JPH0721667B2 - 静電複写装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、一般的には多色静電複写機に関し、特に、そ
れに用いるための改良されたクリーニング装置に関す
る。

［従来の技術］ 静電複写においては、光導電部材の表面が帯電せしめら
れることによつて感光性を与えられる。帯電された光導
電部材は、複写されるべき原稿の光像による露光を受け
る。感光性を与えられた光導電面が露光を受けると、電
荷は選択的に放電される。これにより、光導電面上に
は、複写されるべき原稿上の情報領域に対応した静電潜
像が記録される。光導電面上に記録された静電潜像の現
像は、それに対して現像剤を接触せしめることによつて
行なわれる。代表的な現像剤は、そこへ摩擦電気的に付
着しうるトナー粒子を有するキヤリア粒子を含む。トナ
ー粒子は、キヤリア粒子から潜像へ引付けられ、光導電
面上に粉末像を形成する。次に、この粉末像はコピー用
紙上へ転写され、後にそこへ融着される。多色静電複写
においては、複数の静電潜像が光導電面上に記録され
る。光導電面上に記録されるそれぞれの静電潜像は、原
稿の色フイルタされた光学的光像に対応する。光導電面
上に記録された色フイルタされた静電潜像は、光学的に
フイルタされた光像の減法混色用原色に対応した色のト
ナー粒子によつて現像される。あるいは、強調式静電複
写（higlight elecfrophotographic printing）におい
ては、基本原稿は１つの色、すなわち黒、によつて複写
され、その選択された諸部分がもう１つの色、例えば
赤、によつて強調される。この方式においては、最初の
静電潜像は、強調される部分または強調されない部分の
いずれかに対応する。次の静電潜像は、前に記録されな
かつた他部分に対応する。その後、それぞれの静電潜像
は、黒色トナー粒子および選択された色、例えば赤、の
トナー粒子により現像される。

光導電面からクリーニングによつて得られた残留トナー
粒子を再循環させ、複写機において後に再利用すると有
利であることが多い。しかし、光導電面上に残留してい
るトナー粒子は、そこからクリーニングされた時、互い
に混合することがわかつている。すなわち、黒色トナー
粒子は赤色トナー粒子と混合するので、黒色トナー粒子
の再利用が妨害される。従つて、黒色トナー粒子を赤色
トナー粒子から分離して回収し、黒色トナー粒子を後に
複写機において再利用しうるようにすることが強く所望
される。

光導電面から粒子をクリーニングするための１つの好適
な方法は、定置形非磁性外被内に収容された回転磁石を
用いるか、または回転する非磁性外被内に収容された定
置磁石を用いる方法である。この装置はキヤリア粒子を
引付けるのであるが、キヤリア粒子は光導電面から残留
トナー粒子を引付けるのである。従つて、この形式の装
置で、しかも相異なる色のトナー粒子を互いに分離し、
それらの再利用を可能ならしめうる装置を使用しうるこ
とが強く所望される。従来、さまざまな形式のクリーニ
ング装置が使用されてきた。これに関連する特許として
は、1971年５月25日公告の米国特許第3,580,673号（特
許権所有者Yang）、1973年１月30日公告の米国特許第3,
713,736号（特許権所有者Sargis）がある。

これらの開示の関連部分を簡単に要約すると次の通りで
ある。

Yangの特許には、記録面からトナー粒子をクリーニング
するための装置が開示されている。この装置は、永久棒
磁石を収容した、回転自在に取付けられた非磁性円筒部
材を有する。この円筒部材は、磁性ビーズを運動せしめ
て記録面と接触させる。トナー粒子の極性と逆極性の電
気的バイアスが円筒部材に印加される。この電気的バイ
アスは、トナー粒子をクリーニングビーズに引付けるの
に十分な大きさを有する。導電ロールが磁性ビーズと接
触して配置されている。このロールは円筒部材と同極性
に電気的にバイアスされ、そのバイアスは、トナー粒子
をクリーニングビーズからロールへ引付けうる大きさを
有する。

