JPH0721679B2 - 可撓性平面部材に振動運動を付与するための真空結合装置 - Google Patents

可撓性平面部材に振動運動を付与するための真空結合装置

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JPH0721679B2
JPH0721679B2 JP3159248A JP15924891A JPH0721679B2 JP H0721679 B2 JPH0721679 B2 JP H0721679B2 JP 3159248 A JP3159248 A JP 3159248A JP 15924891 A JP15924891 A JP 15924891A JP H0721679 B2 JPH0721679 B2 JP H0721679B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は複写装置に関し、さらに詳しく
は、電子写真応用において転写を促進するために撮像面
に振動エネルギーを与えるための装置に関する。
【０００２】ゼログラフィのような電子写真の用途では
電荷保持表面が複写される原画像の光パターンに露出さ
れて、それに従って表面が選択的に放電される。その結
果生じた前記表面の帯電及び放電領域のパターンが原画
像と一致する静電式電荷パターン（静電潜像）を形成す
る。潜像は“トナー”と呼ばれる、微細に細分化された
静電式に吸着可能な粉末又は粉末の懸濁液と接触される
ことによって現像される。トナーは表面上の静電電荷に
よって画像領域に保持される。このようにして、トナー
画像は複写される原画像の光画像と一致して複写され
る。次にトナー画像は媒体（例えばペーパー）に転写さ
れ、画像がそこに定着されて複写される画像の永久的な
記録が作成される。現像後、電荷保持表面に残された余
剰トナーが表面から清掃される。このプロセスは公知で
あり、帯電表面が種々の方法で画像的に放電される形式
の、電子的に生成又は記憶された原画像から光レンズを
用いてコピーし、かつ，印刷する用途に有用である。電
荷が電荷保持基板上に溶着されるイオン投射装置も同様
に動作する。僅かに異なる機構では、トナーは最終媒体
に転写される前に中間面に転写されてもよい。
【０００３】電荷保持表面から最終媒体へのトナーの転
写は一般に静電式に行われる。現像されたトナー画像は
静電式及び機械的力によって電荷保持表面に保持され
る。（コピー用紙のような）最終媒体は表面と密接され
て、両者の間にトナーをサンドイッチする。コロトロン
のような静電式転写帯電装置はトナー画像を用紙に吸着
するために用紙の裏側に電荷を供給する。
【０００４】残念ながら用紙と電荷保持表面との間の境
面は必ずしも最適ではない。特に熱及び圧力式定着の双
方又は一方のような定着工程を既に通過した用紙又はミ
シン目入り用紙、又は電荷保持表面と不完全にしか接触
しない用紙のような平坦ではない用紙の場合は、用紙と
電荷保持表面との間の接触は不均一になり、接触しない
間隙が生ずる。トナーはこれらの間隙には転写されない
傾向がある。その結果、転写不良(transfer deletion)
と言われるコピー品質の欠陥が生ずる。
【０００５】転写不良の問題は用紙を電荷保持表面と完
全に密着して接触させる機械的装置では不十分にしか解
決できてこなかった。用紙の裏側を掃引する羽根構造が
提案されているが、複写の休止期間中に羽根が電荷保持
表面と離されず、又は頻繁に清掃されないとトナーが集
積する傾向がある。静電式転写用帯電装置が用紙と電荷
保持表面との接触を保持するバイアスを加えたロール部
材であるバイアス・ロール転写装置も提案されている。
しかし、この場合もロールを清掃しなければならない。
いずれの機構もコストと機械的な複雑さが増大する。
【０００６】表面の音響による動揺又は振動が表面から
のトナーの剥離を促進できることは公知である。マーレ
ット(Maret) の米国特許第４，１１１，５４６号明細書
はトナーを剥離するために清掃ステーションの撮像表面
に連結された振動部材によって撮像表面に高周波振動エ
ネルギを付与することによって清掃を促進することを提
案している。そこに記載されている振動部材は約２０キ
ロヘルツの範囲の周波数で圧電変換器（圧電素子）によ
り励振されるホーン機構である。トリマー (Trimmer)ら
