JP3552174B2 - 印刷機及び転写部材から光導電部材に残留物を除去する方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、静電写真転写プロセス時の複写用紙の支持に使用される転写支持部材の表面から、残留トナーと細粒を除去するための装置および方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、静電写真印刷のプロセスは、原稿の光像を、実質的に均一に帯電された光導電性部材に露光することによって実行される。帯電された光導電性部材に光像を露光することにより、像領域の電荷は残しながら、原稿の非画像領域に対応する領域の光導電性部材上の光導電面を放電させ、それによって光導電部材上に原稿の静電潜像を作る。次いで、潜像の上にトナー粒子が置かれ、トナー粉像を形成する。このトナー粉像は光導電性部材から、直接または中間転写ステップの後に、最終支持用紙に転写される。転写された像は、次に、用紙に永久定着される。最終ステップで、次の画像形成サイクルの準備として光導電部材の光導電面がクリーニングされ、光導電面上の残留現像材が除去される。
【０００３】
印刷プロセスは周知で、原稿を複写するのに普通は光学レンズが使用される。同様なプロセスは、例えば電子的に生成または蓄積された画像に応じて電荷保持面に電荷が置かれる粒子線写真印刷のような他の静電写真印刷応用装置にも存在する。蓄積された電子情報に基づいて光導電部材を画像について放電するためにレーザー光線が使用される場合もある。
【０００４】
光導電面のトナー粒子を転写するプロセスは、転写部で実現される。代表的な転写部では、転写は、光導電面から最終支持用紙もしくは中間転写ベルトにトナー粒子を付着するのに十分な静電力場（ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ ｆｏｒｃｅ ｆｉｅｌｄｓ）を転写領域にかけることによって達成される。
【０００５】
中間転写ベルトは、現像されたトナー粉像を最終支持用紙に転写するための１個（タンデム式）または複数個（非タンデム式）の光導電部材と組み合わせて、使用される。例えば、中間転写ベルトは非タンデム式応用装置で使用されるのだが、非タンデム式応用装置では、連続カラートナー粉像が転写ベルトに個々に転写され、前に転写されたカラートナー粉像の上に連続カラートナー粉像が次々と重ね合わされる。合成画像が形成され、そして転写ベルトから最終支持用紙に転写される。あるいは、合成画像は光導電体に形成されてから中間転写ベルトに転写され、その後、最終支持用紙に転写されることもある。タンデム式装置では、複数の光導電部材の各々が、直前のカラートナー粉像への連続的な重ね合わせで個々のカラートナー粉像を中間転写ベルトに転写し、それによって中間転写ベルト上に完全な合成画像を形成する。
【０００６】
現像されたトナー像の支持面間の転写は、コロナ発生装置を用いて行われることが多い。中間転写部材または最終支持用紙は、光導電面上の現像トナー像に直接接触するように置かれる。コロナ発生装置は、中間部材または最終支持用紙に、トナー粒子のものとは反対の極性を有するイオンを吹き付け、それにより光導電面から中間部材または最終支持用紙にトナー粒子を転写する。
【０００７】
あるいは、中間部材または最終支持用紙と接触するバイアス部材により、中間部材または最終支持用紙との間に電位差をかけることによって転写は誘発される。例えば、バイアス転写ロールシステム（ＢＴＲ）は、中間部材または最終支持用紙が通るロール間隙を、光導電体で定義する。ロール間隙の圧力ならびに電界により、トナー粉像を光導電体から中間部材または最終支持用紙に転写する。
【０００８】
