JP3211985B2

JP3211985B2 - 像形成装置

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Publication number: JP3211985B2
Application number: JP21507192A
Authority: JP
Inventors: ティーダンスティーヴン; ジェイコプコジョン
Original assignee: ゼロックスコーポレーション
Priority date: 1991-08-21
Filing date: 1992-08-12
Publication date: 2001-09-25
Anticipated expiration: 2016-09-25
Also published as: US5175591A; EP0528556A3; DE69214232D1; DE69214232T2; MX9204751A; JPH05197318A; EP0528556A2; EP0528556B1; BR9203198A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真式像形成用装置
に関し、さらに詳しくは、像形成装置の帯電表面から残
留トナーおよび残渣を除去するための方法に関する。

【０００２】

【従来の技術および解決しようとする課題】ゼログラフ
ィー等の電子写真応用機器の分野においては、ホトリセ
プターの電荷保持面が静電気的に帯電され、再生用のオ
リジナル・イメージの光パターンが露光されて、そのイ
メージに対応して光受容表面が選択的に放電される。こ
の表面において得られた帯電および放電のパターンによ
り、オリジナル・イメージに一致した静電帯電パターン
（静電潜像）が形成される。この静電潜像は、トナーと
呼ばれる微細化された静電気的に吸着可能なパウダーに
接触させることによって、現像化される。トナーは、そ
の表面上における静電帯電によってイメージ領域上に保
持される。したがって、再生されたオリジナル・ビーム
による光イメージに一致したトナー・イメージが形成さ
れる。次に、このトナー・イメージは、（ペーパー等
の）基板上に移されて、そこに定着され、これによっ
て、永久的に記録された再生イメージが形成される。こ
のようなプロセスは公知であり、オリジナルからの光レ
ンズコピー用、電子的に発生あるいは記録されたオリジ
ナルからの印刷装置用に有用である。このような場合、
帯電表面は各種の方法によって放電される。帯電表面上
に電荷がイメージ方向に堆積されるイオン・プロジェク
ション装置においても同様な動作を行う。

【０００３】マルチ・カラー電子写真印刷法において
も、実質的には、上記のモノクロ印刷のプロセスと同一
である。しかし、ホトリセプター上に単一の潜像を形成
するのではなくて、異なるカラーに対応して繰り返し潜
像が表面上に記録される。それぞれの単色静電潜像は、
その色と補色関係にあるトナーによって現像化される。
このプロセスが、異なるカラーイメージおよびその補色
トナーに対して複数サイクル繰り返される。各単色カラ
ートナー・イメージは、前回のトナー・イメージが記録
されているコピー・シート上に移される。このようにし
て、多層のトナー・イメージがコピー・シート上に形成
される。この後は、多層のトナー・イメージが上述した
ようにコピー・シート上に永久的に定着され、これによ
ってカラーコピーが形成される。現像材（トナー）は液
体材料でもよいし、パウダー状材料でもよい。

【０００４】しかし、イメージを形成しているトナーの
殆どが転写過程においてペーパー上に移されるが、僅か
のトナーは、ホトリセプターの帯電表面上に不可避的に
残ってしまう。これらは、表面に、比較的強い静電力あ
るいは物理力によって保持される。さらには、紙繊維、
トナー添加物、カオリン（Ｋａｏｌｉｎｅｓ）その他の
残渣は、帯電表面上に吸引される傾向がある。最適画像
を形成するためには、表面上に残っているトナーおよび
残渣をそこから完全に除去することが不可欠である。

【０００５】ブレードを用いたクリーニング法は、ホト
リセプターから残留トナーおよび残渣（以下において、
これらを総称して「トナー」と呼ぶ。）を除去するため
の望ましい方法である。典型的な応用例においては、比
較的薄いエラストマー・ブレード部材を、ホトリセプタ
ーの近接位置に交差するように配置して、ブレード・エ
ッジによって、表面からトナーを掻き落とし、あるいは
払拭するようにしている。表面からトナーを取った後
は、ブレードに隣接した位置に堆積した掻き落としトナ
ーを、トナー搬送機構あるいは重力により、ブレード領
域から搬出する。しかしながら、ブレードによるクリー
ニング法においては幾つかの欠点がある。まず、ブレー
ドとホトリセプター表面との間に形成しなければならな
い摩擦シール接触が原因となる問題点である。問題点の
一つは、「コメット」と呼ばれるホトリセプター上にト
ナーが堆積してしまうことである。このようなコメット
が発生する問題点は、クリーニング用のブレードとホト
リセプターの間に高摩擦力が形成されて、小さな粒子が
強い付着力を伴ってホトリセプター表面に永久的に付着
してしまうことが原因である。このようなブレードによ
るクリーニングではホトリセプターの表面からは容易に
は除去できないトナー添加物が、このような高摩擦力に
よって溶融してしまい、ホトリセプター表面に接合して
まうことが頻繁に起こる。粒子が順次に初期の「コメッ
ト・ヘッド」の後ろ側に堆積して、１−５ミリメートル
もの長さのコメット・テイルを形成して、これがホトリ
セプターに付着してしまうことがある。このようなコメ
ットは、コピー・シートの背景領域においてスポット等
の形態で、コピー品位の低下を招くおそれがある。