Sargisの特許には、磁化自在粒子で部分的に満たされた
容器を有するトナー除去装置が開示されている。その内
部には中空のクリーニングロールが取付けられ、永久磁
石の回りに回転するようになつている。光導電ベルトに
付着しているトナー粒子は摩擦電気的な力によつて、ク
リーニングローラの表面を覆つている磁化自在粒子に引
付けられる。容器内に配置された１対の補助ローラがト
ナーの付着した磁性粒子を容器内の粒子全体内に分布さ
せる。クリーニングローラは電気的に帯電せしめられ、
トナー粒子を引付ける。帯電用の電荷は、クリーニング
ローラに接続された電源から供給される。

［発明の要約］ 本発明は、少なくとも２つの相異なる色の粒子を表面か
ら除去するための装置を提供する。この装置は、表面か
ら粒子をクリーニングするための装置を含んでいる。ま
た、クリーニング装置を制御して、除去装置の１サイク
ル中に１色の粒子を除去し、除去装置の他サイクル中に
他色の粒子を除去することにより、相異なる色の粒子を
実質的に互いに混合せしめないようにする制御装置を備
えている。

本発明が提供する静電複写機は、１サイクル中において
１色の残留粒子が光導電部材に付着し、他サイクル中に
おいて他色の粒子が光導電部材に付着する形式のもので
ある。表面から粒子をクリーニングするための装置が備
えられている。このクリーニング装置を制御して、光導
電部材の１サイクル中に１色の粒子を除去し、光導電部
材の他サイクル中に他色の粒子を除去することにより、
相異なる色の粒子を実質的に互いに混合せしめないよう
にする制御装置も備えられている。

本発明のその他の特徴は、添付図面を参照しつつ行なわ
れる以下の説明において明らかにされる。

［実施例］ 以下、本発明を実質的について説明するが、本発明はこ
の実施例によつて限定されるものではない。本発明の精
神および範囲内に属する全ての別の装置、改変装置、同
等装置は、特許請求の範囲によつて定められる。

本発明の諸特徴を取入れた実施例の静電複写機は、添付
図面を参照することによつて理解が容易になる。添付図
面全体を通じ、同一要素には同一参照番号が用いられて
いる。第１図には、本発明のクリーニング装置を用いた
静電複写機の諸要素が概略的に示されている。このクリ
ーニング装置は、実施例の静電複写機に用いるのに特に
適しているが、以下の説明からわかるように、このクリ
ーニング装置は、他のさまざまな静電複写機にも同様に
よく適合することができ、必ずしもここに示される特定
の実施例に適用されうるのみではない。

静電複写技術は公知であるから、第１図の複写機に用い
られているさまざまな処理部は以後概略的に図示するに
とどめ、処理部の動作についてはそれらを参照しつつ簡
単にしか説明しない。

第１図に示されているように、この静電複写機は多色複
写機である。多色とは、この静電複写機が強調色を含む
カラーコピーを作成しうることを意味する。すなわち、
コピーは、黒ともう１つの色、すなわち例えば赤または
青によつて複写される。これは、原稿を選択的にマスク
することによつて行なわれる。すなわち、第１サイクル
において原稿は黒で複写され、第２サイクルにおいては
マスクされた領域のみが赤または青、すなわち強調用の
色で複写される。この静電複写機は、導電基材上に付着
せしめられた光導電面を有するベルト10を使用してい
る。光導電面は、好ましくは電気絶縁性有機樹脂内に不
規則的に分散せしめられた光導電粒子を有する電荷発生
層によつて作られたものとする。導電基材は、１つまた
はそれ以上のジアミンを溶解した、透明で電気的に不活
性なポリ炭酸エステル樹脂を有する電荷転送層を含む。
ベルト10は矢印12の方向へ移動して、光導電面の相次ぐ
部分を順次、このベルトの移動経路付近に配置された各
種処理部を経て前進せしめる。ベルト10の移動径路は、
剥離ローラ14、引張ローラ16、および駆動ローラ18によ
つて画定される。第１図に示されているように、引張ロ
ーラ16はベルト10に弾性的に押圧されて接触し、ベルト
10を所望の引張状態に保持する。駆動ローラ18は回転自
在に取付けられ、ベルト10に係合せしめられる。モータ
20はローラ18を回転せしめ、ベルト10を矢印12の方向へ
前進せしめる。ローラ18はベルト伝導などの適宜の手段
によりモータ20に連結されている。剥離ローラ14は自由
回転自在であり、最小の摩擦でベルト10を矢印12の方向
に移動せしめうる。

