、ブレード集成
装置に関する指示及び新しいブレードエッジを使用する
ための情報を提供する。真空１８０は、上述したよう
に、ブレード領域も含めたクリーナキャビティからすべ
てのトナーを除去するのに使用される。
【００２０】ここで、図４を参照すると、２重ブラシク
リーニングシステムを包含する別のクリーニング方法が
示される。１次クリーナは、２次クリーナとしてのＤＣ
バイアスされたブラシ１６０によって追従されるＡＣバ
イアスの静電ブラシ１００である。２重ブラシ構成の第
１のブラシ１００はＡＣバイアスされ、トナー１１０の
大部分を清掃する。第２のブラシ１６０は画像表面から
の再堆積トナー（及びその他の粒子）を清掃しＤＣバイ
アスされている。第２のブラシ１６０が第１のブラシ１
００の残留トナー（及び粒子）を清掃するので、多少の
再堆積又は空気放電破壊を心配することは余りないので
第１のブラシ１００は最大限のトナー量のクリーニング
能力を発揮できる様に高いレベル（例えば、500Vのピー
ク値）までバイアスすることが出来る。（空気放電破壊
は、上述したように、高過ぎる電圧がブラシに掛ると
き、（又はＡＣブラシ及び／又はＤＣブラシの繊維がお
互いに接触するとき）、ブラシ繊維１０８とフォトレセ
プタ１０との間に短絡が発生して、トナーの電荷を失わ
せ、又はトナー電荷を変化させる。従って、２重ブラシ
構成はハウジング２００によって分離されている。）第
１のブラシ１００の多量のトナークリーニングは結果と
して第２のブラシ１６０へのトナーの投入量は少量とな
り、第２のブラシ１６０を有する側のクリーナからのト
ナー放出量を減少させることが可能となる。
【００２１】ここで、図５を参照すると、別の２重ブラ
シクリーニングシステムが示される。図５は、図４とは
類似するが、２次クリーナとしてのブラシは図４に示し
たＤＣバイアスされたフォローアップブラシではなく
て、絶縁されたフォローアップブラシ１６１が使用され
る。尚、図５の参考例では１次クリーナのＡＣバイアス
されたブラシのハウジングと２次クリーナのブラシのハ
ウジングとは分離、独立している。
【図面の簡単な説明】
【図１】帯電されたトナーを伴うＡＣバイアスされた導
電性ブラシ繊維の拡大図である。
【図２】帯電されていないトナー粒子を伴うＡＣバイア
スされた導電性ブラシ繊維の拡大図である。
【図３】複数の追従ブレードを備えたＡＣバイアスされ
た静電ブラシ装置の概略正面図である。
【図４】ＤＣバイアスされた追従ブラシ装置を備えたＡ
Ｃバイアスされた静電ブラシ装置の概略正面図である。
【図５】絶縁された追従ブラシ装置を備えたＡＣバイア
スされたブラシ装置の概略正面図である。
【符号の説明】
１０・・・フォトレセプタ １１・・・画像表面 １００、１６０・・・ブラシ １０８・・・繊維 １１０、１１１、１１２・・・トナー粒子 １２０・・・フリッカーバー １３０・・・複数ブレード装置 １５０・・・センサ １８０・・・真空吸引方向 １９０、２００・・・ハウジング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エヌ．ケダーナス アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14450 フェアポート エリー ドライ ブ 30 (72)発明者 サミュエル ピー．モーデンガ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14613 ロチェスター ラーク ストリ ート 15 (72)発明者 ダリル エル．ポツァンヘラ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14611 ロチェスター グライド スト リート 324 (56)参考文献 特開 昭57−60363（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−239183（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−116678（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−371977（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 粒子画像が静電複写部材上に形成されて
    基体に転写される静電複写システムにおいて、静電複写
    部材の画像形成表面から残留粒子を除去する装置であっ
    て、 開口端部を有するチャンバーを画定するハウジングを備
    え、 画像形成表面上の残留粒子を除電する手段を備え、 前記ハウジングのチャンバー内に回転可能にマウントさ
    れ、交流電界を使用して除電残留粒子の各々に誘電分極
    を引き起こして除電残留粒子を引きつけることにより除
    電残留粒子を画像形成表面から除去する第１のブラシを
    備え、 前記除電手段は、画像形成表面の移動方向において前記
    第１のブラシの上流に配置され、画像形成表面上の残留
    粒子を除電するコロナ発生装置を含み、 前記残留粒子除去装置は更に、 交流電流で前記第１のブラシを電気的にバイアスする手
    段を備え、 前記第１のブラシの下流に配置され、直流電界を使用し
    て残存する帯電残留粒子を引きつけることにより残存す
    る帯電残留粒子を画像形成表面から除去する第２のブラ
    シを備え、 直流電流で前記第２のブラシを電気的にバイアスする手
    段を備え、 前記ハウジングに連結され、前記第１のブラシ及び前記
    第２のブラシから画像形成表面から除去された残留粒子
    を引き離して前記ハウジングからの排出口へ向かわせる
    よう強制するエアフローを発生する手段を備える、残留
    粒子除去装置。
JP5159866A 1992-09-17 1993-06-30 残留粒子除去装置 Expired - Fee Related JP2719094B2 (ja)

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