【０００６】図１には、ホトリセプター２０の帯電表面
にコメットが形成される状態を示してある。ホトリセプ
ター２０は矢印２２で示す方向に移動する。トナー・イ
メージをホトリセプターから基板（ペーパー）に転写し
た後にホトリセプター２０上に残っているトナー粒子９
０は、クリーニング用ブレード１１０等の主クリーニン
グ装置によってホトリセプターから除去される。クリー
ニング用ブレード１１０は、ホトリセプター２０に対し
て小さな角度で配置されている。トナー粒子の多くは、
参照番号９３で示すブレード１１０の上流側の領域に堆
積する。このように堆積したトナーは次に、トナー搬送
機構あるいは自重によって搬出される。しかし、図１に
示すように、ブレード１１０の先端は、ホトリセプター
２０の移動が原因となって折れ曲がることがあり、この
ために、ブレード１１０とホトリセプター２０の間に高
摩擦力が発生する。この時に、トナー粒子９０の幾分か
は、折れ曲がったブレードの部分とホトセプター２０の
間に入りこみ、そこにおいて、強い力でホトリセプター
の側に押しつけられる。この結果、これらのトナー粒子
が溶融して、ホトリセプターに対して永久的に付着して
しまう。ホトリセプターの回転によって、これらの付着
したトナー粒子の前側に堆積するトナー粒子もまた、強
い力でホトリセプター２０の側に押しつけられて、この
ために、「コメット・テイル」９２が成長してしまう。

【０００７】コメットを抑制するための現在の技術で
は、特定の機械応用分野において、特別の添加物をドラ
イ・インク材料に添加することによってコメットの成長
を減少させることを必要としてる。しかし、特定の形式
の機械においては有効な添加物も、別の機械に使用した
場合には、コメットの発生を回避するために必ずしも有
効ではない。

【０００８】したがって、ホトリセプター上にコメット
が形成されることを防止するためのホトリセプター・ク
リーニング装置に対する要望が依然としてある。このよ
うなクリーニング装置では、主クリーニング部材とホト
リセプターの間に高摩擦力が発生しないようにして、ト
ナー粒子が強い力でホトリセプターに押しつけられない
ようにすることが必要である。

【０００９】ブラシとクリーニング用ブレードの組み合
わせからなるホトリセプター用のクリーニング装置が多
数知られている。米国特許第４，９８９，０４７号に
は、トナーの塊により形成されるスポット発生を減少さ
せるためのホトリセプターのクリーニング装置が開示さ
れている。小さな角度でホトリセプターに対して取り付
けた薄いスクレーパー部材が、副クリーニング装置とし
て、回転する負側に変位した繊維ブラシに対して取付け
られており、この繊維ブラシは、ブレードの上流側でホ
トリセプターの表面に接触しており、付着しているトナ
ー粒子の大部分を除去するようになっている。この回転
するブラシによって、ホトリセプターからトナーの大部
分が取り除かれ、ブレードによって、トナー並びにトナ
ーおよび残渣によるホトリセプター表面に形成されてい
る塊が取り除かれる。

【００１０】米国特許第４，３６４，６６０号には、ホ
トリセプターからトナーを除去するためのクリーニング
用ブレードを備えたホトリセプターのクリーニングシス
テムが開示されている。クリーニング用ブレードの上流
側に位置する毛皮製のブラシがトナー回収機構として機
能して、クリーニング用ブレードによってホトリセプタ
ーから取り除かれたトナーを回収する。このブラシは、
直径が０．１ｍｍの合成樹脂フィラメントによって形成
されている。このブラシは、ホトリセプターとは反対方
向に回転して、トナーをブレードの側に向けている。

【００１１】米国特許第４，４５１，１３９号には、ホ
トリセプターのクリーニング装置が開示されており、こ
の装置は、ホトリセプターの回転方向において、回転す
る毛皮ブラシの下流側に配置された弾性ポリウレタン製
のクリーニング用ブレードを有している。米国特許第
３，９１８，８０８号には、ホトリセプターの現像用お
よびクリーニング用ステーションが開示されており、こ
のステーションにおいては、クリーニング用ブレード
が、マグネチックブラシを用いてトナーをホトリセプタ
ーに付ける現像用ステーション内に配置されている。ホ
トリセプターを完全に２回回転させることが、単一のコ
ピー動作に必要である。第１回目の回転においては、ブ
レードが引き込められている。ホトリセプターからコピ
ーシートへのトナー・イメージの転写後は、ブレードが
ホトリセプターに接触させられて、ホトセプターから残
留トナーが除去される。

【００１２】米国特許第３，９４７，１０８号には、ブ
レードが主クリーニング用部材として機能するホトリセ
プターのクリーニング装置が開示されている。ブレード
の下流側に位置するブラシは、ブレードによって取り除
かれなかった残留フィルムをホトリセプターから除去す
る。このブラシは、磨耗性があり、綿あるいはプラスチ
ック製の繊維から形成されている。