最初、ベルト10の部分は帯電部Ａを通過する。帯電部Ａ
においては、全体が参照番号22によつて示されているコ
ロナ発生装置が、ベルト10の光導電面を、比較的高い実
質的に一様な電位に帯電させる。

次に、光導電面の帯電部分は、露光部Ｂを経て前進せし
められる。露光部Ｂにおいては、原稿24が下向きに透明
プラテン26上に配置されている。ランプ28は原稿24上へ
の光線を発する。原稿24は、第１色すなわち黒色によつ
て複写されるべき部分のみが見えるようにマスクされて
いる。従つて、原稿の黒色領域に対応する静電潜像が形
成される。原稿24から反射された光線は、レンズ28を通
過して原稿の光像を形成する。レンズ28は、この光像を
光導電面の帯電部分上に集束せしめ、そこの電荷を選択
的に散逸せしめる。これによつて、原稿24内に含まれた
黒色情報領域に対応した第１静電潜像が、光導電面上に
記録される。

次に、ベルト10は、光導電面上に記録された静電潜像を
現像部Ｃへ前進させる。現像部Ｃにおいては、全体が参
照番号32および34によつて示されている磁気ブラシ現像
装置が、１色および他色のトナー粒子を前進させて、ベ
ルト10の光導電面上に記録された相次ぐ静電潜像に接触
せしめる。第１サイクル中においては現像装置32が動作
し、現像装置34は動作しない。現像装置32は黒色トナー
粒子が付着したキヤリア粒子を含む。現像装置34は赤
色、または黒以外の他の色の、トナー粒子が付着したキ
ヤリア粒子を含む。従つて、第１サイクルにおいては、
コピーの黒色部分が複写される。次のサイクル中におい
ては、現像装置32は動作せず、現像装置34が動作する。
このサイクル中においては、原稿のマスクされた部分は
黒領域に対応し、マスクされない部分は強調領域に対応
している。好ましくは、現像装置32および34のそれぞれ
は、２つの現像ローラ36,38および40,42を有するものと
する。第１サイクル中においては、ベルト10の光導電面
上に記録された静電潜像は、キヤリア粒子から黒色トナ
ー粒子を引付け、そこに黒色トナー粉末像を形成する。
次のサイクル中においては、ベルト10の光導電面上に記
録された静電潜像は、キヤリア粒子から強調色トナー粒
子、すなわち赤色トナー粒子を引付け、そこに赤色トナ
ー粉末像を形成する。

現像後、ベルト10はトナー粉末像を転写部Ｄへ前進せし
める。転写部Ｄにおいては、コロナ発生装置44がコピー
用紙43の裏面にイオンを散布する。これによつて、トナ
ー粉末像は光導電面上から用紙43上へ引付けられる。転
写が終ると、用紙43は矢印46の方向へ移動してコンベヤ
（図示されていない）上に達し、コンベヤは用紙43を融
着部Ｅへ前進せしめる。