静電搬送ベルトは普通はコロナ発生装置と組み合わせて使用される。一般に静電搬送ベルトは最終支持用紙を搬送して、転写部にて光導電体に接触させたり離れさせたりする。転写を行うコロナ発生装置は、静電輸送ベルトの後ろ側にある。シルババーグによる合衆国特許第３，９６６，１９９号は、そのようなシステムを開示している。あるいは、コロナ発生装置によってではなく、静電輸送ベルトの後ろ側に当たるように配置されたバイアス転写ローラによって転写を施すことも可能である。
【０００９】
このように、前述のもののような転写支持部材（例えば転写ロール、中間転写ベルト、静電搬送ベルト）は、普通は、現像されたトナー粉像の光導電部材からの転写を直接支持する機能を有する。転写プロセスに伴う静電力界の変化により、漂遊トナーならびに細粒の粒子が転写支持部材の表面に付着することがある。従って、以降の複写の品質低下と最終支持用紙の裏側へのトナー粒子定着の、両方またはいずれかを防止するように転写支持部材の表面をクリーニングする必要がある。典型的なクリーニング方法には、ブラシ、ウェブ、ブレード、ブレード状のもの、磁気ブラシ、エアフロー、またはこれらを組み合わせたものによる払拭が含まれる。これら全部は、個々でも、組み合わせたものであっても、集められた残留トナーおよび細粒をクリーニング装置から除去する必要がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
このように、光導電体に使用されるクリーニングシステムとは別のクリーニングシステムで、転写支持部材のこの残留材料をクリーニングする必要がある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、光導電部材と連合されたトナー像の転写を行う転写部材を有するタイプの印刷機が提供される。この印刷機は、転写部材と接する第一位置と転写部材から離れた第二位置との間で移動可能であり、第一位置にて転写部材上の残留物を集めるブレードと、第一極性のバイアスまたは第一極性とは反対の第二極性のバイアスを転写部材に選択的に印加するバイアス装置と、バイアス装置に第一極性のバイアスを印加した後にブレードを第一位置に移動させ、ブレードを第二位置に移動させた後にバイアス装置に第二極性のバイアスを印加して、転写部材上の集められた残留物を光導電部材上へ引き付けるようにしたコントローラとを有する。
【００１２】
本発明の別の態様によれば、転写部材から光導電部材に残留物を除去する方法が提供される。この方法は、転写部材と接する第一位置と、転写部材から離れた第二位置との間でブレードを移動させ、転写部材を、第一極性のバイアスまたは第一極性とは反対の第二極性のバイアスに選択的にバイアスし、転写部材を第一極性のバイアスにバイアスしたのを受けて、第一位置にブレードを移動させ、ブレードが第一位置にあるときに残留物を集め、ブレードが第二位置になったのを受けて転写部材を第二極性にバイアスし、第二極性のバイアスが転写部材に印加されたときに、集められた残留物を光導電部材に引き付けるというものである。
【００１３】
本発明の別の態様によれば、光導電部材からのトナー像の転写を行う、光導電部材と連合された転写部材から残留物を除去する方法が提供される。この方法は、トナー像が光導電体から転写されるように第一極性のバイアスを転写部材に印加するステップと、残留物が集められるように転写部材と接触状態となる第一位置にブレードを移動するステップと、転写部材から離間された第二位置にブレードを移動するステップと、集められた残留物が光導電部材に引き付けられるように第一極性と反対の第二極性のバイアスを転写部材に印加するステップ、とから成る。
【００１４】
【実施例】
図１は、電子写真印刷機の、本発明の一実施例の特徴を採用した箇所を示す概略正面図である。図２〜図４は、図１に記載の本発明の実施例の別の態様の作用を示す。図５は、図２〜図４に記載の本発明の実施例に基づいて、転写ならびに再転写のあいだの時間に対するバイアス転写ロールの電圧のグラフ表現を示す。図６は、転写支持部材としての中間転写ベルトを有する本発明の別の実施例を示す。図７は、転写支持部材として静電転写ベルトを有する本発明の別の実施例を示す。