【００１３】米国特許第４，８７５，０８１号には、
Ａ．Ｃ．電圧がクリーニング用ブレードに印加されるよ
うになっているホトリセプターのクリーニング用ブレー
ド部材が開示されている。Ａ．Ｃ．電圧を使用すること
によって、ブレードを高摩擦力でホトリセプターに対し
て変位させる必要が無くなり、ホトリセプター表面にト
ナーが付着してしまうことを回避できる。

【００１４】米国特許第４，８３５，８０７号には、静
電写真再生装置用のクリーニングブラシが開示されてお
り、ここで使用されているナイロン繊維製のポリマー基
体かなる導電性繊維には、微細化されたカーボンブラッ
ク製の導電性粒子が充填されている。しかしながら、こ
れらの特許のいずれにも、本発明は開示されていない。
すなわち、これららの特許は、ホトリセプターのクリー
ニング用の主クリーニング装置の上流でホトリセプター
を擦る回転ブラシを有していない。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、電荷保
持表面にコメットが形成されること防止する、イメージ
形成装置の電荷保持表面から残留トナーを除去するため
のクリーニング装置を提案することにある。本発明の別
の目的は電荷保持面のクリーニング装置を提案すること
にあり、この装置は、主クリーニング部材と電荷保持表
面の間に高摩擦力が形成されないようにするための部材
を有している。

【００１６】上記およびその他の目的を達成するため
に、また、前述した欠点を克服するために、本発明のク
リーニング装置は回転式擦りブラシを有しており、この
ブラシは、電荷保持表面の移動方向における主クリーナ
ーの上流に位置している。この擦りブラシは、電荷保持
表面に接触して、その上を擦る。電荷保持表面を擦るる
ことによって、電荷保持表面と主クリーナー（このクリ
ーナーとしては、電荷保持表面に対して変位したクリー
ニング用ブレードであることがのぞまいしい。）との間
の摩擦力を低減して、この電荷保持表面上にコメットが
形成されることを防止する。

【００１７】この擦りブラシを形成している剛毛は、電
荷保持表面が剛毛によって引掻かれるように、電荷保持
表面の硬度よりも高い硬度の材料から製造される。この
ブラシは一定の速度で回転して、一定の長さの電荷保持
表面に接触し、主クリーニング装置と電荷保持表面の間
の動摩擦係数を減少させるのに充分な引掻き動作を行う
ようになっているが、電荷保持表面を傷つけるほどの硬
度は有しておらず、また、電荷保持面上の残留トナー粒
子に対して過剰の圧力を加えることのない硬度とされて
いる。

【００１８】

【実施例】以下において、好適な実施例を参照して本発
明を説明するが、本発明をこの実施例に限定することを
意図したものではない。逆に、添付の請求の範囲により
規定される発明の範囲内に含まれる全ての変更物、修正
物および等価物を含むことを意図している。

【００１９】特に、電荷保持表面のクリーニング装置
は、電荷保持表面を有するホトリセプター・ベルトを使
用した特定のカラープリンターに関して説明する。しか
し、本発明のクリーニング装置は、電荷保持表面を有す
る全ての形式の印刷装置および単色プリンターにおいて
使用することができる。本発明は、特に、コメットが形
成されてしまう電荷保持表面を有する全ての形式のプリ
ンターに対して特に適用することができる。

【００２０】本発明の一般的な理解のために図面を参照
する。各図においては、同一の参照番号は同一の要素を
示してある。図２は、本発明の特徴が組み込まれた電子
複写装置の一例の概略側面図である。以下の説明から明
らかなように、本発明は広範囲の印刷装置に対して等し
く適しており、本明細書にける特定の装置に対してのみ
適用できるものではない。

【００２１】まず、図２において、印刷装置の動作中に
おいて、マルチ・カラーのオリジナル・ドキュメント３
８がラスター・インプット・スキャナ（ＲＩＳ）上に位
置決めされる。このＲＩＳは、全体を参照番号１０で示
してある。このＲＩＳは、ドキュメント・イルミネーシ
ョン・ランプ、光学系、機械式走査駆動部および電荷結
合装置（ＣＣＤアレイ）を有している。このＲＩＳはオ
リジナル・ドキュメントの全体を捕捉して、一群のラス
ター・スキャン線に変換して、オリジナル・ドキュメン
トの各点における一組の主要色のカラー濃度を測定す
る。すなわち、赤、緑、青の濃度を測定する。この情報
は、イメージ処理装置（ＩＰＳ）に伝達される。ＩＰＳ
は全体を参照番号１２で示してある。ＩＰＳ１２は、イ
メージ・データ・フローを作成および処理して、ラスタ
ー・アウトプット・スキャナー（ＲＯＳ）に供給するた
めの制御電子回路である。ＲＯＳはその全体を参照番号
１６で示してある。全体を参照番号１４で示すユーザー
・インタフェース（ＩＵ）はＩＰＳと接続されている。
このＵＩにより、オペレータは、各種のオペレータ適合
機能を制御することができる。ＵＩからの出力信号はＩ
ＰＳ１２に伝送される。目標とするイメージに対応する
信号がＩＰＳ１２からＲＯＳ１６に伝送され、この信号
により出力コピー・イメージが生成される。ＲＯＳ１６
は、一連の水平スキャンライン上にイメージをレイアウ
トする。各ラインは、インチ当たり特定の個数の画素を
有している。ＲＯＳは、回転するポリゴン・ミラー・ブ
ロックを備えたレーザーを有している。ＲＯＳは、番号
１８で示すプリンタの帯電された光導電性表面を露光し
て、一組の原色の潜像を形成する。