融着部Ｅは、全体が参照番号48によつて示されている融
着装置を含み、融着装置48は用紙43へ転写されたトナー
粉末像を永久的に固着させる。好ましくは、融着装置48
は加熱される融着ローラ50とバツクアツプローラ52とを
含むものとする。用紙43は、トナー粉末像を融着ローラ
50に接触せしめつつ、融着ローラ50とバツクアツプロー
ラ52との間を通過する。このようにして、トナー粉末像
は用紙43へ永久固着される。黒色トナー粒子が用紙43へ
融着せしめられた後、用紙43は時間的シーケンスに従つ
て転写部Ｄへ再循環せしめられ、強調色トナー粒子の転
写を受ける。こうして、用紙43上の空白のまま残された
領域内に強調色トナー粒子が転写される。次に、用紙43
は再び融着部Ｅを通過し、融着部Ｅにおいては強調色ト
ナー粒子が用紙43上に永久固着される。

支持材である用紙がベルト10の光導電面から分離された
後、光導電面上には必ず残留粒子が付着したまま残つて
いる。この残留トナー粒子は、最初の第１サイクルにお
いては黒色のものであり、第２サイクルにおいては強調
色のものである。すなわち、第２サイクルにおいては、
ベルト10の光導電面上の残留トナー粒子は、赤色その他
の色のものとなる。光導電面上から、赤色および黒色ト
ナー粒子の双方を、混合あっせることなくクリーニング
しうることは、極めて望ましい。その場合においての
み、一方または双方のトナー粒子が回収され、複写機内
で再利用される。これらの粒子、すなわち赤色および黒
色トナー粒子の双方は、クリーニング部Ｆにおいてベル
ト10の光導電面からクリーニングされる。好ましくは、
クリーニング部Ｆは、全体が参照番号54によつて示され
ているクリーニング装置を含み、クリーニング装置54が
ベルト10の光導電面からトナー粒子を引付けるようにな
つているものとする。クリーニング装置54の詳細な構造
は、第２図を参照しつつ後述される。クリーニングが終
ると、放電用ランプ（図示されていない）が光導電面に
光を照射し、次の像形成サイクルのための帯電が行なわ
れる前に、光導電面上の残留静電荷を散逸せしめる。

本発明のクリーニング装置を組込んだ静電複写機の一般
的動作の説明は、本特許出願の目的のためには、以上で
十分である。

第２図には、クリーニング装置54が詳細に示されてい
る。そこに示されているように、クリーニング装置54
は、全体が参照番号56によつて示されているクリーニン
グローラを含む。クリーニングローラ56は、周表面を取
巻いて配置された複数の磁極を有する円筒形磁石ローラ
58を含む。非磁性的導電管部材60は、磁石58上に嵌合す
る。管部材60の内周面と磁石58とは間隔を有する。管部
材60は回転自在に取付けられている。定速度モータが、
管部材60を実質的に一定の角速度で回転させる。好まし
くは、磁石58はセラミツク磁石とゴム磁石とを組合せて
作られたものとし、管部材60はアルミニウムで作られた
ものとする。磁石58は固定取付けされており、管60が矢
印62の方向へ回転するとき、実質的に定置状態に保たれ
る。管60は矢印62の方向に回転するとき、ハウジング64
内にある磁性粒子内を通過する。これらの磁性粒子は管
60へ引付けられる。電圧源66は管60に電気的に接続され
ており、管60に直流電界を印加する。好ましくは、この
電界の極性は、ベルト10の光導電面に付着するトナー粒
子と逆極性のものとし、この電界の強さは、トナー粒子
を光導電面から管60に付着する磁性粒子へ引付けるのに
十分な強さのものとする。磁性粒子は、トナー粒子と摩
擦電気的親和性を有するものが選択される。トナー粒子
は正極性のものであるから、電圧源66は管60を約−200
ボルトの電圧レベルにバイアスする。管60が一定角速度
で回転するとき、クリーニング材のブラシが管60の周面
上に形成される。このクリーニング材のブラシは、前進
してクリーニング域内のベルト10に接触する。ベルト10
の光導電面に付着しているトナー粒子は、管60に付着し
ている磁性粒子に引付けられる。このようにして、磁性
粒子、すなわちクリーニング材は、ベルト10の光導電面
に付着している残留トナー粒子を除去する。

