DE69629526T2 - Verfahren und Gerät zur Überwachung der Leistung einer Reinigungsbürste - Google Patents

Verfahren und Gerät zur Überwachung der Leistung einer Reinigungsbürste Download PDF

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Description

  • 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.
  • Reinigungsvorrichtungen, ähnlich der vorstehend erwähnten, allgemeinen Vorrichtung, sind aus der JP-A-59 189 382 und der JP-A-59 31 989 bekannt.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Die vorliegende Erfindung wird weiter, anhand von Beispielen, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
  • 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;
  • 2A zeigt eine schematische Darstellung der Bürstenreinigungseinichtung, die die Parameter zum Berechnen der Länge des Tonerfelds auf der Bürstenoberfläche der Bürste der Reinigungseinrichtung darstellt;
  • 2AA zeigt eine Explosionsansicht der 2A, Tonerteilchen darstellend, die an den Bürstenfasern anhaften;
  • 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;
  • 3 zeigt eine grafische Darstellung der Faserauftreffpunkte, verwendet dazu, die Oberfläche bei 50 U/min und 200 U/min zu reinigen;
  • 4A zeigt eine schematische Darstellung einer elektrostatischen Reinigungseinrichtung mit einem ESV;
  • 4B zeigt eine schematische Darstellung einer typischen Spannungsspurform, eine gute Reinigung bei einer Bürsten-Bias-Spannung von 350 V darstellend;
  • 4C zeigt eine schematische Darstellung einer typischen Spannungsspurform für eine schlechte Reinigung, wenn die Bürsten-Bias-Spannung bei 100 V liegt; und
  • 5 zeigt eine schematische Darstellung einer Druckvorrichtung, die die erfindungsgemäßen Merkmale der vorliegenden Erfindung einsetzt.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Es wird nun Bezug auf die 4AC 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.
  • 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.

Claims (8)

  1. Verfahren zum Überwachen der Leistung einer Bürstenreinigungseinrichtung (90), das einschließt: Entwickeln einer bekannten Länge (LPR) eines Tonerfeldes (12) auf einer Bilderzeugungs-Oberfläche (10); Entfernen der bekannten Länge (LPR) des Tonerfeldes (12) von der Bilderzeugungs-Oberfläche mit einer Bürstenreinigungseinrichtung (90), um so ein zweites Tonerfeld (92) einer zweiten Länge (LBR) auf der Oberfläche der Bürstenreinigungseinrichtung zu erzeugen; gekennzeichnet durch: Messen der zweiten Länge (LBR) des zweiten Tonerfeldes (92) auf der Oberfläche der Bürstenreinigungseinrichtung, und Vergleichen der zweiten Länge (LBR) des zweiten Tonerfeldes (92) mit der bekannten Länge (LPR) des ersten Tonerfeldes (92), um den Reinigungswirkungsgrad anhand der Differenz zwischen der bekannten Länge (LPR) des ersten Tonerfeldes (12) und der zweiten Länge (LBR) des zweiten Tonerfeldes (92) zu bestimmen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Entfernens den Schritt des Bewegens der Oberfläche mit der bekannten Länge (LPR) des ersten Tonerfeldes (12) darauf in einen Bürsten-Bilderzeugungs-Spalt umfasst, an dem die Bürstenreinigungseinrichtung und die Bilderzeugungs-Oberfläche in Kontakt sind, und des Wei teren den Schritt des Bestimmens der Strecke in den Bürsten-Bilderzeugungs-Spalt hinein umfasst, der erforderlich ist, um die bekannte Länge (LPR) des ersten Tonerfeldes (12) von der Bilderzeugungs-Oberfläche zu entfernen.
  3. Vorrichtung zum Überwachen einer Reinigungsvorrichtung zum Entfernen eines Tonerfeldes (12) von einer Bilderzeugungs-Oberfläche (10), die umfasst: eine Entwicklungseinrichtung (30) zum Entwickeln einer ersten Länge (LPR) des Tonerfeldes (12) auf der Bilderzeugungs-Oberfläche; eine Entfernungseinrichtung (90) zum Entfernen der ersten Länge (LPR) des Tonerfeldes (12) von der Bilderzeugungs-Oberfläche, die eine zweite Länge (LBR) eines zweiten Tonerfeldes (92) auf einer Auffang-Oberfläche derselben sammelt; und eine Tonerbeseitigungseinrichtung (100), die Toner von der Entfernungseinrichtung beseitigt, um das Tonerfeld zu entfernen und die zweite Länge (LBR) des zweiten Tonerfeldes von der Entfernungseinrichtung zu der Tonerbeseitigungseinrichtung hin zu entfernen, gekennzeichnet durch: eine Messeinrichtung (105) zum Messen der zweiten Länge (LBR) des zweiten Tonerfeldes (92) auf der Auffangfläche; und eine Einrichtung zum Vergleichen der zweiten Länge des zweiten Tonerfeldes (92) mit der ersten Länge (LPR) des ersten Tonerfeldes zum Bestimmen des Reinigungswirkungsgrades.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Entfernungseinrichtung eine Reinigungsbürste (90) mit einer Bürsten-Oberflächen umfasst, die die zweite Länge (LBR) des zweiten Tonerfeldes (92) darauf von der ersten Länge (LPR) des Tonerfeldes (12) auffängt, das von der Bilderzeugungs-Oberfläche entfernt wird.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Messeinrichtung (105) eine Vorrichtung umfasst, die darauf anspricht, dass das erste Tonerfeld (12) einen vorgewählten Wert übersteigt, um einen möglichen Ausfall der Bürste anzuzeigen.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Messeinrichtung (105) ein elektrostatisches Voltmeter umfasst, das die zweite Länge des zweiten Tonerfeldes auf der Bürsten-Oberfläche bestimmt.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Bilderzeugungs-Oberfläche, die an die Reinigungsbürste angrenzt, einen Bürsten-Bilderzeugungs-Spalt über eine Strecke umfasst, an dem die Reinigungsbürste mit der Bilderzeugungsoberfläche in Kontakt ist.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei die zweite Länge des zweiten Tonerfeldes (LBR) durch die folgende Gleichung bestimmt wird: LBR = NBRπD{LPR + XDsin[arccos((D – 2INT)/D)]}/VPR wobei NBR die Drehgeschwindigkeit der Reinigungsbürste ist, D der Durchmesser der Reinigungsbürste ist, LPR die Länge des Tonerfeldes auf der Bilderzeugungs-Oberfläche ist, X die Strecke ist, die die erste Länge des Tonerfeldes sich in den Bürsten-Bilderzeugungs-Spalt hineinbewegt, INT das Maß der Interferenz zwischen der Bilderzeugungs-Oberfläche und der Reinigungsbürste in dem Bürsten-Bilderzeugungs-Spalt ist, und VPR die Geschwindigkeit der Bilderzeugungs-Oberfläche ist.
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