【００２２】潜像はそれぞれシアン、マゼンタ、および
イエローの現像剤によって現像される。これらの現像さ
れたイメージは、一つづつコピーシート上に重ね合わさ
れて転写される。次に、マルチ・カラー・イメージはカ
ラーコピーを形成するコピーシート上に融着される。更
に図２を参照して説明すると、プリンターあるいはマー
キング・エンジン１８は電子写真印刷機械である。この
電子写真印刷機械は光導電性ベルト２０を用いている。
この光導電性ベルトとしては、ポリクロマト光導電性材
料からなるＡＭＡＴベルトが好ましい。ベルト２０は、
矢印２２で示す方向に移動して、光導電性表面の連続す
る部分を、順次に、その移動通路の周囲に配置した各種
の処理ステーションを通過させる。ベルト２１は搬送ロ
ール２４、２６、テンションローラ２８、およびトライ
ブローラ３０の回りに掛けてある。ドライブローラ３０
は、ベルト駆動系などの適切な手段によって結合された
モータ３２によって回転する。ローラ３０が回転する
と、ローラによりベルト２０が矢印２２の方向に前進す
る。

【００２３】最初に、光導電性ベルト２０の部分が帯電
ステーションを通過する。この帯電ステーションにおい
て、全体を参照番号３４で示すコロナ発生装置が、光導
電性ベルト２０を比較的高い、均一な電位に帯電する。
次に、帯電された光導電性表面は露光ステーションに向
けて回転される。この露光ステーションは、マルチ・カ
ラー・ドキュメント３８が位置決めされたＲＩＳ１０を
有している。このＲＩＳは、オリジナル・ドキュメント
３８から全イメージを捕捉して、それをラスター・スキ
ャン・ラインの群に変換する。これらのラインは電気信
号としてＩＰＳ１２に送出される。ＲＩＳからの電気信
号は、ドキュメントの各点におけるレッド、グリーンお
よびブルーの濃度に対応している。ＩＰＳはレッド、グ
リーンおよびブルーの濃度信号、すなわちオリジナル・
ドキュメント３８の原色濃度に対応する信号を、色度測
定用の座標に変換する。

【００２４】オペレータがＵＩ１４の適切なキー操作を
して、コピーの変数を調節する。ＵＩ１４はタッチ・ス
クリーンあるいはその他の適切なコントロール・パネル
とすることができ、装置のオペレータ・インタフェース
を提供する。ＵＩからの出力信号は、ＩＰＳに伝送され
る。このＩＰＳは次に目標とするイメージに対応する信
号をＲＯＳ１６に伝送する。ＲＯＳ１６は、回転するポ
イゴン・ミラー・ブロックを備えたレーザーを有してい
る。９面ポリゴンが適している。ＲＯＳは約４００画素
／インチの速度で光導電性ベルト２０の帯電部分を照射
スル。このＲＯＳは光導電性ベルトを露光して、３種類
の潜像を記録する。一つの潜像は、シアン現像剤によっ
て現像するのに採用される。他の潜像は、マゼンタ現像
剤で現像するのに採用され、三番目の潜像はイエローの
現像剤で現像するのに採用される。ＲＯＳによって形成
された潜像はＩＰＳ１２からの信号に対応している。

【００２５】静電潜像が光導電性ベルト２０の上に記録
された後は、ベルト２０は静電潜像を現像ステーション
に進める。現像ステーションは、４個の現像ユニットを
有しており、それぞれ番号４０、４２、４４、４６で示
してある。現像ユニットは、この業界では「マグネチッ
ク・ブラシ現像ユニット」と呼ばれる形式のものであ
る。典型的には、マグネチック・ブラシ現像装置は、磁
気化可能な現像剤を用いており、この現像剤はトナー粒
子が摩擦電気的に付着しているマグネチック・キャリア
粒子を含んでいる。現像剤は連続してフラックス・フィ
ールドに供給されて、現像剤のブラシを形成する。現像
剤の粒子は、新たな現像剤のブラシを形成するように、
連続して移動している。現像剤のブラシを光導電性表面
に接触させることによって現像が行われる。

