JP3848440B2

JP3848440B2 - 静電写真式印刷装置のための回転可能な円筒形共振装置

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Publication number: JP3848440B2
Application number: JP20414397A
Authority: JP
Inventors: アールマシュテアーデイル; ジェイノーウォークウィリアム; スネリングクリストファー
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1996-08-07
Filing date: 1997-07-30
Publication date: 2006-11-22
Anticipated expiration: 2017-07-30
Also published as: EP0823675A1; EP0823675B1; US5697035A; DE69725248D1; JPH1078710A; DE69725248T2

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、一般には隣接表面に振動エネルギーを加える装置、より詳細には柔軟性に富む表面すなわち可撓性表面（たとえば静電写真式印刷装置において見られるようなベルト形部材）に振動エネルギーを加える場合に役に立つ回転可能な円筒形の共振装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真式印刷プロセスの種々の工程は振動エネルギーを用いて増強できることが判った。振動エネルギーはトナー粒子が在留している可撓性表面に加えられる。振動エネルギーは、トナー粒子が在留する表面とトナー粒子との付着力を弱めることによって、表面からトナー粒子の解放を増大する働きをする。上記の代わりに、振動エネルギーを用いてトナーまたは支持表面の内部に熱を発生させ、熱で推進される処理（たとえば定着）を増大することもできる。
【０００３】
振動エネルギーを加えることが特に役に立つことが判った代表的なプロセスの１つが静電写真式印刷プロセスの転写工程である。一般に、像形成表面たとえば感光体から荷電トナー粒子を第２支持表面たとえばコピー用紙または中間転写ベルトへ転写するプロセス処理は、像形成表面上にトナー粒子を保持する付着力に打ち勝つことによって可能になる。通常の静電写真式印刷装置の場合、像支持表面間のトナー像の転写は、コロナ発生装置を使用する静電誘導によって達成される。その場合は、第２支持表面が像形成表面に直接接触した状態に置かれ、第２支持表面の裏面へコロナ電荷がスプレーされる。コロナ放電はトナー粒子の極性とは反対の極性をもつイオンを発生するので、トナー粒子は像形成表面から第２支持表面へ静電気的に吸引され、転写される。現像剤をコピー用紙へ転移させる通常のプロセスは荷電トナー粒子を像形成表面から物理的に離脱させて第２支持表面へ転移させる必要があるので、転写プロセスの重要な面は、トナー粒子に作用する付着力に打ち勝つために転写領域内で強い静電界と（または）他の力を加え、維持することに集中している。振動エネルギーを用いて転写プロセスを支援することは、たとえば米国特許第３，８５４，９７４号に像形成表面からトナーの解放を増大する手段として開示されている。最近では、集束振動エネルギーを発生するのに適した共振器を像形成表面の裏面に沿って配置し、像形成表面に均一な振動エネルギーを加える装置が、たとえば、米国特許第４，９８７，４５６号、同第５，００５，０５４号、同第５，０１０，３６９号、同第５，０１６，０５５号、同第５，０８１，５００号、および同第５，２１０，５７７号に開示されている。上に挙げた諸装置では、像形成表面からトナー粒子を吸引するには転写区域内の電界だけでは不十分であるのにもかかわらず、トナーの転移が有効に起きるように像形成表面からトナー粒子を機械的に解放させることにより、トナーの転写を支援している。静電写真式印刷プロセスにおいて振動エネルギーを都合よく使用する同様な応用は、米国特許第４，８３３，５０３号に開示されているような現像機器内の音波によるトナー解放、米国特許第５，０３０，９９９号に開示されているような音響による清掃支援、および米国特許第５，３３９，１４７号に開示されているような超音波発熱による定着に向けられた。
