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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich allgemein auf eine Reinigungsvorrichtung, und bezieht sich
insbesondere auf ein Verfahren zum Überwachen der Leistung bzw.
Funktion einer Bürstenreinigungseinrichtung
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 und auf eine Vorrichtung zum Überwachen einer Reinigungsvorrichtung
zum Entfernen eines Tonerfelds von einer Bilderzeugungs-Oberfläche, gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 3 jeweils.
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Reinigungsvorrichtungen, ähnlich der
vorstehend erwähnten,
allgemeinen Vorrichtung, sind aus der JP-A-59 189 382 und der JP-A-59
31 989 bekannt.
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Elektrostatische Bürstenreinigungseinrichtungen, ähnlich den
meisten Fotorezeptor-Reinigungseinrichtungen,
besitzen normalerweise zwei Funktions-Level; Durchgang oder Ausfall.
Subjektive Versuche, die Fehler als schwere Fehler oder marginale
Fehler zu kategorisieren sind vorgenommen worden, allerdings ist
keine Anzeige, wie gut eine Reinigungseinrichtung reinigt, verfügbar gemacht worden,
andere als ein Zählen
von Teilchen an Toner die auf dem Fotorezeptor nach einem Reinigen
verbleiben. Eine Teilchenzählung
ist äußerst mühsam und
erfordert eine statistische Abtastung, um die Funktion der Reinigungseinrichtung
darzustellen, aufgrund der sehr niedrigen Tonerdichten auf dem Fotorezeptor.
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Elektrostatische Bürstenreinigungseinrichtungen
besitzen typischerweise Soft-Fehler-Moden. Soft-Fehler-Moden
treten dann auf, wenn sich die Funktion der Reinigungseinrichtung
graduell über
die Zeit aufgrund verschiedener Ursachen einer Abnutzung verschlechtern.
Falls die Reinigungseinrichtung abrupt aufhört zu arbeiten, werden die
Ursachen normalerweise katastrophalen Fehlern bzw. Ausfällen von
Teilen zugeschrieben, wie beispielsweise Brüchen, oder einem Verlust von
Bias-Spannungen aufgrund von Fehlern in der Energieversorgung oder
einem gebrochenem Kabelbaum. Soft-Fehler können aus einer normalen Toneransammlung
in der Bürste resultieren,
was die Kapazität
der Bürste
herabsetzt, um hohe Tonereingabemassen zu handhaben. Ein Bürstenfasersetzen
bzw. -absetzen über
die Zeit wird eine Interferenz mit dem Fotorezeptor verringern, was
gelegentlich zu Fehlern bei hohen Tonereingaben resultiert. Eine
Filmbildung auf der Fläche
einer Tonerwegnahmewalze oder eine Kontamination der Bürstenfa serspitzen
verringert graduell die Reinigungsfähigkeit einer elektrostatischen
Bürste.
Toner oder anderes Material, das auf die Bürstenfaserspitzen auftrifft,
oder eine Abnutzung der leitfähigen
Beschichtung von den Spitzen, würde
graduell die Funktion der Reinigungseinrichtung herabsetzen.
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Demzufolge ist es die Aufgabe der
vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung
gemäß den Oberbegriffen
der Ansprüche 1
und 3 jeweils zu schaffen, die weniger mühsam sind und zuverlässiger als
Lösungen
nach dem Stand der Technik sind.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, das die Merkmale besitzt,
die in Anspruch 1 angegeben sind, und durch eine Vorrichtung, die
die Merkmale besitzt, die in Anspruch 3 angegeben sind.