【００２６】現像ユニット４０、４２、４４はそれぞ
れ、特定の色のトナー粒子を塗布する。これらの色は、
光導電性表面上に記録された特定の色に分離された静電
潜像の補色に対応している。各トナー粒子の色を用い
て、電磁波スペクトラムの予め設定したスペクトル領域
内の光を吸収するようにする。例えば、オリジナル・ド
キュメントのグリーン領域に対応する光導電性ベルト上
の帯電部分を放電させることによって形成した静電潜像
は、光導電性ベルト２０上における比較的高い電荷濃度
領域としてレッドおよびブルー部分を記録する。これに
対して、グリーン領域は、現像するには不十分な電圧レ
ベルに低下される。帯電された領域は次に、現像ユニッ
ト４０によりグリーン吸収性（マゼンタ）トナー粒子
を、光導電性ベルト２０上に記録された静電潜像上に塗
布することによって可視化される。同様にして、ブルー
の部分は、現像ユニット４２においてブルー吸収性（イ
エロー）トナー粒子によって現像され、レッドの部分
は、現像ユニット４４においてレッド吸収性（シアン）
トナー粒子によって現像される。現像ユニット４６はブ
ラックのトナー粒子を含み、モノクロのオリジナル・ド
キュメントから形成された静電潜像を現像するために使
用される。

【００２７】各現像ユニットは、その動作位置に対し
て、その中および外に移動する。動作位置においては、
マグネチック・ブラシは光導電性ベルトに近接し、非動
作位置においては、マグネチック・ブラシはそこから離
れる。各静電潜像の現像においては、単一の現像ユニッ
トのみが動作位置にあり、残りの現像ユニットは非動作
位置にある。これにより、各静電潜像は適切な色のトナ
ー粒子によって相互に混じることなく現像される。図２
において、現像ユニット４０は動作位置にあり、現像ユ
ニット４２、４４、４６は非動作位置にある。

【００２８】現像後には、トナーイメージが転写ステー
ションに送られ、ここにおいて、トナーイメージが支持
材料のシート、例えば白紙に転写される。この転写ステ
ーションにおいて、参照番号４８で示すシート搬送装置
がシートを光導電性ベルト２０上に接触させる。シート
搬送装置４８は一対の離間配置したベルト５４を有し、
これらのベルトはロール５０、５２の間に掛けてある。
グリッパーがベルト５４の間に延びており、それらと一
体となって移動する。シートは、トレイ上に装着したシ
ートスタック５６から引き出される。摩擦遅角フィーダ
５８がスタック５６の最上位のシートを転写前搬送機構
６０に送りだす。この搬送機構６０は、シートを搬送機
構４８に送り出す。搬送機構６０によって送り出された
シートはグリッパーと同期して移動する。このようにし
て、シートの前端が予め設定した位置、すなわち設置位
置に到達し、ここでオープン・グリッパーによって受け
取られる。次に、グリッパーは閉じてそこにシートを保
持して、シートとともに循環経路を移動する。シートの
前端はグリッパーによって開放可能に保持されている。
グリッパによってシートを保持するための方法の詳細
は、米国特許第４，９８６，５２６号に開示されてお
り、この内容は本発明の内容とされる。

【００２９】ベルトが矢印４２の方向に移動すると、シ
ートは光導電性シートに接触し、同時に、その上に現像
されたトナーイメージと接触する。転写ゾーン６２にお
いて、コロナ発生装置６６はイオンをシートの裏面に吹
き付けて、光導電性ベルト２０からトナーイメージを吸
引するのに適した濃度および極性となるようにシートを
帯電する。シートは循環経路を３サイクルできるように
グリッパーによって保持された状態にある。このように
して、３種類の異なった色のトナーイメージが相互の重
ね合わせた状態でシートに転写される。当業者ならば、
カラー・ブラック・リムーバルを使用した場合には４サ
イクル、単一のコピーシート上に二枚のオリジナル・ド
キュメントの情報が重ね合わされる場合には最大８サイ
クル、シートが循環経路を移動することを認識できる。
光導電性表面に記録された静電潜像のそれぞれは、適切
なカラーのトナーにより現像され、それは、重ね合わさ
れた状態でシート上に転写され、カラーのオリジナルド
キュメントのマルチ・カラーコピーを形成する。

【００３０】最後の転写動作の終了後に、グリッパーが
開いてシートを開放する。コンベヤー６８がシートを矢
印７０で示す方向に搬送して、融着ステーションに送
り、ここにおいて、転写されたイメージがシートに対し
て永久的に融着される。この融着ステーションは、加熱
融着ロール７４、圧力ロール７２を有している。シート
は融着ロール７４および圧力ロール７２のニップ部を通
過する。トナーイメージは、シートに付着されるように
融着ロール７４に接触される。その後に、シートは、前
進ロール・ペアー７６によって前進されて、キャッチト
レー７８に送られ、機械のオペレータによって取り出さ
れるようにされる。

