JPS6119037B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電子複写装置に関するものである。

電子複写装置において、帯電、造影、現像、転
写およびクリーニングの各段階はよく知られてお
り、様々な方法で実施されている。例えばコロナ
帯電、次に影像照射による放電、次に磁気ブラシ
現像、次にコロナ転写、次にプレクリーン・コロ
ナ帯電、その後にブラシ・クリーニングが実施さ
れている。

例をあげると、ドラム型光導電体を負に帯電さ
せ、その後光導電体のうち原稿の白い背景領域中
に対応する部分を放電させ、複製しようとするネ
ガ静電潜像を黒色画像として複写用紙上に残すの
が通常のやり方である。この作用領域を包含し、
かつそれよりも大きな光導電体の領域を次に磁気
ブラシによつて現像する。現像中に、マイナスに
帯電した透磁性のキヤリア・ビーズが、光導電体
の作用領域およびこの作用領域に接しあるいはそ
れを取巻く非作用領域を包含する現像区域へ磁気
的に運搬される。

キヤリア・ビーズは、その磁界パターンならび
に、現像装置と光導電体の間を伸びるシールによ
つて、現像装置中に保持されるようになつてい
る。

キヤリア・ビーズは、プラスに帯電した小さな
トナー粒子を光導電体に帯びさせる。光導電体が
この現像区域を離れると、光導電体のネガ潜像は
プラス帯電した黒色のトナーによつて厚く覆われ
るが、光導電体の残りの部分にも少量のトナー粒
子が不規則に残存することがある。

その後、光導電体は、原稿のトーンに応じた潜
像をつけたままで転写区域中を通過し、そこで白
い複写用紙が光導電体上にその作用領域と一致す
るように置かれる。この複写用紙の光導電体に向
き合つた側の面がマイナス転写コロナの作用を受
ける。複写用紙のマイナス帯電によつて、トナー
画像が用紙上に形成され、光導電体上には少量で
はあるが残留トナー画像が残る。

従来のやり方では、マイナス転写コロナの幅が
用紙よりも広く、従つて光導電体の境界部分およ
びその上に残るトナー粒子をマイナスに帯電させ
る。

光導電体、その残留トナー画像、およびそのラ
ンダムに分布したトナー粒子は、次にプレクリー
ン・プラス・コロナの作用を受ける。このコロナ
は、光導電体のマイナス帯電を中和する働きをも
ち、また光導電体の帯びる、トナーを含めた全て
の粒子を確実にプラスに帯電させる働きをもつ。
このような粒子がプラスに帯電されるのは、次の
電子複写ステーシヨンすなわちクリーニング・ス
テーシヨンで適正なクリーニング作用を得るため
である。クリーニング・ステーシヨンで、光導電
体は理想的にいえばトナーを含めて全ての粒子を
光導電体から除去するために、ブラシをかけられ
る。従来のやり方では、クリーニング・ステーシ
ヨンは、プラスに帯電した粒子と親和力をもつよ
うに作成され配置される。クリーニング過程の一
部分として、光導電体の帯びる電荷をさらに中和
する効果を生すために、光導電体に光を照射する
こともよく行なわれる。

先行技術、例えば米国特許第2832977号では、
プレクリーン・コロナを備えることの利点が認識
されている。独自の改良として、米国特許第
4133610号では、テトラフルオロエチレン・キヤ
リア・コーテイング粒子を光導電体から除去する
助けとして特定のコロナ電流が実現されている。

周知の電子複写装置では、上記の各過程が各コ
ピーについて１度ずつ繰返される。

従来のやり方では、電子複写過程の各ステーシ
ヨン、例えば各種の帯電ステーシヨンおよび現像
装置は光導電体上に中心配置されその位置が中心
設定に関しても光導電体からの間隔設定に関して
も正確に制御される。これらのパラメータが正確
に制御されない場合には、トナーの膜形成やビー
ズのキヤリーアウトなどの問題が起こることがあ
る。

定義によれば、トナーの膜形成とは、トナーが
多数の複写サイクルの間に光導電体を徐々に覆つ
て、出来上がつたコピーにしまを生ずる性質をい
う。トナーの膜形成は、通常、光導電体の外端か
ら始まつて、中心に向つて「成長」する。