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Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die vorliegende Erfindung wird weiter,
anhand von Beispielen, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben, in denen:
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1 zeigt
eine schematische Darstellung des Untersystems der elektrostatischen
Bürstenreinigungseinrichtung,
eine Bewegung des Tonerfelds von dem Fotorezeptor zu der Bürste der
Reinigungseinrichtung, zu der Tonerwegnahmewalze, darstellend;
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2A zeigt
eine schematische Darstellung der Bürstenreinigungseinichtung,
die die Parameter zum Berechnen der Länge des Tonerfelds auf der Bürstenoberfläche der
Bürste
der Reinigungseinrichtung darstellt;
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2AA zeigt
eine Explosionsansicht der 2A,
Tonerteilchen darstellend, die an den Bürstenfasern anhaften;
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2B zeigt
eine schematische Darstellung der Bürste der Reinigungseinrichtung,
die den Abstand des Tonerfelds, das gereinigt werden soll, von der
nachlaufenden Kante des Tonerfelds zu der Länge des Spalts der Bürste, wo
eine Reinigung abgeschlossen ist, darstellt;
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3 zeigt
eine grafische Darstellung der Faserauftreffpunkte, verwendet dazu,
die Oberfläche bei
50 U/min und 200 U/min zu reinigen;
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4A zeigt
eine schematische Darstellung einer elektrostatischen Reinigungseinrichtung
mit einem ESV;
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4B zeigt
eine schematische Darstellung einer typischen Spannungsspurform,
eine gute Reinigung bei einer Bürsten-Bias-Spannung
von 350 V darstellend;
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4C zeigt
eine schematische Darstellung einer typischen Spannungsspurform
für eine schlechte
Reinigung, wenn die Bürsten-Bias-Spannung
bei 100 V liegt; und
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5 zeigt
eine schematische Darstellung einer Druckvorrichtung, die die erfindungsgemäßen Merkmale
der vorliegenden Erfindung einsetzt.
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5 zeigt
eine Reproduktionsmaschine, in der die vorliegende Erfindung vorteilhaft
Verwendung findet, unter Verwendung eines eine Ladung zurückhaltenden
Elements in der Form eines fotoleitfähigen Bands 10, das
aus einer fotoleitfähigen
Oberfläche und
einem elektrisch-leitendem, lichttransmissiven Substrat, befestigt
für eine
Bewegung hinter eine Reinigungsstation A, eine Belichtungsstation
B, Entwicklungseinrichtungsstationen C, eine Übertragungsstation D, eine
Schmelzstation E und eine Reinigungsstation F besteht. Das Band 10 bewegt
sich in der Richtung eines Pfeils 16, um aufeinanderfolgende Bereiche
davon sequenziell durch die verschiedenen Verarbeitungsstationen,
angeordnet um den Bewegungsweg davon herum, vorzuschieben. Das Band 10 ist
um eine Mehrzahl von Rollen 18, 20 und 22 herum
geführt,
wobei die erstere davon dazu verwendet werden kann, eine geeignete
Spannung in Bezug auf das Fotorezeptorband 10 zu erzielen.
Ein Motor 23 dreht die Walze 18, um das Band 10 in
der Richtung des Pfeils 16 vorzuschieben. Die Walze 20 ist
mit einem Motor 23 mittels geeigneter Einrichtungen, wie beispielsweise
einem Bandantrieb, verbunden.
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Wie weiterhin unter Bezugnahme auf 5 gesehen werden kann, führen zu
Anfang aufeinanderfolgende Bereiche des Bands 10 durch
eine Aufladestation A hindurch. An der Aufladestation A lädt eine
Koronaentladungsvorrichtung, wie beispielsweise ein Scorotron, ein
Corotron oder ein Dicorotron, bezeichnet allgemein mit dem Bezugszeichen 24, das
Band 10 auf ein ausgewähltes,
hohes, gleichförmiges,
positives oder negatives Potential auf. Irgendeine geeignete Steuerung,
die im Stand der Technik ausreichend bekannt ist, kann zum Steuern der
Koronaentladungsvorrichtung 24 eingesetzt werden.