の米国特許第３，６５３，７５８号明細書は非接触転写
式の静電式印刷装置でのトナー撮像表面から媒体への転
写は転写ステーションで撮像表面の裏側に振動エネルギ
を付与することにによって促進されることを示唆してい
る。日本の特願昭第６２−１９５６８５号は印刷装置に
おける画像的に放電された光導電トナーのトナー保持表
面から媒体への転写はトナー保持表面の裏側に振動エネ
ルギを付与することによって促進できることを示唆して
いる。サトウらの米国特許第３，８５４，９７４号明細
書は圧力接触表面への転写と同時に振動させることを開
示している。しかし、この特許はコロトロン転写と関連
する転写不良の問題を解決するものではない。
【０００７】他の部材に振動エネルギを付与する共振子
は公知であり、例えばホルツジュニア(Holze, Jr) の米
国特許第４，３６３，９９２号明細書は振動エネルギを
供給する圧電変換器と連結され、ホーンの尖端に沿った
不均一な応答を改良するためにホーンの一部を貫いたス
ロットを有する共振子用のホーンを開示している。
【０００８】〔発明の概要〕 本発明に従って、後のトナー除去を促進するために電荷
保持表面からトナー画像を機械的に剥離するために、電
子写真装置の電荷保持表面に振動エネルギを付与する共
振子を確実に連結するための装置が提供される。
【０００９】本発明の一側面に従って、本発明で使用さ
れる形式の電子写真装置は保持表面上に潜像を作成し、
トナーで現像し、電荷保持表面から用紙へとトナーを静
電式に転写するために転写ステーションで用紙又はその
他の転写媒体を電荷保持表面と密着させる一連の処理ス
テーションを経てエンドレス経路に沿って駆動される、
電荷保持表面を有する非剛性部材を備えている。転写ス
テーションでは、非剛性部材に均一に振動エネルギを付
与するために、振動エネルギを生成するのに適した共振
子が非剛性部材の裏側に線接触するように配列されてい
る。共振子は振動部材を含み、これに真空生成素子と密
閉機構が取り付けられる。振動エネルギが電荷保持表面
に付与される際に、電荷保持表面の共振子の接点で真空
生成素子によって真空が付与され、表面を振動部材及び
密閉機構と密着するように引き込むようにされる。本発
明は機械的、静電的又は電気機械的な清掃の前にトナー
を機械的に剥離することによって転写後に残る残留トナ
ーを除去し易くする清掃ステーションにも同様に利用で
きる。
【００１０】電荷保持表面に振動を付与するため、共振
子の接触尖端はエネルギを均一かつ効率よく伝動できる
方法でベルトと連結されなければならない。尖端はベル
トと押さえ又は浸透接触させて、尖端の運動によってベ
ルトに振動運動が伝達される。しかし、この方法の浸透
では接点に傾斜角が生ずる。特に硬い用紙の場合は、こ
のような角度によって用紙の後端が持ち上がる傾向があ
る。本発明は接触領域を周囲領域に対して比較的平坦に
保ちつつ、共振子尖端と電荷保持表面とを確実に密着さ
せることによりこの問題を回避する。
【００１１】本発明の別の側面に従って、密閉機構は接
触領域の外部で電荷保持表面に沿って伝播する振動を制
動し、振動をシステムの残りの部分から遮断する機能を
果たす。
【００１２】本発明の上記の、及びその他の側面は添付
図面を参照しつつ本発明の好ましい実施例の以下の詳細
な説明を読むことによって明確にされよう。図１は、本
発明を組み入れた電子写真式複写機の概略立面図であ
る。 図２は、転写ステーション及びこれと連結された本発明
の超音波転写促進装置の概略図である。 図３は、超音波共振子を転写ステーションの環境におけ
る撮像表面に連結する機構の概略図である。 図４，５，６は、本発明に従った真空結合アセンブリの
横断面図である。 図７Ａ，Ｂは、本発明と共に使用するのに適した２種類
のホーンの横断面図である。 図８Ａ，Ｂは、それぞれ、共振子と、選択された周波数
での尖端に渡る共振子応答のグラフである。 図９Ａ，Ｂは、それぞれ、異なる共振子と、選択された
周波数での尖端に渡る共振子応答のグラフである。 図１０Ａ，Ｂは、それぞれ、別の異なる共振子と、選択
された周波数での尖端に渡る共振子応答のグラフであ
る。 図１１Ａ，Ｂは、それぞれ、更に異なる共振子と、選択
された周波数での尖端に渡る共振子応答のグラフであ
る。 図１２Ａ，Ｂは、それぞれ、更に異なる共振子と、選択