【００１５】
図１、２、４、および５では、本発明の固有内容を表す、クリーニングブレードならびにバイアス装置を具備する転写支持部材の例証的具体例が示されている。
【００１６】
図１は本発明の一実施例を表し、バイアス転写ロール（ＢＴＲ）１８は、転写ステーションＡの転写支持部材として役立つ。画像受け光導電面から複写用紙または支持基板への現像トナー像の転写を誘発し、ならびに、転写プロセス時にＢＴＲと光導電部材のあいだにコピー用紙を支持するバイアス転写ロールは、当該技術においてよく知られている。
【００１７】
図１に示されているように、電気バイアス源４６はスイッチ３８を介してＢＴＲから電流を発生する。スイッチ３８はバイアス源４６をロール１８の導電コア４４に結合して、ＢＴＲ１８にバイアス電位をかけ、転写ロール間隙に転写電場を生成して光導電面１２からＢＴＲ１８への帯電されたトナー粒子の転写を誘発する。いわゆる「転写状態」と呼ばれるこの状態で、（図２に図示されているように）、転写ロール１８は、好ましくは１〜８Ｋｖ Ｄ．Ｃ．、帯電されたトナー粒子が転写ロール１８に引き付けられるように帯電トナー粒子のものとは必ず反対の極性に、バイアスされる。ブレード２８は、転写プロセスで残った、ＢＴＲに付着しているトナーならびに細粒を集めるように、ＢＴＲ１８の表面に係合されている。
【００１８】
スイッチ３８は、いわゆる「再転写状態」のときに、（図４に図示されているように）転写ロール１８の導電コア４４を逆バイアス源４８に選択的に結合もし、それによりＢＴＲを通る電流が逆転される。再度、図１を参照すると、複写用紙が転写ステーションＡを通過した後、スイッチ３８は、ＢＴＲ１８の導電コア４４を、バイアス源４６によって提供されるバイアス電源のとは反対の極性を有するバイアス電源４８に選択的に接続する。「再転写状態」時には、ブレードはＢＴＲの表面から離れている。ＢＴＲに付着し、ＢＴＲ表面に係合されているブレード２８によって集められたたトナー粒子は、ＢＴＲ表面からはねのけられ、それによって光導電面１２に再転写される。それ以外の転写部材上の細粒粒子は、残留トナーと一緒に集積されることもあるし、このプロセスの間に光導電体に転写されることもある。光導電部材への転写後、これらの粒子はクリーニングステーションＢで処理され、それにより通常のクリーニングプロセスにおいて光導電面から除去される。
【００１９】
光導電部材のクリーニング手段として、残留物を貯蔵容器に搬送する真空排出ダクト４１を有するクリーニングブラシ４０も図示されている。しかしながら、当業者であれば、転写支持部材から転写される残留粒子を除去する本発明にいずれか適用可能な、トナー回収手段を有する種々の光導電体クリーニング手段が存在することが分かる。
【００２０】
図２、図３、図４を参照すると、コントローラ６８は、転写視線部材の表面に対するクリーニングブレードの最適位置と、（ＢＴＲに印加されるバイアスを制御する）スイッチ３８の位置を同期させる。コントローラ６８は、概括的にマイクロプロセッサの形態で図示されている。具体的にいうと、コントローラはＢＴＲに印加されるバイアスとブレード２８の起動を調節して、図２に記載されているようにいずれかのＢＴＲが「転写状態」でブレード２８がＢＴＲ表面と係合されているときに、光導電面１２からトナーが転写されるようにしたり、図３に記載されているようにブレードがＢＴＲ表面から離されるようにしたり、あるいは図４に記載されているようにＢＴＲが「再転写状態」でトナーが光導電面に転写されるようにする。コントローラ６８によって調節され、ブレードを移動して転写支持部材表面に接触させたり離したりするブレード作動手段３０により、ブレード２８は、転写支持部材表面との係合位置から分離位置に移動される。スイッチ、カム、はね、歯車、あるいは他の、本発明の新規な特徴を遂行するために利用できる既知の機械駆動あるいは電気手段を限定されることなく含む、多数のブレード作動装置手段が知られていることを当業者は認識するであろう。