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Als nächstes werden die aufgeladenen
Bereiche der Photorezeptoroberfläche
durch eine Belichtungsstation B vorgeschoben. An der Belichtungsstation
B wird der gleichförmig
aufgeladene Fotorezeptor oder die die Ladung zurückhaltende Oberfläche 10 einer
auf einem Laser basierenden Eingangs- und/oder Ausgangsabtastvorrichtung 25 ausgesetzt,
die bewirkt, dass die die Ladung zurückhaltende Oberfläche entsprechend
dem Ausgang von der Abtastvorrichtung entladen wird. Vorzugsweise ist
die Abtastvorrichtung eine Drei-Level-Laser-Raster-Ausgabe-Abtasteinrichtung
(Raster Output Scanner – ROS).
Der sich ergebene Fotorezeptor enthält sowohl aufgeladene Bildbereiche
als auch entladene Bildbereiche.
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An einer Entwicklungsstation C schiebt
ein Entwicklungssystem, allgemein bezeichnet mit dem Bezugszeichen 30,
Entwicklermaterialien in Kontakt mit den elektrostatischen, latenten
Bildern vor und entwickelt das Bild. Das Entwicklungssystem 30,
wie es dargestellt ist, weist eine erste und eine zweite Entwicklervorrichtung 32 und 34 auf.
Die Entwicklervorrichtung 32 weist ein Gehäuse auf,
dass ein Paar magnetischer Bürstenwalzen 35 und 36 enthält. Die Walzen
schieben Entwicklermaterial 40 in Kontakt mit dem Fotorezeptor
für ein
Entwickeln der aufgeladenen Bildbereiche vor. Das Entwicklermaterial 40 enthält, als
Beispiel, negativ aufgeladenen Farb-Toner. Eine elektrische Vorspannung
wird über
eine Energieversorgung 41, elektrisch verbunden mit der Entwicklervorrichtung 32,
erzeugt. Eine DC-Vorspannung wird an die Walzen 35 und 36 über die
Energieversorgung 41 angelegt.
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Die Entwicklervorrichtung 34 weist
ein Gehäuse
auf, dass ein Paar magnetischer Bürstenwalzen 37 und 38 enthält. Die
Walzen schieben Entwicklermaterial 42 in Kontakt mit dem
Fotorezeptor für
ein Entwickeln der aufgeladenen Bildbereiche vor. Das Entwicklermaterial 42 enthält, als
Beispiel, positiv aufgeladenen, schwarzen Toner für ein Entwickeln der
aufgeladenen Bildbereiche. Eine geeignete, elektrische Vorspannung
wird über
eine Energieversorgung 43 vorgenommen, die über die
Entwicklervorrichtung 34 elektrisch verbunden ist. Eine
DC-Vorspannung wird an die Walzen 37 und 38 über die
Bias- bzw. Vorspannungs-Energieversorgung 43 angelegt.
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Da das zusammengesetzte Bild, entwickelt auf
dem Fotorezeptor, aus sowohl positivem als auch negativem Toner
besteht, ist ein Vorübertragungs-Koronaentladungselement 56 vorgesehen, um
den Toner für
eine effektive Übertragung
auf ein Substrat unter Verwendung einer Koronaentladung einer erwünschten
Polarität,
entweder negativ oder positiv, zu konditionieren.
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Blätter eines Substrats oder eines
Trägermaterials 58 werden
zu einer Übertragungsstation
D von einem Zuführfach,
das nicht dargestellt ist, vorgeschoben. Blätter werden auch von dem Fach
durch eine Blatt-Zuführeinrichtung,
die auch nicht dargestellt ist, zugeführt und zu einer Übertragungsstation D
durch eine Koronaaufladungsvorrichtung 60 vorgeschoben.
Nach einer Übertragung
fährt das
Blatt fort, sich in der Richtung des Pfeils 62 zu einer
Aufschmelzstation E zu bewegen.
