JPH0612008A - クリーニング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 残留物質が付着される電荷保持表面をもつタ
イプの印刷機において使用されるクリーニング装置を提
供する。 【構成】 クリーニング装置は、残留物質を電荷保持表
面から除去するため電荷保持表面と接触する回転可能部
材(100) と、回転可能部材と連結して回転可能部材を回
転させるための手段(104) と、電気信号を回転手段(10
4) に伝送するための手段(204) と、回転可能部材が受
ける摩耗の程度を測定するため電気信号を監視するため
の手段(202) と、を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電荷保持表面から残留ト
ナ−を除去するためのクリーニング装置に関し、より詳
細には、クリーニング装置が受けた摩耗を監視すること
が可能な装置及び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電荷保持表面とファイバーブラシや磁気
ブラシなどのクリーニング部材との間に静電界を設ける
ことにより、クリーニングブラシの表面へトナーがより
一層引き寄せられることが知られている。トナー除去に
使用されるバイアスされたデトーニング装置は、米国特
許第4,819,026 号に記載されている。

【０００３】残留トナーを除去するためのクリーニング
部材により、クリーニング部材と電荷保持表面との間に
クリーニング関係が生じて、クリーニング部材が電荷保
持表面からの残留トナーを除去するため電荷保持表面と
実質的に接触する。種々の適用例において、クリーニン
グ部材が残留トナーを除去する能力は、クリーニング部
材が電荷保持表面と接触する範囲と直接的に相関する。
ある程度使用された後、クリーニング部材が残留トナー
を除去する能力は許容レベル以下に低下する。実際、こ
の問題は、所定のコピー枚数によってクリーニング部材
の平均寿命を定義し、所定コピー枚数の「使用後最初の
サービスコール」でクリーニング部材を取り替えること
によって解決される。この解決方法は同型のクリーニン
グ部材の特性変化には適さない。即ち、同型のクリーニ
ング部材であっても必ずしも正確に同じ特性を持つとは
限らず、同じ環境下にあっても同等に摩耗するわけでは
ない。それに加えて、環境及び使用法の変化は所定のク
リーニング部材の平均余命に影響を与える傾向がある。
以下の特許には、「使用後最初のサービスコール」でク
リーニング部材を取り替えるだけの代替の解決方法が記
載されている。

【０００４】米国特許第4,937,633 号には、画像形成表
面にしっかりと付着する残留トナーを離すために、電子
写真装置の画像形成表面とのクリーニング関係において
支持されるエラストマーのクリーニング刃が記載されて
いる。刃は残留トナーを除去するというよりむしろ離す
ので、通常クリーニング刃は離された残留トナーを除去
するための除去手段と共に使用される。クリーニング刃
は、クリーニング刃に対して電気信号が適用される時に
変化するような電気特性を有するクリーニングエッジを
画定する。クリーニング刃のエッジの電気特性の変化は
クリーニング刃のエッジの破損、または破損の切迫を示
すのに役立つ。

【０００５】米国特許第4,967,238 号には、クリーニン
グステーションを備えた印刷機の画像形成表面上のトナ
ーまたはデブリ（屑）の付着物を検出するための装置が
記載されている。この装置は、光源及び光強度検出セン
サー装置を含み、クリーニングステーションの下流側に
置かれている。作動時には、画像形成表面は光源で照射
され、照射された面は光強度検出センサー装置で調べら
れ、検出された光強度を表す信号が出され、また表面の
状態を表示する応答信号が出される。

【０００６】剛毛を備えるクリーニングブラシ等の可動
クリーニング部材を含む除去装置において、所定の使用
期間が過ぎると剛毛は「固まる」、もしくは、曲がる傾
向があり、剛毛と電荷保持表面との間に画定される接触
域が減少し、その結果残留トナーを除去するブラシの能
力が低下する傾向がある。従って、可動クリーニング部
材が受けた摩耗の程度を決定するため、可動クリーニン
グ部材を監視する能力を備えた除去装置を設置すること
が望ましい。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、残留
物質が付着される電荷保持表面をもつタイプの印刷機に
おいて使用するクリーニング装置を提供することであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段と作用】開示される実施例
の第一の態様では、クリーニング装置は電荷保持表面か
ら残留物質を除去するため電荷保持表面と接触する回転
可能部材と、回転可能部材と連結されて回転可能部材を
回転させるため手段とを含む。更にクリーニング装置
は、電気信号を回転手段に伝送するための手段と、回転
可能部材が受けた摩耗の程度を測定するため電気信号を
監視するための手段とを含む。

