JPH0667585A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 クリーニングブレードの破損を検出する。 【構成】 静電複写機のクリーニングブレード５８又は
ブレード支持部材６２に圧電センサー６０が取り付けら
れる。圧電センサー６０はクリーニングブレード５８の
摩耗特性及び感光体表面に対するクリーニングブレード
の圧力負荷を示す波形を発生させる。探知回路がセンサ
ー６０と圧力負荷装置６４との間にフィードバックシス
テムを作り、圧電電気信号が増幅器７０からコンパレー
タ７１と、微分回路７２へ送られる。コンパレータ７１
が検出センサー電圧の低下によりブレード５８の完全破
損を予測すると、これを表示し、ブレード交換を促す。
微分回路は圧電電気信号の急激な立上りを探知し、パル
ス発振器７４が、ソレノイド６４を作動させてクリーニ
ングブレード５８の圧力を減少させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は表面から物質を取り除く
クリーニング装置、より詳細には感光体表面から残留ト
ナー粒子及び望ましくない物質を取り除くブレードクリ
ーニング装置を備えた画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ゼログラフィー等の電子写真の工程にお
いて、光学装置は電気的または光学的入力に応じて潜像
を形成するために、帯電感光体表面に沿って光のパター
ンを振動させる。表面上の帯電・放電領域の結果として
生じるパターンは元の画像に対応した静電潜像を形成す
る。静電複写機の現像装置はイエロー、マゼンタ、シア
ン、及び／又はブラックの現像用トナーを使用して潜像
を現像する。現像用トナーは静電的に吸引力のある粉末
から成り、帯電感光体表面に形成される潜像領域に引き
付けられる。現像された画像は次に所定の画像媒体、例
えば紙等に転写されて複写が行われ、元の画像の永久記
録が作られる。

【０００３】現像された画像が紙に転写される時、大部
分のトナーは紙に転写される。しかし、静電的に吸引さ
れたトナーと帯電感光体表面との間の比較的高い静電的
及び／又は機械的力の故に、いくらかの残留トナーが帯
電感光体表面に残る。更に、他の望ましくない物質、例
えば、紙繊維、カオリン、くず等が帯電感光体表面に引
き付けられ、帯電感光体表面に残る。帯電感光体表面に
残る残留トナー及び望ましくない物質が複写される画像
の品質を低下させるので、残留トナー及び望ましくない
物質を帯電感光体表面から各画像の現像工程中に取り除
くことが重要である。

【０００４】ブレードクリーニングは様々な公知の繊維
または磁気ブラシクリーナーに比べて簡単であり安価な
ので、残留トナー及び望ましくない物質を除去する非常
に望ましい方法である。ブレードクリーニング装置は、
帯電感光体表面に隣接して設置・支持され、関連する動
きの方向に関連して帯電感光体表面を横断する、比較的
薄いエラストマーのクリーニングブレードから成る。ク
リーニングブレードはドクタリングモードまたはワイピ
ングモードの間に各々帯電感光体表面から残留トナーを
削り取るか拭き取るブレードエッジを有している。この
ように、残留トナー及び望ましくない物質は、帯電感光
体表面に別の潜像を現像する前に、表面から除去され
る。クリーニングブレードに隣接して集積する除去され
た残留トナー及び望ましくない物質は、トナー輸送装置
または重力によってクリーニングブレード領域から運び
去られる。

【０００５】しかしながら、ブレードクリーニング方法
はクリーニングブレードと帯電感光体表面の間の摩擦・
粘着力によってもたらされる特定の欠陥がある。摩擦力
及び粘着力はクリーニングブレードエッジを摩耗させ、
帯電感光体表面を損ねる。