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Die Aufschmelzstation E umfasst eine
Aufschmelzeinrichtungsanordnung, allgemein bezeichnet mit dem Bezugszeichen 64,
die permanent die übertragenen
Toner-Pulverbilder
an den Blättern
fixiert. Vorzugsweise umfasst die Schmelzeinrichtungsanordnung 64 eine
erwärmte
Schmelzeinrichtungswalze 66, die so angepasst ist, um unter
Druck mit einer Gegenwalze 68 in Eingriff gebracht zu werden,
wobei die Tonerpulverbilder die Schmelzeinrichtungswalze 66 berühren. Auf
diese Art und Weise wird das Tonerpulverbild permanent an dem Blatt
fixiert.
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Nach einem Aufschmelzen werden die
Kopieblätter
zu einem Auffangfach, das nicht dargestellt ist, oder zu einer Endbearbeitungsstation
für ein
Binden, ein Heften, ein Zusammenstellen, usw., und für Entfernen
von der Maschine durch einen Bediener gerichtet. Alternativ kann
das Blatt zu einem Duplex-Fach (nicht dargestellt) zugeführt werden,
von dem es zu dem Prozessor zum Aufnehmen einer Kopie auf der zweiten
Seite zurückgeführt werden
wird. Eine Umkehrung der voranführenden
Kante zu der nachlaufenden Kante und eine ungerade Zahl von Blatt-Inversionen
ist allgemein zur Darstellung der zweiten Seite für ein Kopieren
erforderlich. Allerdings ist, falls überlegende Informationen in
der Form von zusätzlichen
oder zweiten Farbinformationen auf der ersten Seite des Blatts erwünscht sind,
keine Umkehrung der voranführenden
Kante zu der nachlaufenden Kante erforderlich. Natürlich kann
die Rückführung der
Blätter
für ein
Duplex- oder überlegendes Kopieren
auch manuell vorgenommen werden.
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Restlicher Toner und Abrieb, der
auf dem Fotorezeptorband 10 verbleibt, nachdem jede Kopie
erstellt ist, werden an der Reinigungsstation F mit einem Reinigungssystem 70 entfernt.
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Die Reinigungseffektivität einer
elektrostatischen Bürste
kann durch ein Modell eines Faseraufschlags charakterisiert werden.
Das Modell eines Faseraufschlags wandelt einen Bürstendurchmesser, eine Bürstenfaserdichte,
eine Bürstenstapelhöhe, eine
Fotorezeptorgeschwindigkeit und eine Wechselwirkung zwischen Bürste und
Fotorezeptor in die Zahl von Fasern um, von der erwartet wird, dass
sie ein einzelnes Tonerteilchen berührt, wenn es durch den Reinigungsspalt
(d. h. den Bürstenkontaktbereich
mit dem Fotorezeptor) hindurchführt.
Durch Anwenden des Modells auf Bedingungen entlang der Reinigungsfehlergrenze
kann die minimale Anzahl von Faseraufschlägen auf die Reinigungsoberfläche in der
vorliegenden Erfindung berechnet werden. Zum Beispiel ist, basierend
auf Testdaten von XeroxTM Maschinen 5100
und 5090, um gut unter allen Bedingungen zu reinigen, ein Minimum
von acht Bürstenfasern
erforderlich, um auf ein Tonerteilchen aufzuschlagen, wenn es unter
jeder Reinigungsbürste
hindurchführt.
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Es wird nun Bezug auf 1 genommen, die eine schematische
Darstellung des elektrostatischen Bürstenreinigungs-Untersystems
und der Tonerfeldbewegung von dem Fotorezeptor zu der Enttonerwalze
darstellt. Der Fotorezeptor 10, der ein Tonerfeld 12 besitzt,
wird durch eine elektrostatische Bürstenreinigungseinrichtung 90 gereinigt.
Die elektrostatische Bürstenreinigungseinrichtung 90 besitzt,
nach Reinigen des Fotorezeptors 10, ein Tonerfeld 92 von
der Bürste 90,
was zu der Ansammlung des Tonerfelds 102 auf der Enttonerwalze 100 führt. Dieses
Tonerfeld 102 wird dann von der Enttonerwalzenoberfläche durch
die Abkratzeinrichtung 103 in eine Mischschnecke (nicht
dargestellt) und/oder einen Abfallbehälter (nicht dargestellt) entfernt.
