JP2528538B2 - クリ―ニングブレ―ドの摩耗または損傷の監視装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子写真像形成装置の像形成処理後の像形
成表面から残留トナーを除去するクリーニングブレード
の摩耗または損傷を監視する装置に関する。

〔従来の技術〕

画像を形成するトナーの大部分は転写段階中に複写用
紙へ運ばれるが、必ずあることとして、若干のトナーが
電荷保持面上に残り、比較的高い静電力及び／又は機械
的力によって該面上に保持される。また紙の繊維、カオ
リン及び他の破片が電荷保持面に引付けられ易い。最適
動作のためには、電荷保持面上に残っているトナーをこ
れから完全に除去することが肝要である。ブレード式ク
リーニングは、乾式静電写真技術においてよく知られて
いる種々のファイバまたは磁気ブラシ式クリーナに比べ
て機構が簡単且つ安価であるので、電荷保持面からの残
留トナー及び破片（以下、まとめて「トナー」と呼ぶ）
の除去のためのきわめて望ましい方法である。一般的の
適用においては、比較的薄いエラストマ製のクリーニン
グブレードを設け、これを、相対的移動方向と横に電荷
保持面に隣接支持し、ブレードエッジが前記電荷保持面
からのトナーのかきとりまたは拭き取りを行なうように
する。電荷保持面からトナーを除去すると、除去された
トナーはクリーニングブレード付近に堆積し、トナー搬
送機構または重力により、クリーニングブレードの領域
から運びさられる。ところが、ブレード式クリーニング
には若干の欠点がある。これが生ずるのは、主として、
クリーニングブレードと電荷保持面との間に保持するこ
とが必要である摩擦密閉的接触からである。電荷保持面
との間の摩擦により、ブレードエッジの摩滅、及び電荷
保持面との有害な摩滅的接触が生ずる。摩擦を減らすた
め、種々のブレード潤滑剤またはトナー潤滑添加剤が提
案されている。しかし、潤滑剤は静電写真装置の動作特
性を不所望に変化させる傾向がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

摩滅すなわち摩耗の問題は、時間的に多少は予測可能
であるが、このほかに、クリーニングブレードはまた予
測不可能な損傷を受ける。正常な動作状態においては、
動摩擦係数は約0.5ないし1.0の範囲内であり、電荷保持
面と密閉的に接触しているブレードのクリーニングエッ
ジまたは先端は若干めくりあげられる。クリーニングブ
レードは電荷保持面と緊密に接触してはおらず、トナー
粒子及び潤滑剤の上を滑り、クリーニングに必要な密閉
的接触を保持する。しかし、この形態においては、クリ
ーニングブレードは、この通過するブレードの下にある
トナーを平らにならし、トナーを電荷保持面に押しつけ
る。現像の後に電荷保持面上に残っているキャリヤビー
ドからの影響がクリーニングブレードに損傷を与える可
能性があり、クリーニングブレードと電荷保持面との間
の摩擦が突然局部的に増大してめくりあげの現象を生じ
させる可能性があり、このようになると、ブレードのク
リーニングエッジがブレードの下でめくりあがり、ブレ
ード式クリーニングに必要な摩擦密閉的関係が失われ
る。これらの問題のために、ブレードが傷つくか、また
は形状が歪んでもはや機能しなくなるので、クリーニン
グブレードを取り外して交換することが必要となる。

従って、本発明の目的は、電子写真像形成装置の像形
成処理後の像形成表面から残留トナーを除去するクリー
ニングブレードの摩耗または損傷を監視する装置を提供
して、残留トナーの除去を確実に維持するため、クリー
ニングブレードの交換を指示できるようにすることにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

かかる目的を達成するため、本発明によれば、電子写
真像形成装置に用いられ、像形成処理後の像形成表面か
ら残留トナーを除去するため、摩耗または損傷にさらさ
れるクリーニングブレードにおける、摩耗または損傷を
監視する装置であって、エラストマ材料から形成され、
クリーニングエッジが形成されて該エッジが前記像形成
表面に接触させられているクリーニングブレードと、前
記クリーニングエッジに、前記像形成表面に接触するよ
うに設けられた導電層であって、該導電層への摩耗また
は損傷によって変化する、所定の検知可能な電気的特性
を有する導電層と、前記導電層付きの前記クリーニング
エッジの電気的特性を監視する手段と、前記導電層への
摩耗または損傷による電気的特性の変化を検知して、該
変化の検知によって故障の指示を提供する手段とから成
ることを特徴とするクリーニングブレードの摩耗または
損傷の監視装置が提供される。