【００３１】矢印２２で示すベルト２０の移動方向にお
ける最後の処理ステーションは、クリーニング・ステー
ション１００である。クリーニング・ステーションの詳
細は、図３乃至図５を参照して後述する。この後は、ラ
ンプ８２が光導電性ベルト２０を照射して、次に連続す
るサイクルの開始に先立って、ベルト上の残留電荷を除
去する。Ｂ．クリーニング装置図３、４、５には、ホトリセプター２０から残留トナー
を除去するためのクリーニング装置１００を示してあ
る。クリーニング装置１００は、細長いクリーニング・
ブレード１１０等の主クリーナを有し、これにより、ホ
トリセプター２０から大部分の残留トナーが除去され
る。クリーニング・ブレード１１０は、従来の装置と同
様に、ブラケット１１２によって支持機構の側に取付け
られている。このクリーニング・ブレード１１０は、ホ
トリセプターからトナーを除去するのに充分な力でホト
リセプターの側に押しつけられている。図１を参照して
説明したように、従来の装置においては、クリーニング
・ブレード１１０とホトリセプター２０の間に摩擦力が
形成される傾向があった。本発明はこのような高摩擦力
の発生を、ホトリセプター２０の電荷保持表面を、ブレ
ード１１０の処理方向２２の上流側に位置する回転する
ブラシ１４０によって擦ることにより、回避するように
している。

【００３２】回転式擦りブラシ１４０は（クリーニング
・ブレード１１０と同様に）ホトリセプタ２０を越えて
延びており、ホトリセプタ２０の全幅に渡って接触する
ようになっている。ブラシ１４０は、複数本の剛毛を有
しており、その硬度は、剛毛が電荷保持表面に接触した
ときに、その表面を引掻くように、電荷保持表面の硬度
よりも高い。本発明による最良の結果は、ブラシ１４０
を（ホトリセプター２０に対して）矢印１４８で示す方
向に、ホトリセプター２０の速度の３倍の周速で回転さ
せることにより得られることが測定された。また、擦り
ブラシ１４０の剛毛は、処理方向において少なくとも８
ミリメートルの距離で電荷保持表面に接触させるべきで
ある。

【００３３】この回転する擦りブラシ１４０を（電気的
にも磁気的にも）バイアスをかけないようにすることが
好ましい。そのようにすれば、ホトリセプター２０から
トナー粒子を引き付けることがない。したがって、ブラ
シ１４０は、ホトリセプター２０から充分な残留トナー
を除去してクリーニング装置として機能するには有効で
はない。しかし、ホトリセプター２０の電荷保持表面に
形成された掻ききずは、クリーニング・ブレード１１０
とホトリセプター２０の間の摩擦力を減少させるのに充
分であり、トナー粒子を電荷保持表面に接合しないよう
にして、コメットの発生を回避できることが確認され
た。残留トナーの殆どは、クリーニング・ブレード１１
０によってホトリセプター２０から除去され、自重によ
って、回転する擦りブラシ１４０の上に落ち、そこを通
って、ハウジング１５５の下側部分に集まる。ハウジン
グ１５５は、クリーニング部材（フリッカー・バー）１
５０を有し、これが回転する擦りブラシ１４０に接触し
て、ブラシ１４０に付着しているトナーを（ブラシから
はじくことによって）除去する。また、シール部材１５
８がブラシ１４０の上流側に配置され、トナー粒子がハ
ウジング１５５の外に飛散することを防止している。除
去されたトナーは、例えば従来のオーガー１６０によっ
てハウジング外に排出することができる。

【００３４】クリーニング・ブラシ１４０は、シャフト
１４４の外周に（例えばウイービングによって）そこに
取り付けた剛毛１４２の複数の束１４１を有する支持シ
ートを螺旋状に包むことによって構成することができ
る。シャフトを別個のモータ１７０によって回転させる
ようにすることもできる。しかし、シャフトをギアを介
してホトリセプター２０の回転用モータに連結して、シ
ャフト１４４を適切な速度で回転させるようにすること
が好ましい。図５に示すように、シャフト１４４の回転
方向１４８に対して共通の方向に剛毛１４２を曲げるこ
とが好ましい。図に示すような曲がり方向が好ましい。
この理由は、ブラシの回転トルクが少なくて済むからで
ある。また、ブラシに付着したトナー粒子が効率良くフ
リッカー・バー１５０によって除去されるからである。
しかし、別の曲がり、あるいは曲がり無しの状態でも機
能する。

【００３５】擦りブラシ１４０は、除去したトナー粒子
が詰まらない限り、効率良くホトリセプターを擦るのに
有効に機能する。したがって、上記したように、ブラシ
は電気的あるいは磁気的にバイアスをかけないようにす
ることが好ましい。図２および図３に示す構成は最も理
想的な構成ではない。この理由は、ブレード１１０によ
って掻き落とされたトナー粒子が直接にブラシ１４０の
上に落下するからである。しかし、クリーニング部材１
５０によってブラシを充分にきれいに保持することによ
り、ブラシは長期間にわたって満足行く状態で機能する
ことが確認された。しかし、除去されたトナー粒子が直
接に擦りブラシ上に落下することのない構成を採用すれ
ば、より長いブラシ寿命が得られる。