Der Fotorezeptor 10 bewegt sich in der Richtung, dargestellt
durch den Pfeil 16. Die elektrostatische Bürstenreinigungseinrichtung 90 dreht
sich in eine Richtung, dargestellt durch einen Pfeil 91,
und die Enttonerwalze 100 dreht sich in der Richtung, dargestellt
durch einen Pfeil 101. Eine Zeit-Null-Enttoner-Effektivität (d. h. die anfänglicher
Enttonungseffektivität)
kann unter Durchführen
eines „Hardstop" gemessen werden,
nachdem zwei Felder von der Rezeptoroberfläche gereinigt worden sind,
und dann Wegnehmen von Toner unter Vakuum von der Bürste 90 (d.
h. Enttonungseffektivität
= Masse eines ersten Felds 102 – Masse eines zweiten Felds 92).
Damit eine „gute" Reinigung auftritt,
entspricht die Masse des zweiten Felds 92 (d. h. Toner,
gereinigt von dem Fotorezeptor) der Masse eines dritten Felds 102 (d.
h. Toner, gereinigt und enttonert von der Bürste). Während des Vorgangs einer Durchführung von
Zeit-Null-Enttonungs-Effektivitäts-Messungen
auf diese Art und Weise wurde die Länge des Tonerfelds 92 auf
der Bürste 90 vor
einem Enttonen, geändert
als Reinigungsbedingungen, variiert. Die Feldlänge, variierte zusammen mit
der Bürstengeschwindigkeit,
wie dies erwartet war, allerdings wurden überraschenderweise wesentliche Änderungen
in der Länge
auch gesehen, wenn Parameter, wie beispielsweise Bürsten-Vorspannung,
geändert
wurden. Zum Beispiel erhöht
sich, wenn sich die Bürstengeschwindigkeit
erhöht,
die Feldlänge,
und wenn sich die Bürstengeschwindigkeit
verringert, verringert sich die Feldlänge. Für eine konstante Spaltbreite
sind die Feldlänge
auf dem Fotorezeptor 10 und die Fotorezeptorgeschwindigkeit
(d. h. die Zeit, für
die das Feld durch den Spalt hindurchführt), kostant: Falls die Bürstenoberflächengeschwindigkeit
langsamer als die Fotorezeptorgeschwindigkeit ist, berührt ein
kleiner Bogen der Bürste
das Feld 12 auf dem Fotorezeptor
10 und das Feld 92 auf
der Bürstenoberfläche wird
komprimiert. Falls die Bürstenoberflächengeschwindigkeit
schneller als die Fotorezeptorgeschwindigkeit ist, wird ein großer Bogen der
Bürste 90 das
Feld 12 von dem Fotorezeptor 10 reinigen und das
Feld wird über
einen großen
Oberflächenbereich
der Bürste
aufgrund der erhöhten Bürstengeschwindigkeit
erweitert werden. Intuitiv kann dies erwartet worden sein, allerdings
wurde beim Berechnen der erwarteten Änderungen in der Feldlänge herausgefunden,
dass der Weg, den das Feld durch den Spalt läuft, bevor es gereinigt wird, ein
Faktor war. Das Erkennen, dass dieser Weg die Effektivität einer
Reinigung darstellt und dass sie gemessen werden kann, ist ein Schlüsselelement
der vorliegenden Erfindung. Das enttonte Tonerfeld 102 der
Enttonungswalze 100 stellt das Feld, entfernt von der Bürste 90 nach
einem Enttonen, dar.
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Es wird nun Bezug auf die 2A und 2B genommen, die die Parameter und die
Berechnung der Länge
des Tonerfelds auf der Bürstenoberfläche darstellen.
Die Länge
des Tonerfelds auf der Fotorezeptoroberfläche ist ein bekannter Parameter.