【０００４】
上に挙げた米国特許に開示されているように、集束振動エネルギーを発生するのに適した典型的な共振器は、一般に、振動運動を隣接する表面に結合するために隣接表面に接触する作用先端部をもつ共振導波部材に結合されたトランスジューサ要素を含んでいる。導波部材の作用先端部において振動運動に相当な利得を得るために、導波部材の形状はトランスジューサによってそのベースに加えられた振動エネルギーに応動するように設計されている。共振器は、その作用先端部が振動を引き起こすように、振動エネルギーが加えられる表面にぴったり接触した状態で配置される。共振器は一般に振動エネルギーが加えられる移動表面に対し固定して配置される。
【０００５】
静電写真式印刷装置の場合は、不均一な振動運動は直ちに画質の欠陥に結びつくので、共振器の先端部から被振動表面へ伝えられる振動運動が均一であることが不可欠である。振動運動の不均一性は共振装置の不均一な周波数応答から生じることがあるが、不均一性に関係する多くの問題は、たとえば固定して配置された共振器の先端部に逆らって移動表面（感光体ベルト）が絶えず移動することによって生じる擦り作用が過大な磨耗と共振器の先端部の機能劣化を引き起こし、共振振動数が変化する結果、現れることが判った。さらに、継ぎ目をもつエンドレス移動表面の場合は、継ぎ目が共振器の先端部に逆らって通過するとき、相当なトルクスパイクを発生するので、移動表面に沿って振動が突然発生することがある。また、振動エネルギーは振動エネルギー発生部材に接触している移動表面へ伝わるので、移動表面にかかる抗力が小さい振動エネルギー発生部材を提供することが望ましい。
【０００６】
共振導波部材と振動させる表面間の直接接触に関連する問題に答えて、いろいろな概念が開示された。１つの典型的な解決案が米国特許第５，５１２，９８９号に開示されている。この解決案では、振動エネルギー源から表面へ効率的かつ有効に、一般にそれに付随する問題を起こさずに、振動エネルギーを伝えることができるように、共振器の露出端部にカップリング・カバーが接合されている。もう１つの解決案においては、共振装置は像形成部材に隣接して開口を形成する真空プレナムを含む真空装置と、一対の弾性キャップ部材を含むカップリング・カバーを有する。真空装置は真空プレナムの開口に十分な真空圧を加えて像形成部材を導波部材へ吸引する。各キャップ部材は真空プレナムと像形成部材の間に置かれるように真空プレナム上にその開口に沿って取り付けられている。この真空装置は、重要なアライメントを容易にするほかに、共振器と像形成表面間の境界面にカップリング・カバーを導入することによって、望ましくない処理方向に直角な振動成分を最小限度にする。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、特に共振導波部材と移動表面との接触、より詳細には従来の静止型の共振導波部材の作用先端部において起きる磨耗と抗力に起因する不均一な振動エネルギーの問題に対する代替解決案を目指している。詳細には、本発明は移動表面に沿う磨耗を減らすために回転自在に設置できる円筒形共振装置を考えている。この円筒形共振装置は、製造上都合がよいほか、先行特許文献に開示された従来の静止型の共振装置にまさる作用上の利点を備えている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、第１の実施態様として、ほぼ均一な振動エネルギーを隣接表面に与えるように構成された円筒形共振装置を含む共振器手段を備えた静電写真式印刷装置を提供する。静電写真式印刷装置はさらに処理方向に移動するトナー支持表面を備えている。共振器手段は前記トナー支持表面の裏面に接触した状態で配置されており、ほぼ均一な振動エネルギー出力をトナー支持表面に与えてトナー粒子とトナー支持表面間の付着力を機械的に低減させる。静電写真式印刷装置は、さらに共振器手段の均一な振動エネルギー出力が熱を発生するようになっている形で提供される。
【０００９】