〔作用〕

電流をクリーニングブレードのクリーニングエッジの
導電層に加えて、導電層の電気的特性（例えば電気抵抗
値）を監視して、その電気的特性（抵抗値）が所定の範
囲を越えたとき、クリーニングブレードのクリーニング
エッジの摩耗または損傷を知ることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面について説明するが、こ
れは本発明を制限するものではない。先ず、第１図に示
す複写機において用いる種々の処理ステーションについ
て簡単に説明する。他の種々の処理部材を、電子的に記
憶された原画からの電子写真式複写に用いることも有利
であり、電荷保持面にイオンを画像状に堆積させるイオ
ン投射装置に対して適当な変形を行なってもよい。

本発明にかかる複写機においては、光導電面11を有す
る光受容体ベルト10を用いる。ベルト10は矢印12方向に
移動し、ベルトの順次続く諸部分を、ベルトの移動路の
回りに配置された種々の処理ステーションを順々に通過
させる。

ベルト10は、ストリッピングローラ14、テンションロ
ーラ16、及びドライブローラ20の回りに掛け渡されてい
る。ドライブローラー20は、ベルト駆動装置のような適
当な手段によってモータ21に接続されている。

ベルト10は、テンションローラ16を所望のばね力でベ
ルト10に弾性的に押しつける１対のばね（図示せず）に
より、弾力状態に保持される。ストリッピングローラ14
及びテンションローラ16はいずれも回転可能に取り付け
られている。これらローラはアイドラであり、ベルト10
が矢印12方向に移動するにつれ、自由に回転する。

更に第１図について説明すると、先ず、ベルト10の一
部が帯電ステーションＡを通過する。帯電ステーション
Ａにおいて、コロナ装置22が光受容体ベルト10を比較的
高い実質的に一様な電位に、正または負に帯電させる。

露光ステーションＢにおいて、原画書類が面下向きに
透明プラテン30上に配置され、フラッシュランプ32で照
明される。原画書類から反射した光線はレンズ33を通っ
て反射されて光受容体ベルト10の帯電部分上に投射さ
れ、その上の電荷を選択的に消散させる。これにより、
原画書類に含まれている情報領域に対応する静電潜像が
ベルト上に記録される。或いはまた、レーザを設け、記
憶されている電子的情報に従って光受容体を画像状に放
電させてもよい。

その後、ベルト10は前記静電潜像を現像ステーション
Ｃへ進ませる。現像ステーションＣにおいて、少なくと
も２つの現像器ハウジング34及び36のうちの一方が、静
電潜像現像の目的で、ベルト10と接触させられる。ハウ
ジング34及び36は、モータ21で選択的に回転さけられる
対応のカム38及び40によって現像位置に出入りする。各
現像器ハウジング34及び36は、磁気ブラシ式ローラ42及
び44のような現像装置を支持しており、これにより、混
合現像剤（即ち、キャリヤビード及びトナー）を前へ進
ませて静電潜像と接触させる回転式磁気部材が提供され
る。この静電潜像はキャリヤビードからトナー粒子を引
付け、光受容体ベルト10上にトナー粉像を形成する。２
色の現像剤が必要である場合には、第２の現像器ハウジ
ングを省略してよい。

次いで、ベルト10は現像済み潜像を転写ステーション
Ｄへ進ませる。転写ステーションＤにおいて、紙コピー
シートのような支持材料のシートがベルト10上の現像済
み潜像と接触させられる。コロナ発生装置46がコピーシ
ートを適当な電位に帯電させ、これにより、コピーシー
トは光受容体ベルト10に添着され、トナー粉像が光受容
ベルト10からこのシートへ引付けられる。転写の後、コ
ロナ発生装置48がこのコピーシートを反対極性に帯電さ
せてコピーシートをベルト10に対して添着解除させ、そ
こで、このシートはストリッピングローラ14においてベ
ルト10から剥離される。