Die erwartete Länge
des Tonerfelds auf der Oberfläche
der Bürste
wird dann wie folgt berechnet. Zuerst wird die Zeit, die benötigt wird,
damit das Tonerfeld vollständig
von dem Fotorezeptor 10 gereinigt wird, berechnet. Dies
ist in 2A dargestellt,
als die Zeit, die von dem Augenblick an benötigt wird, zu dem die voranführende Kante,
C, des Tonerfelds 12 in den Reinigungsspalt 95 eintritt,
bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die nachlaufende Kante des Felds, A,
von dem Fotorezeptor gereinigt wird. Zum Beispiel ist in 2B der Referenzpunkt B ein
Weg, dargestellt als X NIP, und zwar der Punkt in dem Spalt, wo
das Tonerfeld 12 von der Oberfläche gereinigt worden ist. Diese Zeit
wird durch Teilen des Wegs, durch den das Tonerfeld läuft, LPR + X NIP, durch die Geschwindigkeit des
Fotorezeptors, VPR, erhalten. Die Länge des
Tonerfelds auf der Bürstenoberfläche ist
dann gerade der Weg, den die Bürste
in der Zeit läuft,
die sie benötigt,
um das Feld 12 von dem Fotorezeptor 10 zu reinigen.
Die sich ergebende Gleichung ist: LBR =
NBR || D{LPR + XDsin[arccos((D – 2INT)/D)]}/VPr
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LBR ist die
Länge des
Tonerfelds auf der (oder nahe zu der) Oberfläche der Bürste. (Anmerkung: das Tonerfeld
auf der Oberfläche
der Bürste
ist genauer. in der Explosionsansicht, Figur 2AA, dargestellt, die
die Tonerteilchen 89 zeigt, die an den Bürstenfasern 88 in
einer Match-Head-Typ-Konfiguration anhaften.) NBR ist
die Drehgeschwindigkeit der Bürste.
D ist der Durchmesser der Bürste.
LPR ist die Länge des Tonerfelds auf dem
Foto rezeptor. INT ist das Niveau einer Interferenz der Bürstenfasern
mit dem Fotorezeptor. VPR ist die Geschwindigkeit
des Fotorezeptors in der Bewegungsrichtung. (Es ist anzumerken,
dass die Gleichungsvariablen Umwandlungsfaktoren für die Einheiten
erfordern können,
um damit geeignet arbeiten zu können.)
Wenn die Länge
des gereinigten Tonerfelds auf der Bürste in der vorliegenden Erfindung
gemessen wird, kann der Bereich, X, des Reinigungsspalts, der tatsächlich dazu
verwendet wird, Toner von dem Fotorezeptor zu reinigen, berechnet
werden. Experimentell ist dies unter Durchführung eines Handstop vorgenommen
worden, so dass das gereinigte Tonerfeld 92 in derselben Feldposition
ist, wie dies in 1 dargestellt
ist. Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung umfassen eine Messung des Tonerfelds
auf der Bürstenoberfläche unter
Verwendung von Sensoren, wie beispielsweise ein elektrostatisches
Voltmeter (ESV), einen kapazitiven Sensor oder einen optischen Sensor, wenn
sich die Bürste
dreht. Experimentell ist ein ESV erfolgreich dazu verwendet worden,
die Länge
von gereinigten Tonerfeldern auf sich drehenden, vorgespannten Reinigungsbürsten zu
messen.
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Wenn der Bereich des Reinigungsspalts,
der tatsächlich
dazu verwendet wird, Toner von dem Fotorezeptor zu reinigen, bekannt
ist, dann kann die Zahl von Faseraufschlägen, die tatsächlich verwendet
werden, zu reinigen, aus dem gesamten Wert der verfügbaren Faseraufschläge berechnet
werden. Die Faseraufschläge,
die tatsächlich
verwendet werden, ist die Wert der Faseraufschläge, der zuvor beschrieben ist,
mal dem Bereich, X, des Fotorezeptorspalts, der tatsächlich verwendet
wird, um zu reinigen (Faser-Aufschläge, die verwendet sind = X
gesamte verfügbare
Faserauschläge).