【０００９】

【実施例】図１に関連して、本発明を例証する１つの実
施例において、クリーニングステーションＦはベルト１
０から残留トナー及びデブリを取り除くためのデュアル
デトーニング（２つのトナー除去）ロールを備えるファ
イバーブラシクリーニング装置を含む。係留ファイバー
クリーニングブラシ１００は、モーター１０４によって
クリーニングハウジング１０６内で矢印１０２の方向に
回転するように支持され、直流電源１０８によって負に
バイアスされる。米国特許第3,572,923 号に述べられる
ように、ファイバーブラシは、円筒形の導電性部材１１
２上に支持される多数の導電性クリーニングファイバー
１１０から成ることが好ましい。好ましい実施例におい
て、ハウジング１０６は単一押し出しにより経済的に製
造され、凹みが構成要素の必要条件に従って形成され
る。残留トナー及び、紙ファイバーまたはカオリン等の
汚染物質やデブリは、受光体（例えば、感光体）ベルト
１０の表面から、ファイバー１１０のベルト１０に対す
るブラッシング作用と、直流電源１０８からファイバー
に加えられる静電荷とによって取り除かれる。本発明で
開示される型のゼログラフィックシステムにおいて、ブ
ラシ１００は受光体からトナーとデブリの両方を除去す
るが、前者（トナー）は正の電荷を持ち、後者（デブ
リ）は負の電荷を持っている。負帯電汚染物質は、それ
らが付着される正帯電トナー粒子と共に除去される。

【００１０】例証した実施例において、ベルト１０から
除去されたトナー及びデブリを運ぶブラシファイバー１
１０は、まずモーター１１７によってブラシ１００と同
じ方向である、矢印１１５の方向に回転するよう支持さ
れる第一デトーニングロール１１４に接触する。電気バ
イアスが直流電源１１６から第一デトーニングロールに
供給される。本発明に従って、デトーニングロール１１
４は、ブラシ１００に対する動作位置に支持され、ブラ
シファイバー１１０が受光体ベルト１０の表面と接触を
保つ位置と近接して間隔を置いている。第二デトーニン
グロール１２０が、ブラシの周囲に沿って間隔を置いた
位置で、ブラシからより重い残留トナーを更に除去する
ために設置されている。モーター１２２は、ロールをフ
ァイバーブラシ１００及びロール１１４と同じ方向であ
る矢印１２４の方向に駆動する。電気バイアスが、直流
電源１２３からロール１２０に供給される。クリーニン
グハウジング１０６内の凹み１３０及び１３２が、凹み
の中にデトーニングロール１１４と１２０をそれぞれ支
持するために設置されている。これらの凹み内に、クリ
ーニングブラシ１００から除去されて、デトーニングロ
ールからのトナーのたがね（削り）除去と、貯蔵場所ま
たは現像ステーションへのトナーの移動を促すための刃
及びオーガー装置が置かれている。デトーニングロール
１１４、１２０に関連する構造及び動作に関しては、米
国特許第4,819,026 号において論じられており、その関
連部分がここに参考として組み込まれている。

【００１１】図２において、クリーニングブラシ１００
と共に使用される制御回路２００が示されている。クリ
ーニングブラシ１００はモーター１０４と直流電源１０
８の両方に連結されている。直流電源１０８は、アナロ
グデジタル変換器（図示せず）等による公知の方法で、
機械制御装置２０２と連結されると共に、モーター１０
４はモーター制御装置２０４と連結されている。モータ
ー制御装置２０４は機械制御装置２０２と連結して、モ
ーター１０４により引き出される電流は絶えず機械制御
装置２０２で監視される。代わりに、機械制御装置２０
２はモーター１０４と連結し、それによって引き出され
る電流を監視することもできる。モーターにより引き出
される電流を決定するため、モーター制御装置２０４
が、センシング電界効果トランジスター（「センシング
ＦＥＴ」）等の適切なセンシングデバイス（図示せず）
を含んでいることが好ましい。モーター１０４により引
き出される電流を決定することによって、以下に詳細に
述べるように、トルクのレベルを決定して、ブラシが受
ける摩耗のレベルを決定することが可能になる。

【００１２】開示される実施例の別の態様では、ブラシ
のトルクは変換器（トランスデューサ）２０６（図３）
により感知され、変換器２０６はブラシ１００と作動的
に連結されている。当業者に理解されるように、一例で
は、変換器２０６はブラシ１００の回転軸としっかりし
た取付けポイントとの間に取付けられても良い。別の例
では、変換器２０６はモーター１０４の駆動軸とモータ
ーハウジングとの間に取付けられても良い。図３に示さ
れる実施例では、変換器２０６により得られるトルク測
定の変化は機械制御装置２０２によって絶えず監視され
る。