【０００６】更に、クリーニングブレードは不適切な過
度のタック（ｔｕｃｋ）特性による予測できない破損を
受けやすい。通常、ブレードクリーニングエッジまたは
チップが帯電感光体表面からトナーを削り取るか拭き取
る時に、ブレードクリーニングエッジまたはチップは少
しタックされ、持ち上げられ、、クリーニングに必要な
密閉シール接触を維持するためにトナー粒子及び滑剤の
上で滑る。残留トナー及び望ましくない物質の除去中
に、クリーニングブレードはブレードエッジの下を通過
するトナーを平にし、帯電感光体表面にトナーの圧密を
生じさせることがある。現像の後に残る帯電感光体表面
の残留トナーのビーズからの衝撃が、クリーニングブレ
ードと帯電感光体表面の間の摩擦・粘着力の突然の局所
的な上昇により、クリーニングブレードを傷つけること
がある。このような摩擦・粘着力の突然の上昇は過度の
タッキング現象、つまりブレードクリーニングエッジが
ブレードの下で持ち上げられるブレードのフォールドオ
ーバーを生じさせる。その結果、クリーニングブレード
はブレードクリーニングのために必要な摩擦・粘着的な
シール関係を失う。このような問題は最終的にクリーニ
ングブレードの除去及び交換を必要とする。なぜなら、
ブレードが破れ、形がゆがめられるので、クリーニング
ブレードはもはや残留トナーや望ましくない物質を除去
する機能を果たせなくなるからである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は改良されたクリーニングブレードを備えた画像形成装
置を提供することである。

【０００８】本発明の他の目的は、クリーニングブレー
ドの突然の破損による画像形成装置の予定外の保守を避
けることである。

【０００９】本発明の他の目的は、クリーニングブレー
ドと帯電感光体表面の間の摩擦・粘着力の増強を監視す
ることである。

【００１０】本発明の他の目的は、圧電センサーが一定
期間発信する電気信号波形に基づいて、クリーニングブ
レードの破損を予測することである。

【００１１】更に本発明の目的は、クリーニングブレー
ドの摩耗特性を指示する電気信号を発信する圧電センサ
ーを有したブレードクリーニング装置を提供することで
ある。

【００１２】更に本発明の目的は、クリーニングブレー
ドの摩耗及び破損を減少させるために、圧電センサーが
発信する電気信号に基づいて、帯電感光体表面に対する
クリーニングブレードの圧力負荷を調整するフィードバ
ックループを提供することである。

【００１３】本発明の他の目的は、クリーニングブレー
ドの耐用年数を延長することである。

【００１４】更に本発明の目的は画像形成装置用の低価
格のクリーニング技術を提供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前記目的と利点を達成
し、上記欠点を克服するために、クリーニングブレード
は：１）クリーニングブレードの摩耗特性を示す変化す
る平均電圧値（ｖａｒｙｉｎｇ ａｖｅｒａｇｅ ｖｏ
ｌｔａｇｅ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ）の波形を発生させ；
２）静電複写機のクリーニングブレードのチップと光受
容体ベルトの帯電感光体表面との間の摩擦・粘着力の増
強を示す電圧値の鋭い上昇を示す波形を発生させる圧電
センサー（ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｓｅｎｓｏ
ｒ）を備えている。このような波形を探知し、クリーニ
ングブレードの耐用年数を延ばすため、圧電センサーに
探知回路を接続する。探知回路が圧電的に発生された波
形の電圧振幅や電圧値に鋭い上昇を探知した時に、帯電
感光体表面に対するクリーニングブレードの圧力負荷を
調整または遮断するため、探知回路は圧電センサーと圧
力負荷装置との間にフィードバックループを包含してい
る。更に、探知回路はクリーニングブレードの摩耗特性
を決定するため、変化する平均電圧振幅や平均電圧値を
探知する。このように、探知回路はクリーニングブレー
ドの差し迫った破損を予測し、クリーニングブレードの
耐用年数を延ばすことができる。

【００１６】本発明はクリーニングブレードの突然の破
損による装置の予定外の保守を避けるため、あらゆる種
類のクリーニングブレードに適用可能である。更に、本
発明はクリーニングブレードの耐用年数を延ばすため、
あらゆる種類のクリーニングブレードに適用可能であ
る。