本発明は、第２の実施態様として、回転可能な軸部材、前記回転可能な軸部材に取り付けられた円筒形トランスジューサ、および前記トランスジューサに取り付けられ、前記トランスジューサから振動エネルギーを伝えるようにトランスジューサに結合された円筒形共振導波部材から成る円筒形共振装置を提供する。トランスジューサは電気的入力に応答して振動エネルギーを発生する圧電物質を含んでいてもよい。共振装置は、さらに電気的入力を前記トランスジューサに与えるＡＣ電圧源を備えている。
【００１０】
本発明は、第３の実施態様として、移動表面へ均一な振動エネルギーを加える共振装置を含む、処理方向に移動する可撓性表面から粒子の解放を支援する装置を提供する。前記共振装置は処理方向に直角な軸線に沿って移動表面と接触するように構成された円筒形共振装置から成っている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
【００１２】
本発明に係る共振器の説明の前に、図１０を参照して、静電写真式印刷装置を説明する。光導電性材料１２と導電性基層１４を有する感光体ベクトル１０は、３つのローラ２０、２２及び２３によって矢印１６で示す処理方向に移動させられる。感光体ベルト１０は、帯電ステーションＡにおいて、コロナ帯電装置２６によって一様帯電され、次に、像形成（露光）ステーションＢにおいて、プラテン３０に置かれた原稿書類２８の像が、ランプ３２によって反射されてレンズ３４によって結像されて、感光体ベルト１０に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像ステーションＣにおいて、ハウジング４０で囲まれた現像装置３６の磁気ブラシローラ３８からのトナーによって現像される。現像装置３６にはトナー補給装置４２が設けられている。現像後、転写ステーションＤにおいて、感光体ベルト１０のトナー像がコピー用紙５４へ転写される。コピー用紙５４は、トレイ５８上の用紙スタック５２からローラ５０によって給送され、転写ステーションＤにおいて、コピー用紙は、転写用コロナ放電装置４４によって、感光体ベルト１０上のトナー像を受ける。転写ステーションＤにおいて、本発明に係る共振器１００が設けられ、感光体ベルトからトナー粒子を解放するのを支援又は増大している。トナー像が転写されたコピー用紙５６は、用紙剥離用コロナ放電装置４６の補助を受けて感光体ベルト１０から剥離され、定着ステーションＥに送られる。定着ステーションＥにおいて、コピー用紙上のトナー像は、加熱ローラ及び加圧ローラ６２及び６４によって定着され、通路６６を経て出力トレイ６８へ排出される。転写ステーションＤを通過した後、感光体ベルト１０は、清掃ステーションＦにおいて、ブラシ７０によって残留トナーが清掃され、また、放電ランプ（図示せず）によって、静電潜像が除去される。
【００１３】
次に、本発明の振動エネルギー支援転写装置によって支援されたトナー解放の原理について詳しく説明する。典型的な転写ステーションは、振動エネルギー発生装置すなわち共振器１００から成る本発明に係る回転可能な円筒形共振器を備えている。共振器１００は、ＡＣ電圧源９８で駆動される比較的高い周波数のトランスジューサ要素を有することができる。共振器１００は、振動エネルギーを感光体ベルト１０に加えて該感光体ベルト上のトナー粒子を像の形状のまま揺さぶって自由にするため、感光体ベルト１０の裏面に接触した状態で配置される。この振動エネルギーはトナー粒子と感光体ベルトの間の吸着力を消失させることによって、感光体ベルトの表面からトナー粒子を機械的に解放する。転写プロセスを支援するため、解放されたトナー粒子が同時に転写コロトロンによって生じた静電界の作用を受けるように、共振器１００は転写コロナ放電装置４４の場所に相応する場所に配置することが好ましい。好ましい実施例の場合、共振器は光導電性ベルト１０に接触する振動表面がベルトの移動方向１６を横切るように設計されている。ベルト１０は十分に柔軟性に富む、すなわち可撓性があり、共振器１００の振動運動による作用を受けることができるという特徴を有するので、その振動はベルト１０の表面からトナーを機械的に解放して、転写処理の際にトナーをコピー用紙へより効率的に静電吸引することができる。