JPS5995580A - 電子写真式複写機のための帯電兼清掃ブラシ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、一般的にはゼログラフィ一式複写機、より詳
細には感光部材を一様に帯電するとともに、そこから残
留トナーを除去する導電性ブラシに関するものである。

発明の背景 適当な電圧が印加された導電性ブラシを用〜１て光導電
性表面に一様に静電荷を誼く方法は、米国特許第λ、７
７り９２７号、第り／７り９０３号、および第り３３乙
、り乙５号、および英国特許第９７４、０λ７号に提案
されている。米国特許第’Ｉ、／７’ｌ’、９０３号を
除く全ては、単繊維または単繊維類似のブラシを用いて
いるが、米国特許第’ＡＩ’７’ｌ、９０３号は磁気ブ
ラシ構造を用（・てし・る。

さらに、米国特許第名／７η９０３号の帯電装置は、感
光部材を帯電するばかりでなく、清掃するためにも使わ
れる０ ゼログラフィー・プロセスにおいては、感光部材は、帯
電ステーションを通過する前に、清掃ステーションを通
過して、そこで残留トナーが除去され、次の複写サイク
ルのための準備がなされる。

たとえ残留トナーが除去され、そして複写機の構成要素
、たとえば帯電装置がトナー粒子で汚染されるのを防止
するその他の予防措置がＢ、ζじられていても、トナー
はなんとかして、導電性ブラシの単繊維に入り込み、ブ
ラシの作用に悪い影幹を及ぼす。

係属米国特許出願ｍ　／　３０．　ｇ　０３号および第
１ｇ０３７７号に開示されているように、４’ｔｂ性ブ
ラシからトナーを除去する有効なひとつの方法は、導電
性ブラシに印加された電勿バイアスと極性が同じで電圧
が２倍の電気バイアスが印加された絶綴性脱トナー用ロ
ーラにブラシの単繊維を接触させることである。気付か
れるであろうが、先に触れた清掃ブラシに加わるバイア
スは低いから、脱トナー用ロールに加わるバイアスも対
応して低い０本発明が意図する導電性帯電装置は、清掃
に必要な電圧に比べてかなり高い電位を加える必要があ
る。すなわち、適当な感光部材の帯電を行なうためには
、／ｌθ０ｖ程朋の電圧が必要である。

したがって、上記の係属米国特許出願に開示されている
ような宣伝的にバイアスされた脱トナー用ロールを片い
るためには、脱トナー用ロールに加える必要がある１ｂ
；圧は２り００Ｖ程朋になってしまう。

一般に、コストおよび安全上の危険を最小限にし、かつ
電力を節減するには、できるだけ低い動作雪圧を使用す
ることが好ましい。また、使用部品数が少ければ、複写
機はそれだけコストが安くなり、構造も簡単になる。

ゼログラフィ一式複写機のコストおよびｕｌ　％ＭＥさ
を低減する見地から、構成要素に複数の枠部をもたせる
ように設計されることが多くなってきた。

たとえば、米国特許第’Ａ／７り９０３号に開示されて
いるように、＠電機能と清掃機能は７個の構成要素によ
り遂行される。実際には、その同じ構成要素が他の二つ
機能（すなわち、現像と転写）についても使われている
。

発明の概要 本発明によれば、帯電と清掃の二の機卵を実行する７個
の構成要素が得られる。しかし、米国特許第り／７’ｌ
、９０３号の装置とは異なり、有効寿命を延ばすために
帯電ブラシからトナーが除去されるようになっている。

帯電ブラシによる清掃がなされるばかりでなく、その清
掃は非常に低い電圧レベルにバイアスされたローラによ
って行なわれる。さらに、帯電兼清掃ブラシに堆積した
トナーを除去するために７個の脱トナー用ローラが使わ
れている。