【００１３】再び図２に関連して、表面２０８はブラシ
１００と接触関係を保って取付けられ、ブラシ１００の
摩耗の関数として変化する接触表面を横切る電流は、機
械制御装置２０２によって絶えず監視される。接触表面
２０８は電流センシング回路２１０を用いて機械制御装
置２０２と結びつけられ、電流センシング回路２１０は
直流電源１０８からブラシ１００に流される電流のレベ
ルを感知するのに適する。センシング回路２１０は電源
１０８と分離して示されているが、センシング回路２１
０は電源１０８と直接連結されても良いことがわかる。
図２に示される実施例では、接触表面２０８はベルト１
０の電荷保持表面と連結していないため、ベルト１０の
電気変動が接触表面２０８の電流センシングにおいてエ
ラーを生成することはない。

【００１４】機械制御装置２０２は、公知のプログラマ
ブル制御装置あるいは制御装置の組み合わせであること
が好ましく、記述された機械のステップ及び機能の全て
を従来のように制御する。機械制御装置２０２は機械の
制御を向上させるため種々のセンシングデバイスに応答
し、必要に応じてユーザインターフェース２１２に診断
動作を接続させる。機械制御装置２０２の全ての必要な
機能を遂行することができる機械制御装置が米国特許第
4,475,156 号に記載されており、その関連部分がここに
参考のため組み込まれる。

【００１５】再生（複写）機は遠隔対話式通信（ＲＩ
Ｃ）を使用して、ブラシ１００、モーター１０４、また
は電源１０８のいずれかと対応する電流等の選択された
機械操作データを、モデム２１６及び電話線２１８等の
適切な通信チャネルを用いて遠隔サイト２１４に転送す
ることができる。遠隔サイト２１４の一例として、米国
特許第5,057,866 号に記載されるようなサービスサイト
が挙げられ、その関連部分がここに参考のため組み込ま
れる。機械操作データは所定の時間及び／または遠隔サ
イト２１４からの特定の要求に応じて、自動的に遠隔サ
イト２１４に伝送される。

【００１６】動作の好ましい形態では、ブラシ１００の
摩耗は３つの方法の内の１方法で測定される。ブラシが
ベルト１０の電荷保持表面から残留トナーを除去するた
めの好ましい手段として示される一方で、フォームロー
ラー等の他の回転可能部材も本発明の基礎となる概念を
変更することなく、ブラシ１００の代わりに使用できる
ことが、当業者には理解されるであろう。第１方法と第
２方法は、ブラシ１００のトルクが摩耗によって変化
し、トルク内の当該変化が機械制御装置２０２において
絶対的あるいは相対的に電流によって測定できるという
観察を利用している。第１方法では、モーター１０４の
トルク、即ち、モーター１０４により引き出される電流
の量は、ブラシ１００がトルクまたは摩耗を受ける程度
に応じて変化する。つまり、ブラシ上の剛毛１１０が固
まるにつれて、ブラシ１００とベルト１０の電荷保持表
面との間の接触域あるいは干渉域が減少し、その結果ブ
ラシ１００上のトルクが減少し、モーター１０４により
引き出される電流が減少する。このトルクの減少は次の
表１に示されている。

【００１７】 モーター１０４により引き出される電流はブラシの摩耗
またはトルクの関数として変化するので、ブラシ１００
に関する摩耗情報を決定するために、モーター１０４の
電流レベルが制御回路２００を用いて感知及び測定され
る。

【００１８】第１方法において回路２００を使用してブ
ラシ１００を監視するため、新しいブラシ１００が最初
に設置され、モーター１０４を使用して回転される。ブ
ラシ１００が回転されるにつれて、モーター１０４によ
り引き出される最初の電流量が機械制御装置２０２によ
り測定され、手掴みの測定デバイスまたはユーザインタ
ーフェース２１２等のディスプレイに示される。機械制
御装置２０２は、最初の電流レベルを、ゼロなど、適切
な基準レベルまたはしきい値レベルに変換するよう最初
にプログラムされることが好ましい。湿度あるいは温度
の変化などのブラシ１００の環境の変化は、ブラシ係数
（モジュラス）の変化等の、ブラシ１００の構造的変化
をもたらす。従って、ＲＨセンサー等の環境的センシン
グデバイスを考慮して基準値を設定することが望まし
い。