【００２１】
図２に対応する第一説明状態で、マイクロプロセッサ６８は、ＢＴＲ１８に正電圧バイアスが印加されることにより、反対極性の現像剤が光導電部材から複写用紙に引き付けられてから転写されるように、信号をスイッチ３８に送信する。現像された像を光導電部材から複写用紙に転写するステップの後に残ったＢＴＲ表面のトナーおよび細粒４３は、ＢＴＲ１８と接触状態に係合されたブレード２８によって集められる。ブレード２８は、ＢＴＲ１８の回転方向に対して拭き取り配置にある「ワイパー」モードで図示されている。しかしながら、ブレードは、あるいは（図７に図示されているように）ブレードが転写支持部材の回転方向に対してこそげ取り位置にある「ドクター」モードに配置して本発明の新規な特徴を遂行できることを理解されたい。
【００２２】
図３に対応する第二状態で、コントローラ６８は、ブレード２８がＢＴＲ表面から持ち上げられ（離され）ることにより、ブレード２８によって集められ集積された残留トナーおよび細粒４３が、光導電面との接触点まで回転に伴ってＢＴＲ表面上を移動するように、ブレード作動装置３０に信号出力する。この点で、図４に図示されているように、コントローラ６８は、同極性を有するＢＴＲに付着している残留物４３をバイアスがはねのけることによって、光導電面にこの残留物を引付けて転写するように、スイッチ３８に信号出力してＢＴＲのバイアスを逆転する。コントローラ６８は、残留物の光導電体への転写が、光導電部材の原稿間ゾーンまたは非画像領域で発生するように、逆バイアスおよびブレード分離のステップのタイミングシーケンスを制御する。
【００２３】
逆極性のバイアス印加は図５に図表で示されているが、図中、転写状態のときには約８Ｋｖの初期バイアス電圧がバイアス転写ロール１８にかけられているが、スイッチ３８が再転写状態に変えると、約−４Ｋｖの逆極性のバイアス電圧がかけられる。図示の公表された電圧極性は、別の極性機構を利用したシステムにも本発明を同様に適用するといったような説明のためだけに記述されていることにに注意されたい。
【００２４】
好適実施例において、および、図２〜図４に示されているように、ブレード２８は、ＢＴＲと光導電部材の間の接触または最近接距離の箇所の前には、ＢＴＲ１８の処理方向５８の一箇所のバイアス転写ロールの近くにある。従って、ブレード２８がＢＴＲ表面から分離され、逆バイアスが印加された後、集められた残留粒子は、光導電部材１０への転写に際して最小移動距離ですむ。
【００２５】
図６は、本発明の代替実施例であり、マルチプルパスカラー印刷機おいて、中間転写ベルト１６は転写支持部材として作用し、フルカラー合成現像画像を用紙２０に転写する。転写ベルト１６は、光導電部材１０から転写ベルト１６へのトナー粉像の転写を行うコロナ発生装置２４が取り付けられている転写ステーション２２にて、光導電部材１０の一部に押し付けられる。
【００２６】
このタイプの装置の現像および転写プロセスを簡単に説明すると、露光ステーション（図示略）から受信された第一カラー潜像は、光導電ドラム１０によって現像ステーション３６に搬送される。現像ステーション３６は、参照数字３７、３８、３９、４２で示される４個の現像装置を具備し、特定カラー（例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）のトナー粒子が入っている。これらの現像装置は、一般に「磁気ブラシ現像装置」と呼ばれるタイプのものである。
【００２７】
現像装置３７によって、第一カラートナーが第一対応カラー潜像に供給される。現像された画像は、光導電部材に沿いに転写ステーション２２まで続けて回転され、そこでコロナ発生装置２４によって現像画像が中間転写ベルト１６に転写される。クリーナ４０が、第一カラートナー転写画像の後に残った光導電部材上のトナーおよび細粒を除去する。