された周波数での尖端に渡る共振子応答のグラフであ
る。 図１３，１４は、それぞれ、単一の周波数で励振された
場合と、複数の周波数範囲に渡って励振された場合の共
振子の応答を示すグラフである。 図１５Ａ，Ｂは、それぞれ、共振子と電圧励振機構、及
び各セグメントが共通電圧で励振された場合と、別個の
選択された電圧で励振された場合の応答を比較したグラ
フである。
【００１３】さて図面を参照すると、図面は本発明の好
ましい実施例を説明するためであり、これを限定するも
のではない。先ず、図１に示した複写機で使用される種
々の処理ステーションを簡単に説明する。電子的に記憶
された原本から電子写真式に印刷するために種々の処理
装置を好適に利用できることは自明であろう。
【００１４】本発明を好適に利用できる複写機は感光ベ
ルト１０を使用している。ベルト１０は矢印１２の方向
に移動し、その移動経路の周囲に配設された種々の処理
ステーションを順次通過してベルトを連続する部分を前
進させる。
【００１５】ベルト１０は剥離ローラ１４と、引っ張り
ローラ１６と、遊びローラ１８と駆動ローラ２０に巻き
込まれる。駆動ローラ２０はベルト駆動のような適宜の
手段によってモータ（図示せず）に連結されている。
【００１６】ベルト１０は所望のばね力でベルト１０に
対して引っ張りローラ１６を弾力的に押圧する一対のば
ね（図示せず）によって張った状態に保持される。剥離
ローラ１８と引っ張りローラ１６の双方とも回転自在に
実装されている。これらのローラはベルト１０が矢印１
６の方向に移動すると自由に回転する遊びローラであ
る。
【００１７】図１を引き続き参照すると、先ずベルト部
１０が帯電ステーションＡを通過する。帯電ステーショ
ンＡでは、一対のコロナ発生装置２２と２４とが感光ベ
ルト１０を比較的高い、ほぼ均一な負電位へと帯電す
る。
【００１８】露出ステーションＢでは、原文書が閃光ラ
ンプ３２で照射されるために透明プラテン３０上に表を
下にして載置される。原文書から反射する光線はレンズ
３４を介して反射され、感光ベルト１０の帯電部分へと
投影されて、ベルト上の電荷を選択的に消散させる。そ
れによって原文書に含まれる情報領域に対応する静電潜
像をベルト上に記録する。
【００１９】その後、ベルト１０は静電潜像を現像ステ
ーションＣへと前進させる。現像ステーションＣでは、
現像装置３８が単色又は複数のカラー又は混合現像剤
（すなわちトナー及び担体粒子）を供給して静電潜像と
接触させる。潜像は担体粒子からトナー粒子を引き込ん
で、感光ベルト１０上にトナー画像を形成する。ここで
述べるトナーとは微細に細分化された乾燥インク及び液
体中のトナー懸濁液のことである。
【００２０】次にベルト１０は現像された潜像を転写ス
テーションＤへと前進させる。転写ステーションＤで
は、コピー用紙のような記録媒体がベルト１０上の現像
された潜像と接触するように移送される。最初に、感光
ベルト１０とその上のトナー画像の間の吸引力を低下さ
せるために、ベルト１０上の潜像はランプ（図示せず）
からの転写前光線に露出される。次ぎに、コロナ発生装
置４０がコピー用紙を適宜の電位まで帯電し、それによ
ってコピー用紙は感光ベルト１０に付着し、トナー画像
が感光ベルト１０から用紙に吸着される。転写後、コロ
ナ発生器４２がコピー用紙を反対の極性で帯電してコピ
ー用紙とベルト１０とを離脱させ、そこで用紙は剥離ロ
ーラ１４にてベルト１０から剥離される。記録媒体は最
終的な記録媒体に転写するための後続の転写ステーショ
ンにトナー画像を搬送する中間表面もしくは媒体でもよ
い。これらの表面も電荷保持特性を有している。
【００２１】記録媒体の用紙は異なる量、サイズ及び形
式の記録媒体を保持できる供給トレイ５０，５２から転
写ステーションＤに前進される。用紙はコンベヤ５６と
ローラ５８によって転写ステーションＤに前進される。
転写後、用紙を定着ステーションＥへと前進させるコン
ベヤ６２まで用紙は矢印６０の方向に移動し続けられ
る。
【００２２】定着ステーションＥは参照符号７０で総称
される定着アセンブリを備えており、これは転写された
トナー画像を用紙に永久的に定着させる。定着アセンブ
リ７０は定着ローラ７２と接触するトナー画像を帯びた
バックアップ・ローラ７４と圧着するようにされた加熱
定着ローラ７２を備えていることが好ましい。このよう
にしてトナー画像は用紙に永久的に定着される。