本技術分野に精通した者ならばわかるように、クリーニ
ングローラ56は必ずしも磁気的なものである必要はな
い。すなわち、必ずしも残留トナー粒子を引付けるクリ
ーニング材を必要としない。例えば、クリーニングロー
ラ56を、Du Pont Corporationの登録商標である導電ナ
イロン（conductive Nylon）で作られた導電繊維ブラシ
を用いた静電ブラシクリーナとし、これを適切な大きさ
および極性で電気的にバイアスしてもよい。

ローラ68は管60に近接して配置されている。ローラ68
は、矢印70の方向に回転するとき、管60に付着している
磁性粒子からトナー粒子を引付ける。従つて、光導電面
上において黒色トナー粒子が現像されているときには、
そこに付着している残留トナー粒子は黒色のものであ
る。これらのトナー粒子は回収して、複写機内で後に再
利用することが所望される。このような状況下におい
て、ローラ68はスイツチ72によつて電圧源74に接続され
る。電圧源74は、ローラ68を約−350ボルトにバイアス
する。電圧源74からローラ68に印加されるこの電気的バ
イアスの大きさは、電圧源66から管60に印加される電気
的バイアスより大である。従つて、トナー粒子は、管60
に付着しているクリーニング材からローラ68へ引付けら
れる。これと同時に、管部材60に近接して配置され矢印
78の方向に回転するローラ76は、電圧源80によつて電気
的にバイアスされる。これは、電圧源80をローラ76に結
合させるスイツチ82によつて行なわれる。電圧源80はロ
ーラ76を約−100ボルトにバイアスする。この電気的バ
イアスは、トナー粒子を管部材60からローラ76へ引付け
るのには不十分である。しかし、この電気的バイアス
は、帯電した紙の屑、および不適切な符号、すなわち負
に帯電したトナー粒子を、管部材60に付着しているクリ
ーニング材から引付けるのには十分である。従つて、光
導電部材10上に記録された静電潜像が黒色トナー粒子に
よつて現像されるこの動作サイクルにおいては、残留黒
色トナー粒子は光導電部材10上から、管部材60に付着し
ているクリーニング材によつて除去される。その後、こ
れらの残留黒色トナー粒子はクリーニング材からローラ
68によつて除去される。調整刃84は、ローラ68に近接し
て配置され、ローラ68からトナー粒子を除去する。調整
刃84は、トナー粒子をローラ68から剥離して、らせんオ
ーガ86内へ入れる。らせんオーガ86はこれらの残留黒色
トナー粒子を遠隔位置まで前進させ、後に複写機の現像
装置において再利用せしめる。例えば、これらの黒色ト
ナー粒子はオーガによつて、直接現像装置32のハウジン
グの貯溜部すなわちチヤンバへ返される。調整刃86は同
様にローラ76に近接して配置され、ローラ76に付着して
いる負に帯電した紙の屑、および不適切な符号のトナー
粒子を除去する。調整刃86は、トナー粒子および紙の屑
をローラ76から剥離して、らせんオーガ90内へ入れる。
らせんオーガ90は、これらのトナー粒子および紙の屑を
遠隔位置まで前進させ、後に複写機から排除されるよう
にする。