上記のことを達成するために、導電性線維かも成るブラ
シ部分すなわち区域が非導電性線維から成る区域によっ
て隔離されたものから成る導電性繊維ブラシが設置され
ている。導電性部分と非導電性部分とが交互に配置され
た清掃用ブラシ構造は、米国特許第３．７　ｇ　０．３
９　／号に開示されている。この構造により、導電性部
分すなわち区域は相互に電気的に絶縁される。したがっ
て、相互に悪い影響を及ぼすことなく、少なくとも二つ
の異なる部分に、異なる電位をＰ１時に加えることが可
能である。この形式のブラシ構造を適切に設計すること
により、ブラシを二つの隣接する処理ステーションにお
いて同時に感光性部拐に接触材せ、同時に二つの機能を
遂行できるようにした。したがって、ブラシの異なる導
電性部分は、帯電のためにその−の部分で感光性部に接
触し、清掃のためにその他の部分で接続することが可能
である。

これらの部分は電気的に絶縁されているから、異なる電
圧を加えることが可能である。たとえば、帯電のために
／２θ０ｖを加え、同時に清掃のためにλθ０■を加え
ることが可能である。その上、７個のブラシだけである
から、脱トナー用ローラは７個のみでよく、それを清掃
を遂行するブラシ部分の近くに配置することにより、脱
トナー用ローラに加える必要のある電圧は、かなり高い
帯電用電圧の２倍でな（、清掃用電圧の２倍でよい。

本発明のその他の特徴については、図面を参照し、以下
の説明が進めば、明らかになろう。

好ましい実施例の説明 本発明の特徴の全般的理解を助けるために、図面を参照
して説明する。

第１図は、本発明を組み入れた典型的な電子写真複写機
の各梗措成要素を略図で示したものである。電子写真複
写の技術は周知であるから、第１図に例示した複写様に
用いられている６才・ト処理ステーションについて簡単
に説明する。

第１図に示されているように、衿万機は、光導電性表面
１２と導電性基層１４とから成る光導電性ベルト１０を
使用している。ベルト１０は、矢印１６の方向に動いて
その連続する部分をその移動路の周囲に配置された各種
処理ステーションを順次通過するように進める。ベルト
１０は、剥離ローラ１８、張力付与ローラ２０、および
駆動ローラ２２の周囲に掛は渡されている。駆動ロー２
２２は回転できるように取り付げられ、ベルト１０ｔＣ
接触している。モータ２４はローラ２２を回転させ、ベ
ルト１０を矢印１６の方向に進める。

ローラ２２とモータ２４とは、ベルト駆動装置など適当
な手段で連結されている。

張力付与ローラ２０をベルト１０に当て所定のばね力で
弾力的に押し付けている／対のばね（図示せず）により
、ベルト１０の張力が維持されている。剥離ロー２１８
と張力付与ローラ２０は共に回転できるように取り付け
られている。両ローラはベルト１０が矢印１６の方向に
移動するとき自由に回転するアイドラ・ローラである。

第１図および第２図かられかるように、最初に、ベルト
１０の一部分が帯電ステーションＡを通過する。帯電ス
テーションＡでは、ブラシ構造２５がベルト１０を選択
的に高い一様な雷６位に帯電させる。ブラシ構造（第２
図参照）は、交互に配置された導電性部分すなわち区域
２６と非導電性部分すなわち区域２７とから成っている
。ブラシ構造は、ベルト形式で例示しであるが、この分
野の専門家はローラ形式やその他適当な形状のものでも
よいことはわかるであろう。ブラシは、／対の導電性ロ
ー２２　ｓ　＊　２９に掛は渡されている。後者のロー
ラ２９は、ブラシに循環運動を与えてブラシの連続する
部分を光導電性ベルト１０に接触させるため、モータ３
０に駆動連結されている。

帯電ステーションにおいてベルト１０に接触する導電性
部分との接触を通じてベルト１０を一様を帯電すること
ができるように、導σ１．性ローラ２８に約／コ０θＶ
の電圧を加える適白な電瀞３１が設置されている。