そのほかに、共振器１００によって与えられる振動エネルギー支援により、通常より低い転写電界で高い転写効率が得られる。高い転写効率はよりすぐれたコピー品質をもたらすほか、トナー消費量を改善し、かつ清掃装置にかかる負担を減らす効果をもたらす。前に述べたように、典型的な振動転写支援サブシステムは、米国特許第４，９８７，４５６号、同第５，０１６，０５５号、および同第５，０８１，５００号に記載されている。静電写真式印刷装置における振動支援トナー解放のこれ以上の詳細は、“Acoustically Assisted Xerographic Toner Transfer”by Crowley, et al., published by The Society for Imaging Science and Technology (IS&T) Final Program and Proceedings, 8th International Congress on Advances in Non-Impact Printing Technologies, October 25-30, 1992 を参照されたい。前に列挙した特許文献によって振動運動支援転写装置が知られていることは判るであろうが、本発明に係る共振器１００は回転可能な円筒形装置の形で提供されるので、ベルトと共振器間の抗力が減少する、そしてもし所望ならば、共振器１００の磨耗を防止するためベルトと共振器間の摩擦力が最小になるように共振器１００をベルト１０の処理方向に回転させることができる。以下、本発明の回転可能な円筒形共振装置の独自の細部構造を説明する。
【００１４】
前に述べたように、振動エネルギー支援転写装置で支援するトナー解放の原理は、転写コロトロン４４と一直線に並んだ位置にベルト１０の裏面と直接接触して配置された比較的高い周波数の円筒形共振器１００によって容易に達成される。前に列挙した特許文献に記載されている現像装置と同様に、円筒形共振器を都合よく使用して、共振器の上に在留するトナー粒子へ振動エネルギーを直接加えることができることは認められるであろう。さらに、この分野で知られているように、円筒形共振器１００を使用して支持体またはトナー粒子内で直接に熱を発生させて、溶融定着に利用することもできる。
【００１５】
図１に示すように、共振器１００は導波要素９２を締まりばめ、または別の方法で接合したトランスジューサ要素９０を有することができる。好ましい実施例の場合、共振器１００を構成するトランスジューサ９０と導波部材９２の組合せはさらに導電性軸８９に取り付けられる。導電性軸８９は、トランスジューサ要素９０に電気的バイアスを与えるため電源たとえば２０ｋＨｚ〜２００ｋＨｚの周波数（一般には、約６０ｋＨｚの周波数）で動作するＡＣ電圧源９８に接続されている。共振器が使用される用途と環境に応じて、２０ｋＨｚ〜２００ｋＨｚ以外のいろいろな周波数を使用してもよいことは理解されるであろう。軸８９は一般に円筒形共振器の固定支持体になることもできるし、あるいは円筒形共振器の回転軸になることもできる。これに関連して、本発明の円筒形共振器は、静止要素として構成することもできるし、あるいはベルト１０の搬送運動と共に回転する（すなわち表面が接触した状態で回転する）要素として構成することもできることは認められるであろう。静止型形態は先行文献の装置に比べて生じる抗力は減っており、かつ製造上の利点を利用できるのに対し、共振器の回転は摩擦をさらに減らして導波部材９２の磨耗をより少なくする。さらに、回転型形態は円筒形共振器と移動表面の間に生じた摩擦力によって円筒形共振器を容易に回転させることもできるし、あるいは駆動源（図示せず）たとえば軸８９に結合した駆動モーターで駆動して回転させることもできると仮定している。
【００１６】
トランスジューサ９０は例えばジルコン酸チタン酸鉛から製造することができる圧電物質の形で、又はピエゾ高分子材料の或る形で提供することが好ましい。他方、導波部材９２はアルミニウムまたは一定のポリマーを含む種々の別材料から作ることが好ましい。図２に示すように、たとえば導波部材９２は圧電トランスジューサ９０と境界を接するベース部分９６と、圧電トランスジューサ９０から振動エネルギーが運ばれる移動表面に接触する露出接触表面９９を有する。