【００１９】動作の一例では、基準値は機械制御装置２
０２のカウンターに設定され、ブラシ１００が摩耗する
につれて、カウントが上又は下に進む。次に、カウント
はルックアップ表を用いて摩耗率等に転換され、ユーザ
インターフェース２１２または遠隔サイト２１４に表示
される。それに加えて、カウントが引続き使用されるよ
うメモリに記憶される。当業者には自明のことである
が、引き出される電流の変化、従ってブラシ１００上の
摩耗を連続かつ計数化して監視するために、機械制御装
置２０２内の論理デバイスのホストの内の一つを使用す
ることもできる。更に当業者に自明のように、モーター
１０４の電流レベルを監視するために、機械制御装置２
０２の測定デバイス以外の電流測定デバイスも使用する
こともできる。例えば、モーター１０４により引き出さ
れる電流を監視するため、機械制御装置２０２の代わり
に電流計またはブリッジ回路を使用することができる。

【００２０】ブラシ１００のトルクは、摩耗以外の理由
で減少することもある。例えば、ベルトは「フィルミン
グ（薄膜で覆われること）」を受けて絶縁体になる。ベ
ルト１０が薄膜で覆われると、機械制御装置２０２によ
り測定される電流は、ブラシの状態を正確に表してはい
ない。ブラシの摩耗に関して偽って表示されることを避
けるため、モーター１０４の測定された電流レベルはコ
ピー枚数と比較され、そのコピー枚数は引き出された電
流の基準レベルと最初に照合される。従って、摩耗レベ
ルと共に、摩耗レベルがいつ剛毛が固まる以外の要素に
影響されるかを示す情報が提供される。

【００２１】第２方法が第１方法と異なる点は、ブラシ
１００のトルクがモーター１０４の電流レベルにより間
接的に感知されるのではなく、変換器２０６により直接
的に感知されることである。特に、トルクは変換器２０
６により感知され、機械制御装置２０２で測定される。
上記信号処理の全ては変換器２０６から機械制御装置２
０２に伝送されるデータを解釈するために使用できる。

【００２２】第３方法はブラシ１００の直流バイアスを
予め選択した一定レベルに維持するために必要とされる
電流の量が、ブラシ１００の摩耗の関数として減少する
という観察を利用している。特にブラシ１００が摩耗す
るにつれて、直流バイアスを予め選択した一定レベルに
維持するため必要となる電流が減少する。この直流バイ
アスを維持するために必要な電流の量の減少は、次の表
２に例示されている。

【００２３】

【００２４】このような減少は、ブラシの摩耗の結果と
しての接触域のインピーダンスにおける変化によるもの
と考えられる。即ち、ブラシの接触抵抗は剛毛１１０が
固まるにつれて増加する。第３方法において、新しいブ
ラシ１００が予め選択された直流バイアスを維持するた
めに必要とする電流は、接触表面２０８とセンシング回
路２１０を使用して感知される。ブラシが接触表面２０
８と抵触するにつれて、電圧が設定され、その結果生じ
る電流が電流センシング回路２１０によって感知される
ことができる。接触表面２０８の領域はブラシ１００の
接触域における実質的な変化を感知できる程充分な広さ
を持つべきことが認識されるべきである。感知された電
流はセンシング回路２１０から機械制御装置２０２に伝
送され、そこで上記の信号処置の全てを用いて、センシ
ング回路２１０から機械制御装置２０２に伝送されたデ
ータを解釈することができる。

【００２５】

【発明の効果】本発明の特徴の一つは、ブラシの実際の
摩耗を連続して監視できることである。その結果、予め
決められた枚数のコピーを取った後ではなく、ブラシが
実際に摩耗した時にブラシの交換ができる。本発明のも
う一つの特徴は、ブラシの寿命が任意のコピー枚数と一
致しなくても、ブラシが衰えると必ず検出されるという
ことである。

【図面の簡単な説明】

【図１】電子写真印刷機に組み込まれるクリーニング装
置を示す概略図である。

【図２】図１のクリーニング装置と関連して使用される
回路の概略ブロック図である。

【図３】ブラシと機械制御装置の中間に配置されるブラ
シのトルクを測定するためのデバイスを備える図２の部
分図である。

【符号の説明】

１０ 受光体ベルト １００ クリーニングブラシ １０４ モーター １０８ 電源 ２００ 制御回路 ２０２ 機械制御装置 ２０４ モーター制御装置 ２０８ 接触表面 ２１０ センシング回路 ２１２ ユーザインタフェース ２１４ 遠隔サイト ２１６ モデム

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 残留物質が付着される電荷保持表面を持
   つタイプの印刷機において使用されるクリーニング装置
   であって、 残留物質を電荷保持表面から除去するため電荷保持表面
   と接触する回転可能部材と、 前記回転可能部材と連結され、前記回転可能部材を回転
   させるための手段と、 前記回転手段に電気信号を伝送するための手段と、 前記回転可能部材が受ける摩耗の程度を測定するため電
   気信号を監視するための手段と、 から成るクリーニング装置。