【００２８】
現像装置３８からの第二カラートナーは、次に、露光ステーションから受け取った第二対応カラー潜像に現像される。この現像されたトナー粉像は、次に、転写ステーション２２まで回転し、そこでコロナ発生機２４が、このトナー粉像を第一カラー転写画像の上に重ね合わせ登録式に転写する。各々の対応カラートナーは、各カラートナー粉像が転写ステーション２２に順次転写され、前のカラー画像の上に登録式に重ね合わせられ、転写ベルトにフルカラー合成画像が形成されるまで、このシーケンスを継続する。光導電部材に残った残留トナーは、各回のカラートナー像転写の後で、クリーニング手段４０によって除去される。コロナ発生装置３６は、転写ベルトから複写用紙２０へフルカラー合成画像を転写するように構成されている。分離位置２９にあり、各カラートナー粉像の連続重ね合わせのときに転写ベルト表面から離間されていたブレード２８は、フルカラー合成画像が用紙２０に転写された後に、転写ベルト上の残留トナーおよび細粒をクリーニングするために転写ベルト表面に係合される。
【００２９】
このように、コントローラ６８は、コロナ発生装置２４、転写ベルト１６、およびその関連クリーニングブレード２８の各機能のタイミングシーケンスを調整する。具体的にいうと、それぞれのカラートナー粉像が転写ベルトに順次転写されているとき、ブレード２８は転写ベルト表面１６から離れた位置２９にあり、コロナ発生装置２４のコロノードワイヤ２６は正に帯電され、光導電面１０から転写ベルト１６への帯電カラートナー粒子の転写を誘発するのに十分な反対極性の電荷のイオンを転写ベルトの下側に吹き付けるようになっている。次いで、残留粒子を集めるために、ブレード２８が転写ベルト１６に係合する。
【００３０】
最後に、転写ステーション３６で合成画像の転写が発生し、ブレード２８が残留粒子を集め集積した後、所定時間で、ブレード２８は転写ベルト表面１６から分離される。転写ベルト表面上の集積された残留粒子は、次に、転写ステーション２２に移動し、そこで、コントローラが、転写ベルト表面に付着した粒子をはねのけるのに十分な同様極性および電荷のイオンが発生されるように、負の電荷をコロノードワイヤ２６にかける。これらの残留粒子は、次に、光導電部材１０に引き付けられて転写される。クリーニングステーション４０は光導電面のクリーニングし、転写ベルト１６から転写された残留粒子を含む残留トナーおよび細粒粒子を除く。クリーニングステーション４０からの残留物は、次に、真空排出ダクト４１からの吸出しによってハウジングから保管領域（図示略）に搬送される。
【００３１】
コントローラ６８は逆バイアスをかけるタイミングを調整して、転写ベルトからの残留物が光導電部材の画像形成領域に転写されるのを防止する。
【００３２】
中間転写ベルトは、シングルパスで転写ベルトに転写される以前に、光導電部材上に個々のカラートナーによってフルカラー合成画像が次々に作られる場合にも使用される。この場合、光導電部材クリーニングステーション４０は、合成画像の形成中は消勢されており、その後、転写ベルトへの合成画像転写後に付勢される。
【００３３】
本発明は、各々自分の光導電部材を有する１個以上の画像形成装置を転写ベルトと組み合わせて使用する場合に有用な応用装置ともなる。このタイプの丹で無装置では、個々のカラートナー像は各々の連続光導電部材から転写ベルトに転写され、各々前のカラー画像に次々と重ね合わせられる。形成された合成画像は、次に、転写ベルトから複写用紙に転写される。合成画像転写後に残ったトナーおよび細粒粒子を集め集積するためのブレードは、最終転写ステーションの後ろで、第一光導電部材の前の転写ベルト上に、処理方向に設けられている。ブレードによって集められた自由残留粒子は、第一光導電部材に至るまで転写ベルト上を移動し、それと連合されたバイアス装置によって逆バイアスが印加された時点で第一転写ベルトに引き付けられる。第一光導電部材に転写された残留粒子は、次に、第一光導電部材と連合されたクリーニングシステムによってそこから除かれる。