ビーズのキヤリーアウトとは、光導電体が現像
区域中を通過する際に現像装置のキヤリア・ビー
ズが現像装置から運び出される性質をいう。

先行技術に、ビーズ・キヤリーアウトの問題の
解決法が示唆されている。米国特許第3834804号
では、現像装置から運び出されたキヤリア・ビー
ズを光導電体から拭いとるための磁石を備えてい
る。一方、米国特許第3982830号では、ドラム光
導電体のドラム・シールが原像剤中を移動するに
つれて、現像装置の現像電極のバイアス電圧を変
化させ、それによつて、ドラム・シールによつて
現像装置から運び出されるキヤリア・ビーズの数
を減らしている。

本発明は、キヤリア・ビーズのキヤリーアウト
を減らし、かつクリーニング・ステーシヨンの働
きが最適以下となる結果として発生する光導電体
のトナー膜形成を防止するものである。

ビーズのキヤリーアウトおよびトナー膜形成の
問題が、各種の電子複写過程ステーシヨンを移動
する光導電体に対して正確に位置設定することに
よつて対処されていることを認めた上で、本発明
は、(1)ビーズのキヤリーアウトを減らすために光
導電体の帯電ソースが占める光導電体幅を現像装
置の占める幅よりも大きくし(2)トナーの膜形成を
減らすために、光導電体の帯電ソースの占める光
導電体幅はプレクリーン帯電ソースの占める幅よ
りも小さいが、プレクリーン帯電ソースの占める
光導電体幅を、転写帯電ソースよりも大きくし
た、帯電ソースの構造および配置による方法がこ
れらの問題を解決することを見い出した。

より具体的にいうと、本発明の構造および配置
は、現像ステーシヨンの占める光導電体幅よりも
大きな光導電体幅を占める光導電体帯電ソースを
実現するものである。この新規な構造の効果は、
帯電されたキヤリア・ビーズに、ビーズを現像ス
テーシヨン中に保持する働きをする静電力が確実
にかかるようにすることである。例示的に言え
ば、本発明は、現像ステーシヨンの側面境界に隣
接する光導電体がマイナスの電荷を帯びることを
保証するものである。このマイナスの電荷は、マ
イナスに帯電したキヤリア・ビーズをはねかえす
ように作用して、ビーズのキヤリーアウトを減ら
す。

現像装置が磁気ブラシ式のものである場合に
は、このような静電力は、現像装置の磁界と相ま
つて、キヤリア・ビーズを現像剤中に保持する働
きをする。

さらに本発明の構造および配置は、逆の極性を
もつプレクリーニング帯電コロナの占める光導電
体幅よりも小さな光導電体幅を占める光導電体帯
電コロナを実現するものである。この新規な構造
の効果は、クリーニング・ステーシヨンと出会つ
た全てのトナーに、中和作用をもつ逆極性の電荷
が確実にかかるようにすることである。例とし
て、光導電体をマイナスに帯電させる配置を考え
てみる。また非常に少量のトナーがクリーニング
後に光導電体上に残り、このマイナス光導電体帯
電ソース中に入るものと仮定する。このトナー
は、十中八九マイナスの電荷を帯びた現像装置中
に進入する。このようなトナー粒子が現像ステー
シヨンまたは転写ステーシヨンによつて光導電体
から除去されることはあり得ない。しかしなが
ら、プラスのプレクリーン帯電ソースが、光導電
体帯電ソースの占める幅よりも大きな光導電体幅
を占めるように保証した本発明の構造および配置
により、このようなマイナスのトナー粒子はプラ
スの極性を回復し、あるいは少くとも中和され
て、光導電体が続いてクリーニング・ステーシヨ
ンを通過するときに除去される可能性が著しく増
大する。この効果は先に指摘したようにトナーの
膜形成が開始し、続いて光導電体の中心に向つて
「成長」する起点となる、光導電体幅の境界部分
において特に重要である。

また、本発明によれば、転写帯電ソースを備え
る場合、その幅はプレクリーン帯電ソースの幅よ
りも小さくする。この新規な構造の効果も、クリ
ーニング・ステーシヨンで上記の残留トナー粒子
を光導電体から拭いとろうとする場合に起こるト
ナーの膜形成を防止することである。このトナー
粒子は転写帯電ソースの作用は受けたが、逆極性
のプレクリーン帯電ソースの作用は受けなかつた
ものである。