【００１７】

【実施例】図１は本発明のクリーニングブレードを包含
した静電複写機の概略図である。複写工程中に、感光体
表面４を有する光受容体ベルト２は矢印６の方向に移動
して、ベルトの部分を帯電ステーションＡ、露光ステー
ションＢ、現像ステーションＣ、転写ステーションＤ、
融解ステーションＥ、及びクリーニングステーションＦ
を通して連続的に進める。

【００１８】光受容体ベルト２はストリッピングローラ
ー８、引張りローラー１０と１２、及び乾燥ローラー１
４のまわりを回る。乾燥ローラー１４はベルトドライブ
（図示せず）のような適宜の手段でモーター１５に結合
される。光受容体ベルト２は望ましいばね力で光受容体
ベルト２へ向けて引張りローラー１０と１２を弾力を持
たせて付勢する一対のばね（図示せず）によって保持さ
れ伸長される。ストリッピングローラー８と引張りロー
ラー１０、１２はアイドラーであり、光受容体ベルト２
が矢印６の方向に移動するにつれて自由に回転する。

【００１９】帯電ステーションＡにおいて、コロナ装置
１６は光受容体ベルト２を比較的高く実質的に均一な正
または負の電位に帯電させる。

【００２０】露光ステーションＢにおいて、原稿はフラ
ッシュランプ２０で照射されるように、透明な圧盤１８
の上に複写面を下にして置かれる。原稿から反射される
光線はレンズ２２を通して反射され、光受容体ベルト２
の帯電部分に投射され、選択的に表面電荷を放散する。
帯電・放電領域の結果として生じるパターンは、原稿に
含まれる情報領域に対応した静電潜像を形成する。代替
案として、蓄えられた電子情報に従って光受容体ベルト
２を放電するためにレーザーシステムが備えられても良
い。

【００２１】その後、光受容体ベルト２は静電潜像を現
像ステーションＣに進める。現像ステーションＣでは、
少なくとも二つの現像ハウジング２４と２６の内の一つ
が、静電潜像を現像する目的で光受容体ベルト２と接触
する。現像ハウジング２４と２６は対応するカム２８、
３０と共に現像位置に出入りし、カムはモーターによっ
て選択的に駆動される。各現像ハウジング２４又は２６
は、磁気ブラシロール３２と３４のような現像システム
を支持し、現像システムは現像ミックス（即ち、キャリ
ヤビーズとトナー）を静電潜像と接触するよう進めるた
めに回転式磁気部材を備える。静電潜像はキャリヤビー
ズからトナー粒子を引き付け、それによってトナー粉末
画像、つまり現像画像を光受容体ベルト２に形成する。
二色の現像剤の材料を必要としない場合、第二の現像剤
ハウジングは省略できることが認識されるであろう。更
に、二色以上を使用する場合、追加の現像剤ハウジング
が加えられる。

【００２２】光受容体ベルト２は次に現像された潜像を
転写ステーションＤに進めるが、転写ステーションＤに
先立ち、所定の画像媒体、例えば紙の一枚が光受容体ベ
ルト２上の現像された潜像と接触するよう進められる。
紙３６が供給トレイ３８から転写ステーションＤに進め
られる。紙はトレイ３８からシートフィーダー４０によ
って供給され、運搬装置４２に沿って転写ステーション
Ｄに進められる。

【００２３】転写ステーションＤでは、コロナ発生装置
４４が紙を適切な電位に帯電させ、そうして紙は光受容
体ベルト２に取り付けられ、トナー粉末画像は光受容体
ベルト２から一枚の紙に引き付けられる。転写後、コロ
ナ発生装置４６が光受容体ベルト２からコピーシートを
離すためにコピーシートを反対の極性に帯電させ、そこ
でシートはローラー１４の所でベルト２からはがされ、
融解ステーションＥに移動する。