基体のシートまたは支持材料49が供給トレイ50から転
写ステーションＤへ進ませられる。シートはシートフィ
ーダ52によってトレイ50から送り出され、コンベヤ56に
沿って転写ステーションＤへ進ませられる。転写の後、
シートは矢印60方向に移動し続けて定着ステーションＥ
に入る。

定着ステーションＥは定着器組立体70を有し、この定
着器組立体は転写済みトナー粉像をシートに永久的に固
着させる。好ましくは、定着器組立体70は加熱式定着ロ
ーラ72を有し、この定着ローラは、トナー粉像を定着ロ
ーラ72と接触させた状態でバックアップローラ74と圧力
係合させられるようになっている。このようにして、ト
ナー粉像はシートに永久的に固着され、このシートは出
力部80または仕上げ装置へ送られる。

各コピーが作られた後に光受容体ベルト10に残ってい
る残留トナー及び破片はクリーニングステーションＦに
おいて除去される。このクリーニングステーションは、
ハウジング92内にクリーニングブレード90及びオーガ形
トナーリムーバ91を組み合わせて有している。除去され
た残留トナーは、廃棄のために貯蔵されるか、または再
使用のために現像装置へ戻される。

複写機制御器96は、好ましくは、周知のプログラマブ
ル制御器またはその組合せであり、この制御器は前述し
た全ての複写機処理段を制御する。制御器96は種々の感
知装置に応答して複写機の制御を高め、また、必要に応
じ、ユーザインタフェース（図示せず）に対して診断動
作の接続を提供する。

クリーニングブレード90は、一般にウレタンまたは類
似材料のエラストマ製の部材であり、クリーニングエッ
ジ100において若干ひだ状になり、このクリーニングブ
レード90は、光受容体ベルト10に対して、その上のトナ
ーを適正に除去すなわちクリーニングするように配置さ
れる。ひだの程度は負荷によって定まり、負荷が大きく
なると、第2A図、第2B図、及び第2C図に示す順序で増大
する。ひだ状になると、このエラストマブレード材料は
かなり伸長し、光受容体ベルト10の面から遠くへ湾曲す
る。この変形領域の範囲は一般に１ないし10ミクロンで
ある。本発明においては、第３図に示すように、導電性
表面層102を面104または106またはその双方に添着し、
導電性のクリーニングエッジとなす。この導電性表面層
102で被覆された領域は変化可能であるが、最適には、
第３図に示す変形の領域にできるだけ制限すべきであ
る。

クリーニングブレード90に対する導電性表面層102の
適用については、種々の材料及び方法を用いて導電性ク
リーニングエッジを得ることが可能である。クリーニン
グブレードのためのエラストマ材料は、通例、最初、シ
ート状に作る。所望の材料の大型のシートを一つの面に
一様に被覆し、次いで、この導電性材料に対するホトレ
ジスト及び表面被覆エッチ液または溶液を用いて前記被
覆を細いストライプのアレイにパターンつけする。前記
ストライプはクリーニングブレードの幅に等しい間隔で
分離される。次いで、前記シートを導電性ストライプに
沿って切断して分離し、個別のクリーニングブレードを
提供する。そこで、前記導電性ストライプはクリーニン
グブレードのエッジの未切断の面上にある。クリーニン
グブレードを、第4A図に示すようなトナーのかきとり除
去のための「ドクタブレード」モードで用いる場合に
は、被覆面はひだの凹面上にあり、光受容体と接触せ
ず、傷だけを感知する。他方、このようにして作ったブ
レードを第4B図に示すような「ワイパブレード」モード
で用いる場合には、導電性ストライプは光受容体と接触
し、摩滅する。従って、コンダクタンスが漸次低下する
と、これは摩滅の尺度となる。突然の変化は、傷、また
は「プラウイング」で誘発された欠陥を示す。