【００２３】定着後、溶解画像を帯びたコピー用紙はデ
カーラ７６へと向けられる。シュート７８は前進する用
紙をデカーラ７６からキャッチ・トレイ８０、もしくは
接着、綴じ、装丁等、及びオペレータによる機械からの
取り出し用の仕上げステーションへと案内する。あるい
は、用紙は両面複写用ゲート９２から両面複写用トレイ
へと前進され、そこから裏面のコピーのためにプロセッ
サ及びコンベヤ５６に戻されてもよい。
【００２４】残留トナー及び汚染物（以後トナーと総
称）をコロナに露出して、清掃ステーションＦでの除去
をより効率的にするために電荷分布を狭くするための清
掃前コロナ発生装置９４が備えられる。転写後に感光ベ
ルト１０上に残った残留トナーを幾つかの公知の再生機
構のいずれか及び後述の再生機構によって再生し、現像
ステーションＣに戻すようにされるが、非再生式の構造
を選択してもよい。
【００２５】前述のように、本発明に従った複写機は、
幾つかの公知の装置のいずれでもよい。本発明には影響
せずに特定の処理、用紙処理及び制御機構の変形も可能
である。
【００２６】図２を参照すると、トナー剥離を促進する
基本原理が図示されており、２０ＫＨｚないし２００Ｋ
Ｈｚの周波数ｆで動作する交流電源１０２により励振さ
れる比較的高周波の音響又は超音波共振子１００が、ベ
ルトが転写ステーションＤを通過する位置と密接した位
置で、ベルト１０の内部又は裏側と共振関係になるよう
に配設されている。ベルト１０の振動によってベルト１
０上で画像的な構成で現像されたトナーを動揺させて、
トナーをベルト１０から機械的に剥離し、用紙とベルト
１０との不完全な接触により間隙が生じてもトナーが転
写段階で用紙に静電式に吸着されるようにされる。更
に、この構成によって、通常使用されているよりも低い
転写フィールドで転写効率が高まると考えられる。低い
転写フィールドが望ましい理由は、気泡の破壊（画質の
劣化のもう一つの原因）が軽減されるからである。用紙
とベルト１０の接触が最適である領域でもトナーの転写
効率の向上が予期され、その結果トナーの使用効率が高
まり、清掃システムＦへの負荷が低くなる。好ましい構
成では、共振子１００はベルト１０と平行で、ベルトの
移動方向１２に対して横向きの振動表面を設けて配設さ
れ、その長さはベルト幅とほぼ同一である。ここに述べ
るベルトは共振子の振動運動を追跡できる程度に非剛
性、すなわちやや可撓性の特性を有している。
【００２７】本発明に従って、図３に示すように、振動
エネルギを共振子１００から感光ベルト１０へと伝達す
るための連結機構を備えるため、共振子は真空ボックス
機構１６０と真空供給管１６２（真空源は図示せず）と
連結されて、感光ベルトの垂直面を浸透することなく共
振子１００と感光ベルト１０とを接触させるように構成
することができる。
【００２８】図４を参照すると、共振子１００は共に後
板１５４上に支持された圧電変換器１５０とホーン１５
２とから成っている。ホーン１５２はプラットフォーム
部１５６と、ホーン尖端１５８と、ベルト１０と接触し
て共振子の音響エネルギをベルトに付与する接触尖端１
５９とを備えている。接着性のエポキシ及び導電メッシ
ュ相を使用してアセンブリの素子を結合してもよく、そ
の場合は後板又はボルトは必要なくなる。後板がなくな
ると共振子の構造に必要な許容差を縮小でき、それによ
って特に圧電素子の厚さの許容差を大きくすることがで
きる。
【００２９】図４は図１に示した機械の感光ベルトの裏
側と結合接触するように構成されたアセンブリを示して
おり、これは、スペースの問題を少なからず提示してい
る。このスペースの問題というのは、図１に示されてい
るように、感光ベルトによって区画された内部領域は、
特別の装置を取り付けるにはほんの限られたスペースし
かなく、前記の振動部材や結合機構を配置するために許
されるのは、転写ゾーンにおける感光ベルトの背面のご
く限られたスペースしかないということである。そこ
で、このアセンブリはコンパクトでなければならない。
従って、ホーン尖端１５８は基本的に気密の真空ボック
ス１６０を貫いて延び、この真空ボックスは真空ボック
ス１６０の上流及び下流の壁１６４，１６６の各々の長
手方向に沿った単一又は複数の箇所に形成された出口１
６２を経て隔膜ポンプ又は送風機（図示せず）のような