【００３４】
本発明の更に別の実施例において、中間転写ベルトに対する同様な構成の転写支持部材として静電転写ベルトが役に立つ。図７に図示されている通り、静電転写ベルト１８は、転写ステーション２２の通過を含めて、可動ベルト表面１４上に複写用紙２０を連続的に積極的に保持するための静電仮付けを行う。コロナ発生装置２４または他の転写手段により光導電部材１０から複写用紙への現像潜像の転写が生じた後に、ドクターモードに位置決めされたブレード２８によってＥＳＴベルト上の残留トナーおよび細粒が集められる。あるいはブレードはワイパーモードに位置決めすることも出来る。残留トナーおよび細粒は、次に、ブレード２８が表面１４から分離された後に所定のタイミングシーケンスで逆バイアスをコロナ発生装置２４にかけることによって、光導電部材１０に転写される。コントローラ６８は、残留物の転写が光導電ベルト上の非画像すなわち原稿間ゾーンに生じるように、ブレード分離および逆バイアスのステップを同期する。
【図面の簡単な説明】
【図１】電子写真印刷機の、本発明の一実施例の特徴を採用した箇所を示す概略正面図である。
【図２】図１に記載の本発明の実施例の別の態様の作用を示す図である。
【図３】図１に記載の本発明の実施例の別の態様の作用を示す図である。
【図４】図１に記載の本発明の実施例の別の態様の作用を示す図である。
【図５】図２〜図４に記載の本発明の実施例に基づいて、転写ならびに再転写中の時間に対するバイアス転写ロールの電圧のグラフ表現図である。
【図６】転写支持部材としての中間転写ベルトを有する本発明の別の実施例を示す図である。
【図７】転写支持部材として静電転写ベルトを有する本発明の別の実施例を示す図である。
【符号の説明】
１０ 光導電部材、１２ 光導電面、１４ 可動ベルト、１６ 中間転写ベルト、１８ バイアス転写部材、２０ 用紙、２２ 転写ステーション、２４ コロナ発生装置、２６ コロノードワイヤ、２８ ブレード、３０ ブレード作動手段、３６ 現像ステーション、３８ スイッチ、４０ クリーニングブラシ、４１ 真空排出ダクト、４３ トナーおよび細粒、４４ 導電性コア、４６ 電気バイアス源、４８ バイアス電源、６８ コントローラ

Claims (2)

1. 光導電部材と連合されたトナー像の転写を行う転写部材を有するタイプの、次のものを有する印刷機：
   転写部材と接する第一位置と転写部材から離れた第二位置との間で移動可能であり、第一位置にて転写部材上の残留物を集めるブレード；
   第一極性のバイアスまたは第一極性とは反対の第二極性のバイアスを転写部材に選択的に印加するバイアス装置；
   バイアス装置に第一極性のバイアスを印加した後にブレードを第一位置に移動させ、ブレードを第二位置に移動させた後にバイアス装置に第二極性のバイアスを印加して、転写部材上の集められた残留物を光導電部材上へ引き付けるようにしたコントローラ。
2. 転写部材から光導電部材に残留物を除去する、次のステップを含む方法：
   転写部材と接する第一位置と、転写部材から離れた第二位置との間でブレードを移動させ、
   転写部材を、第一極性のバイアスまたは第一極性とは反対の第二極性のバイアスに選択的にバイアスし、
   転写部材を第一極性のバイアスにバイアスしたのを受けて、第一位置にブレードを移動させ、
   ブレードが第一位置にあるときに残留物を集め、
   ブレードが第二位置になったのを受けて転写部材を第二極性にバイアスし、
   第二極性のバイアスが転写部材に印加されたときに、集められた残留物を光導電部材に引き付ける。

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