コピーの強調部分に対応する静電潜像が強調色トナー粒
子によつて現像される第２サイクルにおいては、ベルト
10の光導電面から残留している赤色、すなわち強調色の
トナー粒子を除去しなくてはならない。これは、電圧源
92をスイツチ72によりローラ68に結合させることによつ
て行なわれる。電圧源92は、ローラ68を約−200ボルト
にバイアスする。すなわち、ローラ68と管部材60実質的
に同じ電圧にバイアスされる。この状態においては、ト
ナー粒子はローラ68へ引付けられない。管部材60上のク
リーニング材に付着している強調色トナー粒子は、そこ
に保持されたままローラ68へは引付けられない。しか
し、ここで電圧源94がスイツチ82によつてローラ76に結
合せしめられる。電圧源94はローラ76を−350ボルトに
バイアスする。従つて、管部材60上のクリーニング材に
付着している残留強調色トナー粒子すなわち赤色トナー
粒子はローラ76に引付けられるようになる。この場合
も、調整刃88がローラ76から強調色トナー粒子を剥離し
てらせんオーガ90内へ入れる。らせんオーガ90は強調色
トナー粒子を、廃棄びんの置かれている遠隔位置まで前
進させる。従つて、ローラ68の機能は黒色トナー粒子を
除去するのみであり、これらのトナー粒子は後に遠隔位
置まで前進せしめられて回収されるか、または直ちに複
写機内で再利用される。これに反し、ローラ76は２重の
機能を有する。１つの機能は不適切な符号のトナー粒子
と紙の屑を除去することであり、もう１つの機能は強調
色トナー粒子を除去することである。これらの材料は全
てオーガ90によつて遠隔位置へ送られ、廃棄びん内へ廃
棄される。すなわち、赤色トナー粒子、紙の屑、および
不適切な符号の黒色トナー粒子は共通の場所へ送られ
て、廃棄びん内へ放出される。以上のようにして、黒色
トナー粒子と強調色トナー粒子との混合が防止される。
この方法によつてのみ、黒色トナー粒子は赤色トナー粒
子と混合することなく容易に回収され、後に複写機内で
再利用される。

要約すると、本発明のクリーニング装置は、ベルトの光
導電面に近接して配置されたクリーニングローラを含
み、これによつて光導電面上のトナー粒子を除去する。
１対のローラがこのクリーニングローラに近接して配置
される。１つのローラは黒色トナー粒子を除去して、こ
れらのトナー粒子を後に複写機内で再利用できるように
する機能を有し、他のローラは強調色トナー粒子および
不適切に帯電した黒色トナー粒子および紙の屑を除去す
る機能を有する。これによつて、黒色トナー粒子と強調
色トナー粒子との混合が防止される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の静電複写機の概略的正面図、第２図
は、第１図の複写機に用いられているクリーニング装置
の正面図である。 符号の説明 10……ベルト、Ｆ……クリーニング部、54……クリーニ
ング装置、56……クリーニングローラ、58……円筒形磁
石ロール、60……被磁性的導電管部材、64……ハウジン
グ、66,74,80,92,94……電圧源、68,76……ローラ、72,
82……スイツチ、84,88……調整刃、86,90……らせんオ
ーガ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光導電部材に１サイクル中に１色の残留粒
   子が付着し、他サイクル中に該部材に別の色の粒子が付
   着する形式の静電複写装置であって、 粒子を除去する装置と、 前記除去する装置から前記１色の粒子を引き付ける第１
   の手段と、 前記除去する装置から前記別の色の粒子を引き付ける第
   ２の手段と、 前記１サイクル中に、前記第１の手段が前記除去する装
   置から前記１色の粒子を引き付けると供に、前記第２の
   手段が前記除去する装置から実質的に粒子を引き付けな
   いように前記第１の手段と前記第２の手段とをそれぞれ
   ある電圧レベルに電気的にバイアスし、前記他サイクル
   中に、前記第２の手段が前記除去する装置から前記別の
   色の粒子を引き付けると供に、前記第１の手段が前記除
   去する装置から実質的に粒子を引き付けないように前記
   第２と第１の手段を複数の電圧レベルで電気的にバイア
   スするバイアス手段 とを有することを特徴とする静電複写装置。