【００２４】融解ステーションＥはコピーシートに転写
された現像画像を永久的に付着させるフューザー装置４
８を含む。好ましくは、フューザー装置４８は、バック
アップローラー５２と加圧下に噛み合うよう合わされた
加熱フューザーローラー５０を含み、現像画像はフュー
ザーローラー５０と接触する。この方法で、現像画像は
シートに永久的に付着され、このようなシートは出力５
４またはフィニッシャーに向けられる。

【００２５】クリーニングステーションＦでは、現像画
像が紙に転写された後、本発明のブレードクリーニング
装置５６が、光受容体ベルト２に残された残留トナーと
望ましくない物質を取り除く。ブレードクリーニング装
置５６はクリーニングブレード５８、センサー６０、ブ
レード支持部材６２、圧力負荷装置６４、及びオーガー
６６から構成され、これら全てはハウジング６８の中に
包含される。

【００２６】好ましい態様において、センサー６０はク
リーニングブレード５８とブレード支持部材６２の間に
ボンドされている。ブレード支持部材６２の片方の端は
圧力負荷装置６４と連結され、クリーニングブレード５
８のチップ５７は圧力負荷装置６４によって光受容体ベ
ルト２に対して圧力負荷される。ブレード支持部材６２
は硬質金属で作られる。クリーニングブレード５８はポ
リウレタンエラストマーで作られており、センサー６０
はKynar （商品名）圧電センサーである。しかしなが
ら、クリーニングブレードにふさわしい他の材料も使用
でき、他の種類の圧電センサーも使用できることが認識
されるであろう。好ましい態様における圧電センサーは
安価で重量は軽く、寸法的な厚さは比較的薄いものであ
り、優れた感度を有していなければならない。

【００２７】図２に示されているように、圧電センサー
６０は、一定期間すなわちブレードの使用期間を通して
クリーニングブレードの状態を示す電気信号波形を発生
させる。電気信号の電圧はクリーニングブレード５８の
様々な摩耗特性を示すため変化する。波形ａは光受容体
ベルトの光導電体表面に対して作用する損傷を受けてい
ないか、又は新しいクリーニングブレードの特徴を表し
ている。波形ａの中のぎざぎざした波紋は、通常の操作
において生じる通常の、しかし制限された量の付着／滑
りサイクリングを示している。

【００２８】通常の操作の間、摩擦・粘着力はクリーニ
ングブレードエッジの一部を帯電感光体表面４に付着さ
せる、つまり「くっつかせる」。感光体ベルト２の動き
は摩擦・粘着力付着を弱め、突然クリーニングブレード
エッジを帯電感光体表面４から解放する。クリーニング
ブレードエッジの突然の解放は、帯電感光体表面との摩
擦・粘着によるシール関係を回復する前に、クリーニン
グブレードエッジを帯電感光体表面に対して「滑らせ
る」。波形ａのぎざぎざした波紋の立ち上がり、つまり
△Ｖ／△ｔ＝正の値、は「付着」を示し、ぎざぎざした
波紋のトレーリングエッジ、つまり△Ｖ／△ｔ＝負の
値、は「滑り」を示す。その中のトナー及び滑剤は付着
／滑りサイクルにおける「付着」と「滑り」の量を制限
する。

【００２９】クリーニングブレードエッジと帯電感光体
表面との接触部分に沿ってトナーのない部分が一部ある
時、帯電感光体表面４とクリーニングブレード５８の間
の摩擦・粘着力の過度のそして突然の増大の故に、セン
サー６０は波形ｂとして表示される電圧の上昇を突然発
生させる。クリーニングブレード５８と帯電感光体表面
４との間の摩擦・粘着力の過度のそして突然の増強のせ
いで異常に強い付着が生じると、その結果、光受容体ベ
ルト２の連続的な前進運動によって付着が破られる時
に、クリーニングブレード５８は亀裂し損傷する。