【００３６】ホトリセプター２０に対するブラシ１４０
の回転速度は、充分な力をブラシの剛毛に与えて、それ
らによりホトリセプターの電荷保持表面を引掻くことが
できるものとする必要がある。ブラシとホトリセプター
の処理方向における接触長さは、ホトリセプターに形成
される掻ききずの寸法に影響を与える。掻ききずの長さ
は重要ではないが、掻ききずの幅は、０．０５０ｍｍと
０．１００ｍｍの範囲が好適であり、深さは、０．００
０５ｍｍから０．００２ｍｍの範囲が好適である。ま
た、剛毛を形成する素材は、電荷保持面を形成する素材
よりも固い必要がある。剛毛の素材が電荷保持面よりも
軟らかい場合には、剛毛の素材が接触時にホトリセプタ
ーの表面に付着してしまう。例えば、ホトリセプターの
最も外側面（電荷保持層）が５０％のポリカーボネート
と５０％のＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス
（３’−メチル−フェニル）−（１，１’ビフェニル）
−４，４’−ジアミンで形成されている場合には、ロッ
クウエル・スケールによる硬度が９３のポリプロピレン
製のブラシが、ホトリセプターを充分に引掻く能力を有
している。しかし、ポリテトラフルオロエチレン等のよ
り軟らかい材料から剛毛を形成すると、ホトリセプター
を引掻くことができない。実際、ホトリセプター表面に
ポリテトラフルオロエチレンが付着してしまう。

【００３７】ブラシの剛毛の曲げ弾性率も重要なファク
ターである。上記の例では、ポリプロピレン製の剛毛の
曲げ弾性率は１６５０ニュートン／平方ｍｍである。こ
の半分の曲げ弾性率を有するポリプロピレン製の剛毛は
ホトリセプターを引掻くのに充分ではない。したがっ
て、ブラシの剛毛の特性はホトリセプターの最外層を形
成する素材に応じて異なるので、本発明を上記の特定の
実施例に限定すること意図してはいない。コメットの形
成を減少させる本発明の特性は、発生するホトリセプタ
ーの掻ききずの量である。ホトリセプターは、主クリー
ニング装置（例えばクリーニング・ブレード）とホトリ
セプターの間の動摩擦係数が減少するのに充分に引掻か
れなければならない。しかし、ホトリセプターに傷を付
けるほど引掻いてはならない。また、残留トナー粒子が
溶融してホトリセプターに付着してしまう程の圧力を加
えてはならない。特に、クリーニング・ブレードと図示
したホトリセプター・ベルトの間の動摩擦係数は、０．
９あるいはそれ以下に抑えて、トナー粒子が付着しない
ようにする必要がある。上記した寸法範囲内の掻ききず
は、上記構成のブレードとホトリセプター・ベルトの間
の動摩擦係数を適度に保持するのに充分であった。

【００３８】クリーニング・ブレードに押しつけた時に
充分に低い動摩擦係数となるような外側表面を有するホ
トリセプター・ベルトを製造することは可能ではある
が、これは製造上実用的ではない。特に、一つの形式の
ホトリセプター・ベルトを（ことなった形式のクリーニ
ング装置を採用している）異なった形式の像形成機械に
使用することが一般的である。実施例のベルトは異なっ
た形式のクリーナー（すなわち、非ブレード・クリー
ナ）と共に使用した場合、あるいは異なった形式のトナ
ーを使用した場合、コメットが発生することがない。異
なった機械毎にベルトの表面特性を変更することは望ま
しいことではない。したがって、本発明によれば、単一
形式のベルトを、各機械毎に変更することなく、異なっ
た機械に使用することが可能になる。具体例本発明によるクリーニング装置を製造してカラーコピー
機に取り付けた。コピー機は、ＡＭＡＴベルトを使用し
た（ここに、バインダ発生層を支持基体と電荷搬送層で
サンドイッチした。）。ＡＭＡＴベルトは一般的に良く
知られており、例えば、米国特許出願番号第０７／６１
８，７３１（アトーニードケット番号ＪＡＯ２６２４
９）に従って製造することができ、この特許明細書の内
容な本発明の内容とされる。本例のホトリセプターは４
層構成である。最も外側の層（電荷搬送層）の厚さは３
０ミクロンであり、５０％のポリカーボネートと５０％
のＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３’−メチ
ル−フェニル）−（１，１’ビフェニル）−４，４’−
ジアミンの混合物で形成した。第２の層（バインダ発生
層）の厚さは２．３ミクロンであり、７％のセレニウ
ム、６９％のビニル−カルバゾール、および２４％の
Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３’−メチル
−フェニル）−（１，１’ビフェニル）−４，４’−ジ
アミンからなる。第３の層（グラウンド層）は、厚さが
１１５オングストロームであり、チタニウムから形成し
た。第４の層（バック層）の厚さは３ミルであり、ポリ
エチレンから形成した。