この帯電ソースの限界的長さパラメータによつ
て、キヤリア・ビーズのキヤリーアウトおよびト
ナーの膜成がともに大幅に減少する。（すなわ
ち、光導電体の帯電ソースは現像装置よりも広い
が、プレクリーン帯電ソースほど広くはなく、プ
レクリーン帯電ソースは、転写帯電ソースよりも
広い。） 本発明の以上の特徴およびその他の特徴、なら
びにその利点および用途を明らかにするために、
次に添付の図面に示す有利な具体形について詳し
く説明する。

有利な具体形の説明 第１図は、本発明を取入れた電子複写装置の概
略図である。この複写装置において、走査ミラー
照明システム１０および可動レンズ１１は、光導
電体１２の時計回りの一定速度による回転と同期
的に動き、原稿即ち原図１３の潜像をドラムの光
導電体面の作用部分上に配置する。周知のよう
に、１４で造影される前に、ドラムはコロナ１
５、すなわち光導電体帯電ソースによつて帯電す
る。結像された後、ドラムの潜像は、現像装置１
６、例えば磁気ブラシ現像装置によつて調色ない
し現像される。その後、ドラムの調色された可視
像は、転写ステーシヨン１７で転写コロナ１８す
なわち転写帯電ソースによつて、複写用紙上に転
写される。用紙分離手段１９が新しく調色された
用紙の前端をドラム表面から離して、用紙経路２
０に導き真空コンベア２１に接して熱ロール融着
アセンブリ２２へと送る。融着された後、仕上つ
た複写用紙は用紙経路３３を経て出口トレー２９
中に貯えられる。転写の後、ドラムはクリーニン
グ・ステーシヨン３０を通る間に清掃される。ク
リーニング・ステーシヨンは、コロナ３１の形を
したプレクリーン帯電ソースを含んでいる。この
コロナは光導電体についた粒子を帯電させ、クリ
ーニング・ステーシヨンのブラシ６９に対して静
電親和力をもつ極性にするものである。

第１図の装置は、複写用紙供給箱２３を含んで
いる。この供給箱は、２方向に移動できスタツク
の底面を支持するエレベータを含んでいる。供給
箱中の紙送り装置は、スタツクの１番上の用紙を
用紙排出経路２６に送るように働く。この用紙
は、次に用紙経路２７を下へ移動して心合せゲー
ト２８で時間的に停止する。ドラムの作用領域の
前端がゲート近くに至ると、ゲートが開いて用紙
を、作用領域と厳密に同期しながら転写ステーシ
ヨン１７へ進入させる。

熱ロール融着装置の構造は、先行技術でよく知
られている。一般的に、熱ロール５０は図示して
ない内部ヒータおよびこれに連動する温度制御シ
ステムによつて、正確に制御された温度にまで加
熱される。熱ロールは、できれば薄いエラストマ
ー層の形をした変形可能な外表面をもつものとす
る。この表面は、コピー用紙の調色された側の面
にひつかかつて、トナーをその上に融着させ、用
紙を容易に放して、残留トナーの熱ロールへの粘
着が最小限になるように設計される。

ロール５０および５３から形されるニツプは、
できれば各々複写用紙の前端および後端の到着お
よび出発と同期して開き閉じるものとする。この
同期化は、ドラム１２の位置に感応して図示して
ない制御システムによつてニツプを開閉させる、
ドラム位置感知手段６０によつて実現される。

第１図の複写装置は、論理／制御パネル６４に
よつて周知の方法で制御される。この制御を第２
図に示すが、これは片面コピー実施の代表例であ
る。最初に行なわれるのは、６５での光導電体の
帯電である。次に、７１で原図が走査されてその
静電潜像が光導電体上に形成される。定義によ
り、光導電体の、転写ステーシヨンで用紙と対応
する部分が、光導電体の作用領域である。現像過
程が静電機構によつて働くため、光導電体はこの
作用領域の周りないしそれに隣接する部分の帯電
を除くすなわち消去しておくことが望ましい。従
つて、次の過程は、６６での消去である。