Gute Reinigungsbedingungen können
anhand von gereinigten Tonerfeldern auf einer elektrostatischen
Bürste,
von bis zu 1 bis 2 Faseraufschlägen
niedrig, berechnet werden.
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Es wird nun Bezug auf 3 genommen, die eine grafische
Darstellung von Faseraufschlägen darstellt,
die dazu verwendet werden, die Oberfläche bei 50 U/min und 200 U/min
zu reinigen. Die Daten, die in 3 dargestellt
sind, zeigen an, dass dieselbe Anzahl von Faseraufschlägen erforderlich
ist, um Toner bei 50 U/min und 200 U/min über einen Bereich von Bürstenvorspannungen
zu reinigen. Höhere Bürstenvorspannungen
reinigen effektiver und erfordern weniger Faseraufschläge. Reinigungsfehler würden auftreten,
wenn die Faseraufschläge,
die erforderlich sind, um zu reinigen, größer würden als die Faseraufschläge, die
verfügbar
sind. Wie in 3 dargestellt
ist, würde
erwartet werden, dass dies bei einer Bürstenvorspannung von ungefähr 150 Volt
für eine
Bürste,
die sich mit 50 U/min dreht, auftreten würde. Die Bürste 200 U/min reinigt mit
derselben Anzahl von Fasern, allerdings früher in dem Fotorezeptorspalt.
Die Bürste
mit 200 U/min besitzt mehr Fasern, die zum Reinigen verfügbar sind,
und von ihr könnte
erwartet werden, dass sie mit einer höheren Spannungsaufbringung
reinigt oder länger
nach einer Verschlechterung der Bürste aufgrund einer Benutzung
reinigt. Vorhersagen können
dahingehend gemacht werden, dass die verbleibende, nutzbare Lebenszeit
der Reinigungsbürste
durch Kenntnis, wieviele verfügbaren
Faseraufschläge
verwendet werden, während
gereinigt wird, noch gut ist. Ein einen Fehler verhinderndes Ersetzen
der Reinigungsbürste
kann eingeleitet werden oder Reinigungsparameter können geändert werden,
wie beispielsweise Erhöhen
der Bürstengeschwindigkeit
oder der Bürstenvorspannung,
um die Bürstenlebensdauer
zu verlängern.
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Das Befestigen eines Sensors, der
zum Messen von Tonerfeldlängen
auf der Reinigungsbürste geeignet
ist, ermöglicht
die Messung der Reinigungsfunktion an Testvorrichtungen. Die Verwendung
eines solchen Systems könnte
stark die Menge an Informationen erhöhen, die verfügbar sind,
wenn Reinigungsvorgänge
an Testmaschinen durchgeführt
werden. Normalerweise sind Informationen verfügbar, um die Reinigungsfehlergrenze
und einen marginalen Reinigungsbereich zu beschreiben. Durch Messen
der Reinigungseffektivität
ebenso wie von Reinigungsfehlern werden mehr Informationen verfügbar sein,
um die Beständigkeit
der Reinigungs-Vorgänge zu
beschreiben. Informationen werden auch verfügbar sein, um in guten Reinigungsbereichen
die Nähe zu
einer Fehlergrenze anzuzeigen. Dies kann die Effektivität verbessern,
eine Fehlergrenze zu lokalisieren. Eine andere wichtige Benutzung
einer Reinigungseffektivitäts-Überwachung
ist diejenige in bestimmten Experimenten, wie beispielsweise beim
Taguchi-Testen. Es ist in diesen Tests wichtig, in der Lage zu sein,
die Qualität
einer Reinigung zu quantifizieren. In der Vergangenheit ist eine
Reinigung nur als gut, marginal oder schlecht kategorisiert worden. Unter
Verwendung einer Überwachung
für eine
Effektivität,
wie bei der vorliegenden Erfindung, kann eine Reinigung nun auf
einer kontinuierlichen Effektivitäts-Skala gemessen werden. Dies
wird stark den Informationsgehalt von Testdaten verbessern und zu einem
produktiveren Testen führen.