次に、光導電性表面の帯電した部分は露光ステーション
Ｂへ進められる。露光ステーションＢでは、原稿３４が
表を下にして透明プラテン３６の上に置かれ、ランプ３
８が原稿３４の上に先勝を発する。原稿３４から反射し
た光線はレンズ４０を透過してその光像を形成する。レ
ンズ４０は光像を光導電性表面の帯電した部分の上に合
焦させ、その上の１Ｅ荷を選択的に消散させる。これに
より、原稿３４に含まれている情報領域に対応する静電
潜像が光導電性部材の上に記録される。

露光ステーションＢには、試験区域発生装置４２を設置
することができる。試験区域発生装置４２は、二つの異
なる出力レベルになるよう電子的にプログラムされた光
源である。これにより、二つの異なる照度の試験光像が
光導電性表面１２の帯電した部分に投影され、像間領域
内に二つの試験区域が記録される。試験区域発生装置４
２がらの光出力レベルは、一方の試験光像が約２．３エ
ルグ／ｄの露光を受け、他方の試験光像が約７．７エル
グ／ｄの露光を受けるような光出力レベルである。これ
ら二つの試験光像は光導電性表面１２のＷｊ　’？：Ｉ
、　シた部分に投影され、試験区域を形成する。

これら二つの試験区域は続いてトナー粒子で現像される
。試験区域発生装Ｍ４２は、０．０から乙、θエルグ／
　ｃｒＡまで連続的にプログラムすることが可能である
。露光精度は、約０．３〜３．３エルグ／ｄの範囲にお
いて±３％である。光導電性表面１２に記録される各試
験区域は、矩形であって、大きさは約／　Ｏｍｍ×／　
ｇ　ｍｍである。したがって、試験区域発生装置４２は
、像間領域を０．３〜３．！エルグ／ｃｆ！のレベルに
露光する。一方の試験区域は約λ、５エルグ／ｄの放射
照度で露光され、他方の試験区域は約７．７エルグ／ｄ
の放射照度で露光されることか好ましい。光導ＩＥ性衣
表面２に静ｇ：ｉ、潜像が記録され、そして像間飴域に
試験区域が記録された後、ベル）１０は静電潜像と試験
区域を現像ステーションＣへ進める。

現像ステーションＣでは、磁気ブラシ現像装置４４が静
電潜像と試験区域に現像剤を接触させる。

磁気ブラシ現像装置４４は２個の磁気ブラシ現像ロール
４６．４８を有するものが好ましい。これらのローラは
、それぞれ現像剤を静電潜像と試験区域に接触させる。

各現像ローラはキャリヤ粒子とトナー粒子から成るブラ
シを形成している。潜像と試験区域はキャリヤ粒子がら
トナー粒子を吸引して潜像の上にトナー粉末像と、各々
の試験区域に対応する／対の現像された集積区域とを形
成する。静電潜像が現像されると、現像剤からトナー粒
子が消耗するので、現像ローラ４６，４８が継続使用で
きるように追加のトナー粒子をハウジング５２に補給す
るため、トナー補給装置５ｏが設置されている。トナー
補給装置５０の容器５４には、補給用トナー粒子が入っ
ている。容器５４に結合されたサンプ５８の中に配置さ
れたフオーム・ローラ５６は、トナー粒子をオーガ６ｏ
に補給する。オーガ６０は、複数の孔が設けられたチュ
ーブの中に取り付けられたらせんばねである。

モータ６２がオーガのらせんばねを回転すると、トナー
粒子がチューブを通して送られ、孔から排出される。

名目上、コ、３エルグ／ｃｒｉで露光された試験区域は
、約０．／　Ｔｆ’ｔ、ｎｌのトナー粒子現像＊　１ｋ
ｆｒ’　／面積を有し、７．７エルグ／　ｃｒＡで露光
された試験区域は約ｏ、ｌｌｍ−のトナー粒子現像常置
／面積を有する。