導電性ストライプは、また、切断前に、クリーニング
ブレード材料上に細い線のアレイとして印刷した導電性
インキであってもよい。導電性面を選択的に作る他の方
法としては、イオン打ち込み、材料への反応性剤または
導電性剤のドーピング、またはいくつかの形式のレーザ
処理のうちの一つがある。レーザを用いてホトレジスト
を露光し、これにより、化学レジストを除去し、基体ブ
レード材料上の半導電性黒鉛チャーの線を熱分解し、有
機金属蒸気の存在の下での照射面上の金属膜の堆積のよ
うな反応を開始し、照射領域内のエラストマ材料内への
ドープ剤の拡散を促進し、または面上の金属塩を分解し
てそれ自体で導電性となるのに十分な量の遊離金属を作
るか、または量がもっと少ない場合には無電解めっきの
ための触媒として働く遊離金属を作ることができる。

また、印刷、レーザ処理等により、クリーニングブレ
ードのクリーニングエッジにある切断面を、または切断
面及び非切断面の双方を被覆することもできる。次いで
クリーニングブレードを個々に作ることが必要になる
が、導電性ストライプは切断作業後にブレード上に配置
されるので切断中に損傷の危険がないという利点があ
る。導電性被覆が切断面上にある場合には、前述の「ワ
イプブレード」及び「ドクタブレード」は、光受容体上
におけるそれらの導電性面の配置が逆になる。

また、切断作業中に、例えば、切断具の後に従うイン
キ塗布具またはペンでクリーニングブレードのエッジを
被覆することも可能である。このようにすれば、幅が2
5.4mm（１インチ）の数千分の一以下であることが望ま
しいというような微細な導電性線を正確に配置すること
ができる。クリーニングブレードのクリーニングエッジ
全体をインキ塗り済みの板と接触させ、該ブレードの該
板に対する角度を０゜または90゜以外の角度にする。そ
こで、切断面及び非切断面の両方を、前記板上のインキ
の深さに寄って決定される制御された寸法に同時に被覆
することができる。

第５図について説明すると、電圧源200は薄い導電性
層102を横切って電圧Vcを印加し、この層を通って流れ
且つ該層の抵抗とともに変化する測定可能な電流Ｉを発
生する。この層の全抵抗は、一般に、10²〜10⁹オームの
範囲内で低下し、検出器感度によって決定される所望の
感知電流、ノイズ及び利用可能電圧Vcが検出される。電
流Ｉは一般に10^-3〜10^-9アンペアの範囲内にある。この
電流の変化は電流比較器202によって検出され、該比較
器は検出電流を基準値または初期値204と比較する。薄
い導電性層に破損または歪みまたは格別の変化が生ずる
と、クリーニングブレードを横切る抵抗が格段に増大
し、比較器へ流れる電流が減少する。ブレードのクリー
ニングエッジに何らかの破損が生ずると電流の流れが少
なくとも５％〜100％の程度まで阻害され、従って、こ
の電流の変化を検出し、そして２つの面の摩擦帯電によ
って生ずる可能性のある電気的ノイズから弁別すること
ができる。クリーニング失敗となる一つの型の損傷はク
リーニングエッジにある傷であるということが知られて
おり、この傷は、クリーニングエッジからクリーニング
ブレード内に、少なくともトナー粒子の直径だけ、また
は一般に約0.0127mm（約0.0005インチ）よりも大きいが
約0.0254mm（約0.001インチ）よりも小さい距離だけ延
びている。従って、導電性ストライプの最大幅は約0.50
8mm（約0.02インチ）の範囲内にあるべきであり、この
ようにすれば、0.0254mm（0.001インチ）の傷による抵
抗の変化を検出できるようになる。また、導電性ストラ
イプができるだけ細く且つクリーニングエッジにできる
だけ接近していることが望ましい。電流が基準値からか
なり変化すると、クリーニング失敗が故障インジケータ
206において指示され、これにより、クリーニング失敗
を指示する信号が複写機制御器96に与えられ、これによ
り、例えば、ユーザインタフェースディスプレイに警告
光が現われる。或いはまた、クリーニング失敗を指示す
る複写機制御器に対する出力を複写機制御器96に対して
用い、新しいクリーニングブレードをクリーニング位置
に移動する。このときには、例えば特開昭61−122679号
に開示されているようなクリーニングブレードコンベヤ
を用いる。