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Durch Einsetzen eines Sensors, um
ein bekanntes Tonerfeld zu messen, wie beispielsweise ein Kontrollfeld,
das durch eine Bürstenreinigung
in eine Richtung gereinigt wird, können der Zustand und die Effektivität des Reinigungsvorgangs über die
Lebens dauer der Bürste
hinweg überwacht
werden. Eine präventive
Wartung kann eingeleitet werden oder adaptive Kontrollen können verwendet
werden, um Reinigungsparameter zu verändern, um Reinigungsfehler
zu vermeiden. Eine solche Überwachung
einer Reinigungseinrichtungsfuktion könnte stark die nicht-geplante
Wartungsrate von Bürstenreinigungseinrichtungen
aufgrund eines Bürstenabsetzens
und von anderen Benutzungsverschlechterungs-Fehler-Moden verbessern.
Die Funktions-Überwachung
könnte
auch als ein Fernsensor verwendet werden, um erforderliche, korrigierende Vorgänge über ein
RIC (d. h. Remote Interactive Communication) System zu initiieren.
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Es wird nun Bezug auf die 4A–C genommen,
die die experimentiellen Ergebnisse eines Anordnens der ESV relativ
zu der Reinigungsbürste
und typische Spannungsspurformen darstellen. Eine ESV 105 wurde
so befestigt, wie dies in 4A dargestellt ist,
eng beabstandet zu der elektrostatischen Reinigungsbürste 90 in
dem Reinigungseinrichtungs-Untersystem. Der Ausgang von dem ESV 105 wurde überwacht.
Wie die 4B und 4C zeigen, wurde die Bürstenvorspannung
von 100 V bis 350 V variiert, während
die Breite und die Größe eines
Spannungsabfalls, ΔV,
gemessen wurde, als das gereinigte Tonerfeld unter dem ESV hindurchführte (siehe 4B und 4C). Für sowohl hohe (z. B. ungefähr 350 V)
als auch niedrige (z. B. ungefähr
100 V) Bürstenvorspannungen
war die Spannungsänderung, ΔV, auf der Bürstenoberfläche erfassbar,
als der Toner unter dem ESV hindurchführte. Die Länge des Tonerfelds, LBR, war auch erfassbar. Für hohe Bürstenvorspannungen (z. B. ungefähr 350 V)
zeigte eine kurze Tonerfeldlänge
(siehe LDR in 4C)
eine gute Reinigung. Für
niedrige Bürstenvorspannungen
(z. B. ungefähr 100
V) zeigte ein längerer
Tonerweg (siehe LBR in 4C) eine schlechte Reinigung, da der
gesamte Bürstenspalt
(und die verfügbaren
Faseraufschläge) beim
Reinigen des Tonerfelds verwendet wurde.
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Um zusammenzufassen, erkennt die
vorliegende Erfindung, dass der Weg des Tonerfelds, das gereinigt
werden soll, das durch den Bürstenfotorezeptorspalt
läuft,
die Effektivität
einer Reinigung darstellt, und dass dieser Weg gemessen werden kann. Eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verwendet eine Fühlervorrichtung, um das Tonerfeld, gereinigt
durch ein elektrostatisches Reinigungsbürstensystem, zu messen. Diese
Fühlervorrichtung überwacht
die Effektivität
eines Reinigungsprozesses über
die Lebensdauer der Bürste
hinweg. Eine Berechnung wird unter Verwendung einer Tonerfeldlänge durchgeführt, um
eine Reinigungseffektivität
zu bestimmen. Eine Tonerfeldlänge ist
bekannt, während
sie noch auf dem Fotorezeptor vorhanden ist, und eine andere Tonerfeldlänge wird
dann bestimmt, wenn sie von dem Fotorezeptor durch die Bürste gereinigt
wird.