【００１７】
上述の半径方向励起共振器の実際の実施例においては、圧電チューブを受け入れるための穴を円筒形導波部材にあけることが習慣的に行われてきた。実際には、圧電チューブを導波部材の穴に容易に滑り込ませることができるように、穴は普通より少し小さくあけ（たとえば直径で０．００１〜０．００２インチ）、導波部材を加熱して穴を膨張させる。そのあと、室温まで冷却すると、圧電チューブと円筒形導波部材とが圧縮ばめになり、接着層を用いずに両者はぴったり結合される。代案として、或る直接塗布方法で圧電物質を導波部材の内面に塗布してもよい。たとえば、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＦ）の共重合体をスピン注型技術を用いて導波部材チューブの内面に塗布することができる。もちろん、この方法は、そのあと静電界でＰＶＤＦ塗膜をポールして圧電特性をもつ物質にする必要があろう。
【００１８】
少なくも一部はトナー粒子が在留する表面に印加される振動エネルギーの周波数と、たぶんもっと重要であるが表面の処理幅に沿った振動エネルギーの均一性は、振動エネルギーの印加から生じる静電写真プロセスへの利益と改善に直接関係していることが既に先行文献に示されている。この特徴は、共振器１００の長さに沿った共振器１００の周波数応答の均一性に直接関係している。たとえば、音響支援転写装置の場合、共振器の長さに沿った不均一な周波数応答が不均一な転写特性をもたらし、また出力コピーのふぞろいの画質を生み出すことがある。さらに、ここに列挙した先行文献において、上記の不均一性の根本問題は或る次元の機械的な行動が他の次元の機械的な行動に影響を及ぼすことであるので、静電写真プロセスを支援しかつ可能にするために使用する形式の超音波共振器の端から端まで周波数応答とその振動振幅を均一にする鍵は、共振器の望ましくない横運動（振動させる表面に平行な、処理方向１６に直角な運動）から望ましい軸方向運動（振動させる表面に直角な運動）を切り離すことであることが注目された。上記の切離しは、トランスジューサと（または）導波部材をセグメント化して、共振器の長さに沿った望ましくない横モードの影響を最小限度にすることによって達成された。従って、製造および応用上の要求には共振器を単体構造の形で提供することは非常に望ましいが、処理幅振動の均一性を改善するばかりでなく、導波部材の端から端まで速度応答を高めるために、共振器を個々に振動する部分にセグメント化することは知られている。
【００１９】
図１の実施例に示すように、共振導波部材と（または）トランスジューサの長さに沿って配置された一連の半径スロットを導波部材９２に設けることができる。これらの半径スロットは共振器１００をセグメント化して、共振器の長さに沿った振動エネルギーの望ましくない横モードの影響を除去する、または少なくとも最小限度にする複数の共振要素の効果を生み出す。実際は、以下に検討するように、代替実施例ばかりでなく追加の有益な効果を可能にする複数の個別に励起される個別導波部材セグメントで共振器１００を構成することができる。本発明の一実施例に従って、セグメント化した複数の円筒形トランスジューサ／導波部材セグメントが単一軸に沿って組み立てられて、像形成表面の全処理幅の端から端まで均一な振動エネルギーを加える全幅共振装置が作られる。
【００２０】
最も基本的な形の場合、図２の断面図に示すように、各共振要素はその幅に沿って均一な断面寸法をもつ（いわゆる均一導波部材セグメントの形をした）導波部材を有する。この図は、「半径方向励起トランスジューサ・セグメント」を示す。この場合、圧電トランスジューサ・セグメント９０の支配的な電気的膨張特性の向きは垂直な矢印１０２，１０４で示した望ましいトランスジューサ出力の方向にある。図２の半径方向に励起された均一導波部材共振器の場合は、圧電トランスジューサ９０が電気的膨張を起こし、その電気的膨張が導波部材９２の接触表面９９にピストン状の運動を生成する。半径方向励起トランスジューサ・セグメントの典型的な実施例の場合、長さ１／２インチ、外径１インチのアルミニウム導波部材の部分に１／４インチの穴が設けられている。それに相応する長さ１／２インチ、外径０．２５１インチのピエゾセラミック素子（例えば、Morgan Matroch Inc. から入手できる、約０．０２０インチの側壁をもつＰＺＴ５Ａ）をアルミニウム導波部材の穴の中に挿入した。有限要素解析によって測定したところ、この独特の装置は約１１４ｋＨｚの半径モード共振周波数と、１ボルト当たり４．４インチ／秒の表面振動速度を示した。