現像された試験区域は、平行赤外線デンシトメータ６４
の下を通過する。

赤外線デンシトメータ６４はすＬ像ステーションＣと転
写ステーションＤの間に光力電性表面１２に近接して配
ｆ浩され、試験区域の現像されたトナーの質量に比例す
る電気信号を発生する。この信号は適当に処理するため
制御装置（図示せず）へ送られる。制御装置はこの信号
を使って電源３１とモータ６２を調整して光導電性表面
の帯電と、混合現像剤へのトナー粒子の補給を制御する
ことができる。赤外線デンシトメータ６４は、１５Ｖｄ
、ｃ　、約、ｉ（ニアｍＡ　　で励起される。赤外線デ
ンシトメータ６４０表面は光導電性表面１２から約７　
ｍｍ離れていることが好ましい。

赤外線ダイオードは９４ｔＯナノメートルのピーク出力
波長を有し、６０ナノメートルの％出力帯域を有し、そ
のパワー出力は約１５±１０ミリワツトである。光導電
性表面１２上の試験区域から反射した光線をフォトダイ
オードが受光する。フォトダイオードは測定した光線入
力を約θ〜１０デルトの範囲の電気出力信号に変換する
。また、赤外線デンシトメータ６４は信号比を計算する
ための基準レベルを得るために、裸すなわち現像された
トナー粒子がない光導電性表面から反射した光線を定期
的に測定するためにも使用される。赤外線デンシトメー
タには、その光学装置に粒子が堆積するのを防ぐための
空気清浄装置が付置されている。現像された静を潜像と
現像された試験区域が赤外鉱デンシトメータ６４の下を
通過した後、ベルト１０はトナー粉末像を転写ステーシ
ョンＤへ進める。

転写ステーションＤでは、トナー粉末像に接触するよう
に支持材料シート６６が送られてくる。

支持材料シートは、シート給送装置６８により転写ステ
、−ジョンＤへ送られる。シート給送装置６８は、給送
ロール７０がスタック７２の一番上のシートに接触して
いるものが好ましい。給送ロール７０は回転してスタッ
ク７２から一番上のシートラシュート７４へ送り込む。

シュート７４は、進行する支持材料シートを導き、現像
されたトナー粉末像が転写ステーションＤで進行する支
持材料シー　トに接触するように調時してベルト１０の
光層、電性表面１２に接触させる。

転写ステーションＤに設置されたコ四す発生装診７６は
、シート６６の裏側に適当な極性のイオンを照射する。

これにより、光導電性表面１２からシート６６へ帯電し
たトナー粉末像が吸引される。転写後、シートは矢印７
８の方向に移動を続け、コンベヤ（図示せず）に叔せら
れて定着ステーションＥへ進められる。

定着ステーションＥには、転写された粉末像をシート６
６へ永久的に固着させる定着装置８０が設置されている
。定着装置８０は加熱された定着０−−１１ｙ８２とバ
ックアップ・ロー２８４を有するものが好ましい。シー
ト６６は定着ローラ８２とバックアップ・ローラ８４０
間を通運してトナー粉末像を定着ロー２８２に接触させ
る。これにより、トナー粉末像はシート６６に永久的に
固着される。°定着後、シュート８６がシート６６を、
オペレータが複写機から取り出すためのキャッチ・トレ
イ８８まで案内する。

ベルト１０の光導電性表面から支持材料シートが分離さ
れた後、光導電性表面に付着している残留トナー粒子と
現像された試験区域のトナー粒子は光導電性表面から除
去される。これらの粒子は清掃ステーションＦにおいて
光導電性表面から除去される。トナーは、清掃ステーシ
ョンＦで除去される前に、露光ランプ８７と予備清掃用
コロトロン８９を通過する。