【００３９】クリーニング装置は次のパラメーターによ
り製造した。ブレードは、厚さが２ミリメートルのウレ
タン製ブレードとした。このようなブレードは、Ａｃｕ
ｓｈｎｅｔＲｕｂｂｅｒＣｏ．，ＮｅｗＢｅｄｆ
ｏｒｄ，Ｍａｓｓ．からＸｅｒｏｘＭａｔｅｒｉａ
ｌＳｐｅｃ．Ｎｏ．９１−０３４６として購入でき
る。ブレードを、センチメートル当たり２３グラムの力
でホトリセプターの側に押しつけた。擦りブラシは、長
さが７．５ミリメートルで直径が１７デニールのポリプ
ロピレン製の剛毛を複数本備えている。剛毛（繊維）を
ひと束当たり４５繊維の束とした。これらの束を織っ
て、（カーペットに類似した構造の）素材を形成して、
インチ当たり４０，０００本の繊維となるようにした。
個々の繊維の曲げ弾性率は平方ミリメートル当たり１６
５０ニュートンであり、ロックウエル・スケールの硬度
は９３である。このブラシは、東京四谷２−２−２所在
のツチヤ株式会社から購入できる。ブラシ１４０をホト
リセプターに対して配置して、処理方向において少なく
とも８ミリメートルの間隔でホトリセプターに接触する
ようにした。ホトリセプターを周速が１９０ｍｍ／秒で
回転させて、ブラシを周速が５７０ｍｍ／秒で回転させ
た。

【００４０】動作時において、長さが３ｍｍから７ｍ
ｍ、幅が０．０５０ｍｍから０．１００ｍｍ、深さが
０．０００５ｍｍから０．００２ｍｍの範囲の小さな掻
ききずがホトリセプターの電荷保持表面に形成された。
従来の装置においては、ホトリセプターが５０００回転
を行う以前にコメットが形成されたが、本発明によるブ
ラシを付加した場合にはホトリセプターを１００，００
０回転以上させた場合でもその表面にコメットが形成さ
れることがなかった。

【００４１】本発明を好適な実施例について説明した
が、この特定の実施例は例示を目的としてものであり、
限定を行うことを意図したものではない。例えば、本発
明は、ブラシによりホトリセプター層の外面に充分な掻
ききずが形成されさえすれば、ベルトの代わりに、ホト
リセプタードラムを使用した像形成装置についても使用
することができる。また、本発明の擦りブラシは、ブレ
ード以外の主クリーナと組み合わせて使用でき、特にコ
メットが形成されてしまうことが問題である場合に使用
することができる。各種の変更を、添付の請求の範囲に
より規定される発明の範囲を逸脱することなく、施すこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】クリーニング用ブレード／ホトリセプターのイ
ンターフェースの拡大側面図であり、ホトリセプター上
でのコメットの形成を説明するものである。

【図２】本発明の特徴を備えた電子複写イメージ形成装
置を示す概略立面図である。

【図３】本発明によるクリーニング装置の拡大断面図で
ある。

【図４】本発明による円筒状のクリーニング用ブラシを
示す等角投影図である。

【図５】クリーニング用ブラシの拡大断面図であり、繊
維の延びる方向と、クリーニング用ブラシの回転方向と
を示している。

【符号の説明】

２０ホトリセプター１００クリーニング装置１１０ブレード１４０擦りブラス

フロントページの続き (72)発明者ジョンジェイコプコアメリカ合衆国ニューヨーク州 14502 マセドンウィローデイル 1381 (56)参考文献特開平１−312578（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−196567（ＪＰ，Ａ) 実開昭61−116376（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 21/10 - 21/12

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】記録用媒体上にイメージを形成するため
の像形成装置において、給紙方向に向けて回転する回転式電荷保持表面と、前記電荷保持表面を帯電するための手段と、前記帯電手段の給紙方向下流側に配置され、前記電荷保
持表面の部分を選択的に放電することによって当該電荷
保持表面上に潜像を形成する手段と、前記潜像形成手段の給紙方向下流側に配置され、トナー
を前記電荷保持表面に付着して前記潜像に対応するトナ
ー像を前記電荷保持表面に形成する手段と、前記トナー付着手段の給紙方向下流側に配置され、前記
トナー像を記録用媒体上に転写する手段と、前記転写手段の下流側に配置され、前記電荷保持表面か
ら、トナー像を記録用媒体に転写した後に前記電荷保持
表面に残っている残留トナーを除去するための手段と、前記残留トナーの除去手段と前記帯電手段の間に配置さ
れ、前記電荷保持表面を放電する手段と有し、前記残留トナーの除去手段は、前記電荷保持表面の第１の側から第２の側に向けて横切
って延びて、その表面に接触しており、前記電荷保持表
面の側を通過する際に当該電保持表面から残留トナーの
大部分を除去する主クリーナーと、前記主クリーナの給紙方向の上流側に配置され、前記主
クリーナとほぼ平行に前記電荷保持表面を横切って延
び、前記電荷保持表面の硬度よりも高い硬度を有する複
数本の剛毛を含み、前記電荷保持表面に接触してその表
面を擦る細長い回転式擦りブラシと、前記擦りブラシを回転させる手段とを備え、かつ、前記剛毛の硬度、前記剛毛および前記電荷保持面の間の
接触度、および前記擦りブラシを回転させるための手段
による回転式擦りブラシの速度は、前記主クリーナーと
前記電荷保持面の間の動摩擦係数が０．９を越えないよ
うに該摩擦係数を低減するに足りる掻ききずが前記電荷
保持面に形成されるのに充分な程度に設定されているこ
とを特徴とする、像形成装置。