第６図に示すように、１つのブレードエッジが摩滅し
たら（これは、このエッジからの電気的特性変化の検出
によって解る）、一つの処理として、このクリーニング
ブレードをホルダから取り外し、このブレードを回転し
て新しいエッジを被クリーニング面と接触させ、そして
このブレードをブレードホルダに再び取り付ける。この
ようにして、各々に導電性ストライプが設けられている
ブレードの４つの長いエッジ102a、102b、102c、102dを
順々に用い、ブレードの寿命を４倍に延ばす。ここに述
べる欠陥感知能力を提供するため、導電性ストライプを
ブレードの４つの長いエッジに適用する。

クリーニングエッジブレード90のいずれかの導電性エ
ッジ102を故障検出装置へ接続するには種々の方法があ
る。一つの方法として、第６図に示すように、クリーニ
ングブレード90の導電性エッジ102から、クリーニング
ブレードのクリーニングエッジから間隔をおいている接
点パッド302a、302a′、302b、302b′、302c、302c′、
302d、302d′まで、クリーニングブレードの非クリーニ
ングエッジに沿い、導電性ストライプ延長部300a、300
a′、300b、300b′、300c、300c′、300d、300d′を設
ける。クリーニングブレードを受け入れて該ブレードを
クリーニング位置に支持するためのクリーニングブレー
ドホルダ304が非導電性または絶縁性の部材である場合
には、このポルダの適当な位置に配置したコネクタまた
はクリップ306を用いて接続部を設け、電圧源200及び電
流比較器202に接続する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、エラストマ材料のクリーニングブレ
ードのクリーニングエッジに像形成表面に接触する導電
層が設けられ、該導電層は、摩耗または損傷によって変
化する所定の検知可能な電気的特性を有しており、導電
層付きのクリーニングエッジの電気的特性を監視する手
段と、前記導電層への摩耗または損傷による電気的特性
の変化を検知して、該変化の検知によって故障の指示を
提供する手段とから成るので、クリーニングブレードの
クリーニングエッジの摩耗または損傷を簡単に知ること
ができ、これにより、クリーニングブレードの交換を指
示でき、残留トナーの除去を確実に維持して、像形成装
置の画質を高く維持できる。特に、本発明によれば、ク
リーニングブレードのクリーニングエッジに、像形成表
面に接触する導電層を設けるだけの簡単な構成のクリー
ニングブレードを提供するだけで、像形成装置の作動を
停止させたりすることなく、クリーニングブレードの交
換の時期を知ることができ、極めて実用的な効果が高
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を用いた電子写真式複写機の立面図、第
2A図、第2B図及び第2C図は動作時のクリーニングブレー
ドの状態を順々に示す側面図、第３図はクリーニングブ
レードのクリーニングエッジに導電性面を設けてある本
発明の実施例を示す側面図、第4A図及び第4B図はドクタ
モード及びワイパモードにおけるクリーニングブレード
のクリーニングエッジの導電性面の他の構成をそれぞれ
示す側面図、第５図は本発明クリーニングブレードと共
に用いるための欠陥検出回路のブロック線図、第６図は
本発明に関連して用いるためのブレード支持機構の斜視
図である。 90:ブレード本体 100:クリーニングエッジ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電子写真像形成装置に用いられ、像形成処
   理後の像形成表面から残留トナーを除去するため、摩耗
   または損傷にさらされるクリーニングブレードにおけ
   る、摩耗または損傷を監視する装置において、 エラストマ材料から形成され、クリーニングエッジが形
   成されて該エッジが前記像形成表面に接触させられてい
   るクリーニングブレードと、 前記クリーニングエッジに、前記像形成表面に接触する
   ように設けられた導電層であって、該導電層への摩耗ま
   たは損傷によって変化する、所定の検知可能な電気的特
   性を有する導電層と、 前記導電層付きの前記クリーニングエッジの電気的特性
   を監視する手段と、 前記導電層への摩耗または損傷による電気的特性の変化
   を検知して、該変化の検知によって故障の指示を提供す
   る手段と から成ることを特徴とするクリーニングブレードの摩耗
   または損傷の監視装置。