【００３０】波形ｃはクリーニングブレード５８が永久
的な変形と損傷を被った後で、クリーニングブレード５
８と帯電感光体表面４との間の摩擦・粘着力の減衰を示
している。しかしながら、クリーニングブレード５８は
一定量の変形と損傷に耐えることができ、帯電感光体表
面を適切に掃除し続ける。波形ｄ、ｆ、ｈは波形ｂにつ
いて上述したような同じ性質の出来事が続いて発生して
いることを示している。波形ｅ、ｇ、ｉは波形ｃについ
て上述したのと同じ様な状態を表している。

【００３１】各々の破壊的で制御不可能な付着／滑りサ
イクル（波形ｂ、ｄ、ｆ、ｈで示される）の後で、クリ
ーニングブレード５８と帯電感光体表面４との間の摩擦
・粘着による密閉シール関係の減衰があり、それは波形
ｃ、ｅ、ｇ、ｉで示されるようにセンサー６０が発信す
る電気信号の平均電圧値の減少によって示される。この
ように、ブレードの使用期間を通じてセンサー６０が発
生させる電圧出力は、クリーニングブレードの状態を示
す。例えば、クリーニングブレード５８が更に摩耗し損
傷を受けるにつれて、波形ｃ、ｅ、ｇ、ｉの平均電圧値
は波形ａに比べて減少する。センサーの出力を監視する
ことにより、ブレードの状態が判断でき、損傷によるク
リーニングブレード５８の差し迫った破損が予測でき
る。

【００３２】更に、波形ｂ、ｄ、ｆ、ｈの立ち上がりの
より高い勾配を探知するためセンサー出力を監視するこ
とにより、クリーニングブレード５８のチップ５７と帯
電感光体表面４との間の摩擦・粘着力の増大を探知する
ことができる。探知されたセンサー出力に基づいて、そ
うでなければクリーニングブレードの損傷を招くことに
なる、摩擦・粘着力の増大を中断するか減少させるため
に帯電感光体表面４に対するブレードチップ５７の圧力
負荷が調整される。

【００３３】図３はセンサー６０が発信する電気信号の
電圧変動の大きさを探知するための探知回路と、帯電感
光体表面４に対するクリーニングブレード５８の圧力負
荷を調節するためのフィードバックループを備えたブレ
ードクリーニング装置の作動を表している。作動におい
て、光受容体ベルト２の帯電感光体表面４がクリーニン
グブレード５８のチップ５７を横断するにつれて、クリ
ーニングブレード５８は帯電感光体表面４から残留トナ
ー及び望ましくない物質を削り取るかまたは拭き取る。
図示されているように、クリーニング装置５６は静電複
写機の中に縦方向に配置され、その結果、重力が残留ト
ナー及び望ましくない物質８０のオーガー６６方向への
動きを容易にする。オーガーによって集められる除去さ
れた残留トナー及び望ましくない物質は分散のために蓄
えられるか、または現像ステーションＣで再使用するた
め補充システム（図示せず）を通して再生される。

【００３４】探知回路は、センサー出力電圧増幅器７
０、コンパレーター７１、電子微分器回路７２、及び単
発電子パルス発振器７４を有する。探知回路はセンサー
６０と圧力負荷装置６４の間にフィードバックシステム
を作り上げる。センサー出力電圧増幅器７０は圧電電気
信号を増幅し、増幅された信号をコンパレーター７１と
電子微分器回路７２に送る。

【００３５】上記のように、センサー出力の平均電圧値
の減少はクリーニングブレード５８の摩耗と損傷を示し
ている。このように、センサー出力の平均電圧値を定期
的に監視することにより、コンパレーター７１はクリー
ニングブレード５８の切迫した破損を予測することがで
きる。例えば、波形ｉがクリーニングブレードの全体の
破損を表すとすれば、コンパレーター７１は、クリーニ
ングブレード５８の切迫した破損を示す波形ｇの平均電
圧値を探知した時に、マシンコントローラ７６に信号を
出力する。