清掃後、連続する像形成サイクルのため帯電に先だって
、放電ランプ（図示せず）が光導電性表面を投光照明し
て妙っている全ての残留′ポ荷を消去する。

清掃ステーションＦでは、光導電性表面に接触している
ブラシ構造２５の単繊餠により残留トナーが除去される
。清掃ステーションＦにおける光導電性表面との接触点
では、ブラシの単繊餠には、導電性ローラ２９を介して
約、２００■が加わる。

この電圧は適当な＠糎３０から供される。清掃ステーシ
ョンＦにおいてブラシ構造が捕捉したトナーや、たとえ
ば帯電作用中に捕捉されることがあるその他のトナーを
除去するために、導電性ブラシ２５に接触してブラシ２
５の２倍の回転速度で回転できるように支持された絶縁
性脱トナー用ロー＃９４が設置されている。電源９６は
、ブラシ２５をバイアスしている様性と同じ極性でロー
ル９４を電気的にバイアスする。しか１７、このノＺイ
アスの電圧は、ブラシに加えられたノＺイアスよりも大
きく、たとえば、導電性ロール２９に加わるバイアスが
２００■の場合は、適当な・マイアスはｌＩＯθ■であ
る。脱トナー用ロール上に過大な′ｍ；荷が堆私：する
のを防ぐため側序５を逃がすことができるように、ロー
ル９４をアルミニウムから作り、その表面を陽極処理し
て約、２０〜３０ミクロンの酸化皮膜を付けることが好
ましい。ロール９４は、モータ９３で回転することがで
きるように支持されている。