このとき同時に、あるいはほぼ同時に、用紙が
供給箱２３からつまみ出される。光導電体の影響
が６８で現像される間に、用紙はゲート２８で心
合せされて転写に備える。

以下、単に例示として示すが、第１図の光導電
体帯電ソース１５は、光導電体ドラム１２をマイ
ナス850ボルトに帯電させる。結像ステーシヨン
１４は、マイナス150ボルトの白色領域およびマ
イナス850ボルトの黒色領域を作り出す。現像装
置１６は、マイナス360ボルトの現像電極電圧で
作動する。転写帯電ソース１８は、用紙の光導電
体と向き向つた側の面にマイナス1200ボルトの電
圧を発生させる。プレクリーン帯電ソース３１
は、光導電体の白色部分にプラス50ボルトの電圧
を発生させる。

上記のような模範的配置では、現像装置１６
は、マイナスに帯電した透磁性のキヤリア・ビー
ズおよびこれらのビーズを覆つている、プラスに
帯電したトナー粒子を含んでいる。

ここで用いる「コロナ」の語は、例えばスコロ
トロンなど様々な形の帯電ソースの総称とする。

今説明したように、第１図および第２図の構造
および配置は、技術の専門家には周知のものであ
り、本発明の背景を示し先行技術の状態を説明す
るためのものである。

本発明は、第１図の光導電体帯電ソース１５、
現像ステーシヨン１６、転送帯電ソース１８およ
びプレクリーン帯電ソース３１の間の帯電ソース
の限界長さ関係に関するものである。この場合、
「長さ」の語は、第１図の平面に対して垂直な寸
法を意味するものとする。またドラム１２の光導
電体の幅という場合、この寸法は第１図の平面に
対して垂直な方向の寸法とする。

このことは、第３図で最もよくわかる。この図
には、第１図の光導電体ドラム１２の一部が平面
状態に展開して示してあり、また第１図の光導電
体帯電ソース１５、現像手段１６、転写帯電ソー
ス１８、プレクリーン帯電ソース３１、およびク
リーニング・ステーシヨン３０を次々に光導電体
の所与の部分と出合う間隔で配置してある。

光導電体の作用領域を、第１図の転送ステーシ
ヨン１８で紙がカバーする領域としてよりよく定
義するために、実線の輪郭５０はリーガル・サイ
ズの作用領域を、点線５１および輪郭５０の右側
部分はレター・サイズの作用領域を示してある。
共通の光導電体境界部分５２は、現像の前に図示
してないエツジ消去ランプによつて消去される。
可変寸法の光導電体境界部分５３は、用紙のサイ
ズに応じて、現像の前に図示してないエツジ消去
ランプによつて消去される。光導電体の作用領域
の上流および下流部分は、図示してないインター
イメージ消去ランプによつて消去される。

実例を挙げれば、このような消去された光導電
体領域は、消去後にマイナス50ボルトの電圧を帯
びている。

以上の定義に基づけば、光導電体の幅は第３図
の水平方向の寸法であり、各種の要素１５，１
６，１８および３１がその長さに応じて占める光
導電体の幅も、この水平方向の寸法である。例え
ば、コロナの長さは、寸法54である。

通常の場合と同様に、装置１５，１６，１８，
３１および３０は光導電体上で中心配置されてい
る。

ビーズのキヤリーアウトに関して、第３図に光
導電体上に中心設定された磁気ブラシ現像装置１
６、光導電体帯電コロナ１５、およびプレクリー
ン・コロナ３１が示されている。一般的に、磁気
ブラシ現像装置１６は、光導電体幅を一般に現像
装置の長さ寸法56と等しい磁場にさらすというこ
とができる。本発明は、現像装置１６の対応する
寸法56よりも大きな長さ54をもつ光導電体帯電ソ
ース１５を実現するものである。その結果とし
て、光導電体の長さ54に対応する全ての部分が現
像装置のキヤリア・ビーズをはね返すような極性
の電荷を帯びることになり、プレクリーン・コロ
ナ３１によつて発生する付着性の電荷は帯びな
い。この反発力が現像装置の磁場と相まつて、キ
ヤリア・ビーズを現像装置中に保持する働きをす
る。