【００２１】
この半径方向励起トランジューサ・セグメントの場合、想像線１０３で示すように、電気的膨張特性の向きは望ましい共振器出力と同じ方向である。しかし、共振器出力１０３のこの図的表現から判るように、共振器の周波数応答は「エッジ効果フォールオフ」として知られる現象に特徴がある。このエッジ効果フォールオフ現象はすべての３次元の機械的連続体が示す周知の「ポアソン効果」（ある方向の膨張が膨張方向と直交する方向の希釈をもたらす）に起因している。従って、図２に示すように、上述のセグメント化の使用にもかかわらず、導波部材によって生成された周波数応答と得られた振動エネルギーは著しく不均一になることがある。上述のエッジ効果フォールオフ現象は共振器の長さに沿って不均一な周波数応答のさらに別の発生源を生み出し、さらに導波部材の共振状態に関連するエネルギーを消散させる傾向があるので、トランスジューサに加えられた入力エネルギーは最大周波数応答を発生しない。図３に示すように、いわゆる輪郭応答（contoured response) 導波部材を提供することによって、この結果を最小限度にする、もしくは除去することができる。本発明のこの代替実施例の場合は、導波部材セグメント９２に対し重要な変更がなされている。すなわち、導波部材の一部分の軸方向の寸法はベース９６および接触表面９９の縦方向寸法よりかなり小さく作られる。この導波部材セグメントの幾何学的図形は想像線１０８で示したエッジ効果フォールオフ現象を最小限度にする、または除去するので、より均一な周波数応答出力が得られることが判った。さらに、本発明の円筒形共振器の場合は、輪郭応答導波部材の動作周波数を導波部材の直径と無関係にすることができるので、半径方向寸法を変えずに、特定の輪郭応答導波部材の寸法を変えることによって、周波数応答および均一性を最適にすることができる。
【００２２】
図４及び図５に、本発明の回転可能な円筒形共振装置の代替実施例を示す。この実施例の場合は、上述の「半径方向」励起トランジューサとは対照的に、「軸方向」励起トランジューサが設けられている。軸方向励起トランジューサは、共振導波部材９２の側縁の一部分に突き合わせて置かれた圧電円板９１を用いて作られる。この場合、圧電円板９１の支配的な電気膨張特性の向きはトランスジューサ出力の方向と直交する方向である。従って、図４および図５において、トランスジューサ９１の電気励起は導波部材のベースに沿って水平線の方向１０６に振動エネルギーを発生し、その振動エネルギーが今度は共振器要素の接触表面９９に沿って垂直線の方向１０８に振動エネルギーを発生する。想像線１０３は、同様に軸方向励起トランジューサ９１によって生じた接触表面９９のピストン状の運動の輪郭を示す。
【００２３】
次に図６〜図８に、本発明が考えている静電写真式印刷装置に使用する回転可能な円筒形共振装置のいろいろな好ましい実施例を示す。複数の狭い幅の円筒形トランスジューサ／導波部材の組立体を共通軸８９上に一緒に積み重ねることによって、本発明に係る全幅円筒形共振装置が作られる。軸８９が本発明の回転可能な円筒形共振器の共通の縦回転軸になることは理解されるであろう。この場合、回転軸は一般に振動させる表面の移動方向にほぼ直角である。
【００２４】