【００３６】マシンコントローラ７６は画像形成装置の
ディスプレイ８２を作動させることにより、切迫した破
損箇所のある静電機械のオペレーターに知らせる。この
ように、サービス専門家はクリーニングブレード５８の
完全な破損の前に、摩耗したクリーニングブレードを交
換することができ、クリーニングブレードの突然の破損
による画像形成装置の予定外の保守を避けることが出来
る。更に、コンパレーター７１の機能は切迫した破損を
探知するため、マシンコントローラ７６のソフトウェア
プログラミングを通してマシンコントローラ７６に組み
込むことができることが認識される。

【００３７】微分器回路７２は波形ｂ、ｄ、ｆ、ｈの立
ち上がりの高い勾配を探知するため、増幅された信号を
監視する。微分器回路７２は、例えば、フィルター装置
の中のコンデンサーと抵抗器から構成されてもよく、波
形の立ち上がりを連続的に探知するため抵抗- 容量時間
定数（ＲＣ ｔｉｍｅ ｃｏｎｓｔａｎｔ）を使用す
る。このようなピークが探知された場合、微分器回路７
２は単発電子パルス発振器７２を作動させるため出力信
号を送る。

【００３８】出力信号に基づき、単発電子パルス発振器
７４は、帯電感光体表面４に対するクリーニングブレー
ドチップ５７の圧力負荷を瞬間的に遮断するか減衰させ
るためブレード支持部材６２に接続された、圧力負荷装
置６４、例えばソレノイドまたは他の適当な機械にパル
ス信号を送る。このように、フィードバックループはそ
うでなければクリーニングブレード５８に損傷を与える
ことになる摩擦・粘着力の増大を防止し、それによって
クリーニングブレード５８の耐用年数を延長させる。更
に、微分器回路７２はクリーニングブレードが損傷を受
けたことを示すため、マシンコントローラ７６に信号を
送り、マシンコントローラ７６はディスプレイ８２を作
動させることによってダメージをオペレーターに知らせ
る。

【００３９】図４Ａは好ましい態様のクリーニングブレ
ード５８とブレード支持部材６２の間の圧電センサー６
０の位置づけを示している。しかしながら、図４Ｂと４
Ｃに示されるように、クリーニングブレード５８の状態
を監視するため圧電センサー６０はクリーニングブレー
ド５８の上に置かれても良いし、あるいはブレード支持
部材６２の上に置くこともできる。更に、センサー６０
はブレード状態を表示する電気信号を発生させるため他
の適切な場所に置くこともできる。

【００４０】前記クリーニングブレードは、ブラシクリ
ーナーの剛毛（ｂｒｉｓｔｌｅ）からトナーを集めるた
めに使用されるデトーニングロールの表面からトナーを
除去するためにも使用される。更に、前記クリーニング
ブレードは感光体ドラムを有した画像形成装置のクリー
ニングブレードにも使用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明を取り入れた画像形成装置の概
略図を示している。

【図２】図２は、新しいブレード、摩耗したブレード、
及びブレードクリーニングエッジの完全な破損を被って
いるブレードのために、圧電センサーによって発せられ
探知された波形を示し、間欠性のピークはクリーニング
ブレードと帯電感光体表面の間の摩擦・粘着力の増強を
示す。

【図３】図３は、圧電センサーによって発信される電気
信号波形値変動を探知するための探知回路であって、ブ
レードの圧力負荷を制御するためのフィードバックルー
プを有したブレードクリーニング装置の動作を説明して
いる。

【図４】図４Ａ−４Ｃは、クリーニングブレードそして
／またはブレード支持部材上の圧電センサーの様々な変
形例を示している。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像形成装置であって、 感光体表面に潜像を作り出す手段と、 前記潜像にトナーを付着させることにより、前記潜像を
   現像された画像に変換する手段と、 前記現像画像を所定の画像媒体に転写する手段と、 前記感光体表面に残る残留トナーを掃除する手段と、を
   有し、前記掃除する手段は、 前記感光体表面と接触するブレード部材と、 前記感光体表面に対して前記ブレード部材を圧力負荷す
   る手段と、 前記ブレード部材上にあって、前記ブレード部材の状態
   を示す電気信号を発生するセンサーと、を備える画像形
   成装置。