トナーの膜形成に関しては、帯電コロナ１５
（これは、ビーズのキヤリーアウトを防止するた
め現像装置１６よりも長くなくてはならない）お
よび転写コロナ１８は、共にプレクリーン・コロ
ナ３１よりも短くなくてはならない。

このことは、クリーニング後に光導電体上に残
つている残留トナー粒子５５（大幅に拡大してあ
る）について考えてみれば理解できる。この粒子
は、光導電体作用領域の外側にあり、まず光導電
体帯電ソース１５で例えばマイナスに帯電され
る。この光導電体部分は、次に図示してない光源
によつて消去される。その後、この粒子は、現像
装置１６および転送コロナ１８中またはその近傍
を通過する。しかしながら、プラスのプレクリー
ン・コロナ３１の長さがマイナスのコロナ１５お
よび１８の各々よりも長いために第１図のクリー
ニング・ステーシヨン３０でクリーニング・ステ
ーシヨンがプラスに帯電した粒子に対して親和力
をもつのでこのような残留粒子をその位置にかか
わらず全て除去できる可能性が大きくなる。その
結果、このような残留粒子がマイナスの帯電を受
けても必ず、クリーニング・ステーシヨン３０に
入る前にさらにプラスの帯電を受けることにな
る。

まとめていうと、第３図について、現像装置よ
りも長い帯電コロナ１５を設けて、光導電体の部
分が現像装置の末端で確実にキヤリアを反発する
電荷を帯びるようにすることによつて、ビーズの
キヤリーアウトが減少し、またプレクリーン・コ
ロナ３１よりも短かな帯電コロナ１５（および転
写コロナ１８）を設けて、光導電体の部分がクリ
ーニング・ステーシヨン３０の末端で確実にクリ
ーニング・ステーシヨンに対して親和力をもつ電
荷を帯びるようにすることによつて、トナーのフ
イルミングも減少する。

本発明は、磁気ブラシ式現像装置に限定される
ものではないが、この種の現像装置の磁場がキヤ
リア・ビーズを現像装置中に保持するのを助ける
ために、それとの新規な協同作業が起こる。

本発明をその有利な具体形について特に示し説
明してきたが、技術の専門家には容易に理解でき
るように、本発明の精神および範囲から外れるこ
となく、様々な形状および細部の変更を行なうこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を組込んだ電子複写装置の概
略図である。第２図は、第１図の複写装置の論
理／制御パネルによつて実現される、各電子複写
過程の系統図である。第３図は、第１図の光導電
体ドラムを「展開して」示し、本発明に基づく各
種の帯電ソースおよび現像装置の限界長さパラメ
ータを示した図である。 １２……光導電体ドラム、１５……帯電コロ
ナ、１６……磁気ブラシ現像装置、１８……転写
コロナ、３１……プレクリーン・コロナ、３０…
…クリーニング・ステーシヨン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 光導電体を第１極性の電荷で帯電する装置、
   上記第１極性の静電潜像を形成するために上記電
   荷を選択的に放電させる装置、上記静電潜像を現
   像してトナー像を得るため上記静電潜像に第２極
   性のトナーを与える第１極性のキヤリア・ビーズ
   を含む現像装置、上記トナー像の一部をコピー媒
   体に転写する装置、上記第２極性のプレクリーン
   帯電装置及び上記光導電体からトナーを除去する
   クリーニング装置により上記光導電体が順次に処
   理される電子写真複写装置において、現像を受け
   る上記光導電体の領域の両端部に上記キヤリア・
   ビーズを吸引する第２極性の電圧が存在しないよ
   うにするため上記現像装置により覆われる上記光
   導電体の幅よりも広い幅に亘つて上記第１極性の
   電荷帯電装置が帯電を行ない、上記光導電体の全
   てのトナーが上記クリーニング装置に入る前に上
   記プレクリーン帯電装置により第２極性に帯電さ
   れるようにするため上記第１極性の帯電装置は上
   記プレクリーン帯電装置により覆われる上記光導
   電体の幅よりも狭い幅に亘つて帯電を行なうこと
   を特徴とする電子写真複写装置。