図６は、半径方向に励起されるセグメント化した均一導波部材を示す。共通軸８９上に置かれた単一の圧電トランスジューサ要素９０に取り付けられた複数の狭い幅の円筒形均一導波部材９２が全幅円筒形共振装置１００を構成している。軸８９は種々の技術と方法、たとえば共振装置１００に直接にインサート成形ポリマー樹脂を注型することによって、または装置に挿入した中実ロッドによって具体化することができる。共振装置が回転できるように、軸８９は通常は軸の両端に置かれた軸受部材８８によって支持されている。軸８９は共振器セグメント間の隔離を維持するため比較的低いヤング率の材料を用いて作られる。軸は、共振セグメント間の隔離をよりいっそう確実にするため、均質のものにしてもよいし、あるいは圧電トランスジューサ要素９０に接触するより低いヤング率の層をもつ複合材料の形で提供してもよい。各共振器セグメントの間にポリマー製スペーサまたはワッシャ（図示せず）を挿入することによって、よりいっそう隔離することができる。軸は、トランスジューサの圧電物質に電気的に接触する共通電極を提供するため導電性材料から作ることが好ましい。
【００２５】
特にここに記載した軸方向励起トランスジューサに役に立つ１つの代替の組立方法は、図７に示すように、両端部にネジを切った軸８９を使用し、ネジ付きの各端部にワッシャ８７とナット８６を取り付け、十分な締付けトルクを加えて軸８９に取り付けた複数の共振器セグメントを圧縮する。この結果、各共振セグメント間に振動連結を与えるため各導波部材間の境界面が十分に圧縮された状態で、複数の軸方向に励起される輪郭応答導波部材９２が軸８９に取り付けられる。図７は、特に高エネルギーを加える場合たとえば超音波定着に役に立つ形態を示す。この場合には、各導波部材セグメント間の境界面は個々の圧電円板９１から成っている。代案として、図８の実施例に示すように、装置の各端部にのみ軸方向圧電素子を設置することによって、比較的低エネルギーを加える場合たとえば振動支援現像および（または）転写をより経済的に支援することができる。この実施例では、軸の各端部にある圧電円板から振動エネルギーが各セグメントを横切り、各導波部材の圧接境界面を通して伝わるように、各導波部材セグメントは隣の導波部材セグメントと直接境界面で接している。
【００２６】
さらに別の代替実施例では、図９に示すように、共振装置１００を部分セグメント化した実施例として提供することができる。図８の形態と同様に、圧電円板は共振器装置の両端部に軸８９とナット／ワッシャで締め付けられている。この部分セグメント化形態は共振装置のセグメントの間に連続境界面を与える。部分セグメント化共振装置の各端部をネジを切った端部にすることにより、この部分セグメント化形態の軸を完全に除去することができることは認められるであろう。完全セグメント化は理想的な総合的な振動均一性を生み出すことができるが、共振器要素の長さに沿った部分セグメント化は製造プロセスには好ましいかもしれない（ブレード式トランスジューサ設計の場合）。しかし、本発明の円筒形トランスジューサ要素の幾何学的形状も同様に完全セグメント化ブレード導波部材の製造上の困難さを取り除く傾向があるので、本発明の円筒形の幾何学的形状を都合よく利用して、導波部材を完全セグメント化することができる。
【００２７】
前に検討したように、不均一な転写特性によって生じる画像欠陥を防止するために、共振装置１００はその長さに沿って均一な応答を発生することが非常に望ましい。以上、説明した諸実施例はその長さの端から端までほぼ均一な周波数応答をもつ全幅共振器を提供する場合に有効であることが示されたが、周波数応答とそれによって生じる振動エネルギーの均一性は同じまたは同様な電気的入力信号に応じて変動のため変化するかもしれないことが判った。このため、均一性の要求を満たすため、決められた共振装置に組み込む前に個々の各共振器要素ごとに共通入力信号に対する応答の振幅を測定して、所定の動作帯域幅内で同じまたはほぼ同等な応答振幅をもつ共振器要素のみで前記決められた共振装置を作ることができる。代案として、個々の振幅出力すなわち周波数応答と無関係に、別個の共振器要素を組み合わせて共振装置を作り、各別個の共振器要素へ別個の独立した電位を与えることによって、均一な振動エネルギーを与える共振装置を得ることができる。この手法は、米国特許第５，５１２，９９０号に開示されており、各共振器要素９２に関連する個々のトランスジューサ・セグメント９０に接続された独立に制御できる電圧源を設置することによって容易に実施することができる。好ましい実施例の場合、各トランスジューサ・セグメント９０に個々の接触リード線が接続されており、そのリード線はシステムコントローラまたは別のソフトウェア制御マイクロプロセッサによって遠隔制御できる一連の可変抵抗器を含む回路基板に接続されている。