ロール９４からトナーを除去し、収集器１００の中は落
すために、そぎ落しブレード９８がロール９４に接触し
ている。

第３図は、光導電性ベルトに対するブラシ補遺２５の別
の配置方法を示す。

以上の説明から、光導電性ベルトを帯電させ、同時に清
掃するために使用できるブラシ構造が得られたことがわ
かる。この目的を連成するために、このブラシ構造は、
一つおきの導電性部分と非導電性部分とから成っており
ｓ８Ｎ、性部分は非導電性部分により互いに′電気的に
絶縁されている。したがって、オ［１互に悪い影響を及
ぼさずに、異なる涜−電性部分に異なる電圧を加えるこ
とが可能である。これにより、帯電と清掃を同時に実行
することが可能である。さらに、ブラシ構造は、帯電ス
テーションでなく、脱トナー用ロールを低い電圧でバイ
アスすることが可能である。）青→帝ステーションの近
（で、ブラシ構造に接融している７個の脱トナー用ロー
ルを用いてトナーを除去する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の特徴を組み入れた電子写真式複写様
の略正面図、 第２図は、第１図の複写様に使用された帯′祇兼清掃ブ
ラシの略図、および 第３図は、第Ω図のブラシの修正態様である。 Ａ・・・・・・帯電ステーション、　　Ｂ・・・・・・
露光ステーション、　Ｃ・・・・・・現像ステーション
、　　Ｄ・・・・・・転写ステーション、　　Ｅ・・・
・・・定着ステーション、Ｆ・・・・・・清掃ステーシ
ョン、　１０・・・・・・光４４１．１’ｆＥ　ベルト
、　　１２・・・・・・光導電性表面、　　１４・・・
・・・導電性基層、　　１６・・・・・・移ω１方向、
　　１８・・・・・・剥離ローラ、　　２０・・・・・
・張力・Ｎ与ローラ、　　２２・・・・・・駆動ローラ
、　　２４・・曲モータ、　　２５・・・・・・ブラシ
構造、　　２６・・・・・・導電性部分（区域）、　　
２７・・・・・・・・・非導電性部分（区域）、　　２
８．２９・・・・・・導電性ローラ、　　３ｏ・・曲モ
ーク、　　３１・・曲電源、３４・・・・・・原稿、　
　３６・・・・・・透明プラテン、３８・・・・・・ラ
ンフ’１．４０・・・・・・レンズ、　　４２・・曲試
験区域発生装ｆｔ’ｒｓ　　４４・・曲磁気ブラシ現像
装向１．４６，４８・冊砒タブラシ現像ローラ、５０・
・・・・・トナー補給装ｄ１゛　５２・・曲ハウジング
、５４・・・・・・６　器、　　５５・・曲フオーム・
ローラ、５８・・・・・・サンプ、　　６ｏ・曲・オー
ガ、　　６２・・・・・・モータ、　　６４・・曲赤外
線デンシトメータ、６６・・・・・・支持材料シート、
　　６８・・・・・・シート給送、　　７２・・・・・
・スタック、　　７４・・・・・・シュート、　　７６
・・・・・・コロナ発生装置、　　７８・・・・・・移
動方向、　　８ｏ・・・・・・定篇装猶、　８２・・曲
定着ローフ、　　８４・・四バックアップ・ローラ、８
６・・・・・・シュート、　　８７・曲・露光ランプ、
８７．８８・・・・・・キャッチ・トレイ、　　８９・
・・・・・予備清Ｊ’＋’＃用コロトロン、　　９ｏ・
・・・・・電源、　　９３・・・・・・・・・モータ、
　　９４・・・・・・絶縁性脱トナー用ロール、９６・
・・・・・？Ｉ−１瀝％　　　９８・・・・・・そぎ落
し用ブレード、１００・・・・・・収集器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）（イ）光導電性表面、（ロ）前記表面に接触して
   掃くように支持されたブラシ、（ハ）前記表面上に静電
   潜像を形成するのに十分な電圧レベルに前記表面を一様
   に帯電させるために少なくとも第１の電圧レベルに前記
   ブラシを電気的にバイアスする手段、に）前記表面上に
   静電潜像を形成するため一様に帯電した表面を光像にあ
   てて露光する手段、（（１）前記静電潜像をトナーで現
   像する手段、（へ）および前記ブラシに接触してそこか
   らトナーを除去する手段、から成ることを特徴とするゼ
   ログラフィ一式複写機。 （２）前記第１の電圧レベルとは相違し、前記光導電性
   表面から残留トナー粒子を吸引するのに十分な第２の電
   圧レベルに前記ブラシを電気的にバイアスする手段を有
   していることを特徴とする特許請求の範囲第７項記載の
   複写機。 （３）前記ブラシは、一つおきに配置された導電性区域
   と非導電性区域とから成り、前記非導電性区域は前記導
   電性区域を電気的に絶縁していることを特徴とする特許
   請求の範囲第コ項記載の複写機。 （４）前記ブラシは、少な（とも二つの導電性区域が同
   時に前記光導電性表面に接触するように構成されており
   、前記少なくとも二つの導電性区域の一方に前記第１の
   電圧レベルが加えられ、前記少なくとも二つの導電性区
   域の他方に前記第一の電圧レベルが加えられることを特
   徴とする特許請求の範囲第３項記載の複写機。 （５）前記トナー除去手段は、前記少なくとも二つの導
   電性区域の他方に接触しており、前記第一の電圧レベル
   と極性は同であるがより高いレベルに電気的にバイアス
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載
   の複写機。 （６）前記第１の電圧レベルは／２００ボルト程度であ
   り、前記第λの電圧レベルは一〇〇ボルト程度であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の複写機。 （力　前記トナー除去手段に加えられる。バイアスはり
   θ０ボルト程度で前記第コの電圧レベルと同じ極性であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の複写機
   。 （８）前記トナー除去手段はロール構造から成ることを
   特徴とする特許請求の範囲第ｓ項記ボＶの複写機。 （９）前記ロール構造の表面は陽極処理されたアルミニ
   ウムであることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載
   の複写機。 （０）前記グラブは、ベルト構造から成ることを特徴と
   する特許請求の範囲第９項記載の複写機。 ａυ　前記ブラシは、多数の単繊維から成ることを特徴
   とする特許請求の範囲第グ項記載の複写機。