各個別共振器要素の出力はコントローラによって調整され、所定値に設定される。従って、この代替実施例の場合は、複数の共振器要素のそれぞれが所定の動作帯域幅内でほぼ均一な周波数応答特性を提供するように各共振器要素の周波数応答と振幅を特別に仕立てるため、各共振器要素に入力電圧が個別に与えられる。各共振器要素の非均一な周波数応答を補償してその全長の端から端まで均一な周波数応答をもつ共振装置を作りだすことができるように、ベルトの処理幅の端から端まで均一な振動エネルギーを発生するよう各要素の応答と振幅を特別に仕立てることが好ましい。
【００２８】
ここに引用した特許文献に示されているように、真空供給装置（図示せず）と（または）共振器カップリング・カバーを含む真空プレナム（図示せず）装置に関連して、本発明の円筒形共振装置を設計してもよいことは理解されるであろう。この装置の場合、共振装置１００は内側と外側のどちらかの端でシールされた上流壁と下流壁によって形成された気密の真空プレナムで取り囲まれており、真空プレナムの前記壁は感光体ベルト１０に隣接する開口を真空プレナムに形成するため共通平面まで延びている。真空プレナムは真空源すなわち負空気圧源（たとえばダイアフラム・ポンプ）に接続されているので、振動させる表面は吸引されて共振器に接触し、振動エネルギーが与えられる。この装置は共振器１００を感光体ベルト１０に確実に接触させると同時に、共振器の接触表面の不整に関係なく、共振器１００とベルト１０の接触領域に沿って連続状態を維持する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る回転可能な円筒形共振装置の斜視図である。
【図２】半径方向に励起される均一導波部材トランスジューサ・セグメントを示す、円筒形共振装置の一実施例の直径に沿った横断面図である。
【図３】半径方向に励起される輪郭応答導波部材トランスジューサ・セグメントを示す、円筒形共振装置の代替実施例の直径に沿った横断面図である。
【図４】半径方向に励起される均一導波部材トランスジューサ・セグメントを示す、円筒形共振装置の別の代替実施例の直径に沿った横断面図である。
【図５】半径方向に励起される輪郭応答導波部材トランスジューサ・セグメントを示す、直径に沿った横断面図である。
【図６】本発明に係るセグメント化した円筒形共振装置の第１形態の平面図である。
【図７】本発明に係るセグメント化した円筒形共振装置の第２形態の平面図である。
【図８】本発明に係るセグメント化した円筒形共振装置の第３形態の平面図である。
【図９】本発明に係る部分セグメント化した円筒形共振装置の平面図である。
【図１０】本発明に係る共振装置を設けた静電写真式印刷装置の概略図である。
【符号の説明】
１０感光体ベルト
１６処理方向
８６ナット
８７ワッシャ
８８軸受
８９軸
９０圧電トランスジューサ
９１円板形圧電トランスジューサ
９２導波部材（共振器要素）
９６ベース
９８ＡＣ電圧源
９９接触表面
１００共振器（共振装置）
１０２トランスジューサ出力の方向
１０３共振器の出力
１０４接触表面における振動エネルギーの方向
１０６トランスジューサ出力の方向
１０８接触表面における振動エネルギーの方向

Claims

円筒形の共振装置であって、
回転可能な軸部材と、該軸部材に同軸に取付けられたトランスジューサと、該トランスジューサに取付けられ且つ該トランスジューサからの振動エネルギーを伝えるように該トランスジューサに接続された円筒形の共振導波部材とを備え、
前記共振導波部材は、当該共振装置の前記円筒形を形成するように前記軸部材の軸方向に配列された、複数の個々の円筒形状の導波部材要素で成り、
前記トランスジューサは、前記複数の導波部材要素のそれぞれに対応して配置された、複数の個々のトランスジューサ要素で成る、
ことを特徴とする共振装置。
請求項１に記載の共振装置において、前記トランスジューサ要素のそれぞれの振動方向は、前記軸部材の軸方向であり、前記導波部材要素のそれぞれは、前記トランスジューサ要素の振動方向を、前記軸部材の半径方向に変更する、ことを特徴とする共振装置。