真空源と連通されている。壁１６４と１６６はホーン尖
端１５８とほぼ平行であり、接触尖端１５９とほぼ共通
の面に延び、そこで接触尖端が感光ベルトと接触する感
光ベルト１０の近傍の真空ボックス１６０の開口部を互
いに形成する。真空ボックスは何れかの端（機械の駆動
側及び反駆動側）で密閉され（図示せず）、実装ブロッ
クは壁１６４，１６６に連結されている。ホーン尖端１
５８が真空ボックス１６０に入る入口はエラストマ密閉
部材１６１によって密閉され、この密閉部材は更にホー
ン尖端１５８の振動を真空ボックス１６０の壁１６４と
１６６から遮断する機能も果たす。真空が出口１６２を
経て真空ボックス１６０に付与されると、ベルト１０は
引き込まれて壁１６４と１６６及びホーン尖端１５８と
接触するので、ホーン尖端１５８は共振子の音響エネル
ギをベルト１０に付与する。好ましいことには、真空ボ
ックス１６０の壁１６４又は１６６も振動が必要である
領域の外側でのベルトの振動を制動する傾向があるの
で、振動は用紙の吸着又は離脱プロセスの力学を妨害し
たり、現像された画像の完全性を損なうことがない。
【００３０】図５は共振子を感光ベルト１０の裏側に接
合する同様の実施例を示しているが、ボックス壁１６４
ａ及び１６６ｂ及びホーン尖端１５８が感光ベルト１０
の表面とほぼ垂直になるように構成されている。更に、
真空ボックス１６０ａを共振子１００に連結するために
共振子１００に取り付けたブラケット１７２と連結する
一組のファスナ１７０が使用されている。
【００３１】図６は共振子を感光ベルト１０の裏側に結
合するための本発明の更に別の実施例を示しているが、
単一のボックス壁１６４ｃしか有していない。従って、
ホーン尖端１５８とボックス壁１６４ｃの間には真空が
生成される。
【００３２】高周波の音響又は超音波エネルギのベルト
１０への付与は転写フィールドの供給領域内で行われ、
好ましくは転写用コロトロン４０の下の領域で行われ
る。転写フィールド全体に高周波の音響又は超音波エネ
ルギを付与することによって転写効率が高まると考えら
れるが、共振子１００を配置する最適な位置を決定する
際に留意すべき点は、転写効率の向上は少なくても部分
的にはホーン尖端１５８の速度の関数であることであ
る。尖端速度が上昇すると、共振子の望ましい位置は転
写コロトロンの中心線のほぼ反対側になると考えられ
る。この位置では、最適な転写効率は３００〜５００mm
／秒の尖端速度で達成された。０mm／秒ないし４５mm／
秒の極めて低い尖端速度の場合は、変換器の位置は転写
効率にそれほど影響を及ぼさない。振動エネルギの付与
には制約があるので、振動は転写フィールドの外部では
生じないことが好ましい。転写フィールドの外部に振動
エネルギが加わるとトナーがより強く表面に静電的に付
着するので、後の転写又は清掃時に問題が生ずる。
【００３３】ホーンの形状は少なくとも２つが考えられ
た。図７Ａを参照すると、ホーンの断面はほぼ長方形の
ベース１５６とほぼ三角形の尖端部１５８とを有する台
形であり、三角形部のベースは前記ベース１５６とほぼ
同じサイズである。あるいは、図７Ｂに示すように、ホ
ーンの断面はいわゆる段付きの形状でもよく、ほぼ長方
形のベース部１５６’と段付きのホーン尖端１５８’を
有している。台形のホーンは励振の固有周波数が高いも
のと考えられ、一方、段付きのホーンは振動の振幅が高
い。ホーンの高さＨは周波数及び振幅応答に影響を及ぼ
し、尖端からベースまでの高さが低いと周波数が高くな
り、振動の振幅はやや大きくなる。望ましくはホーンの
高さＨは約１ないし１．５インチ（２．５４ないし３．
８１cm) であるが、それ以上でも以下でも構わない。ベ
ース幅ＷB と尖端幅ＷT との比率も振幅及び周波数応答
に影響を及ぼし、比率が高いと周波数が高くなり、振動
のい振幅はやや大きくなる。ＷB とＷT の比率は約３：
１ないし約６．５：１であることが望ましい。ベルト１
０に渡るホーンの長さＬも振動の均一性に影響を及ぼ
し、ホーンが長いと応答の均一性は低くなる。ホーンの
好ましい材料はアルミニウムである。ベルニトロン社
（オハイオ州ベッドフォード）からＰＺＴの商標で市販
されているジルコン酸塩鉛−チタン酸塩鉛成分を含む好
ましい圧電材料は高いＤ33の値を有している。変位定数
は代表的には４００〜５００ｍ×10-12 ／ｖである。本
発明を明確に支援する他の振動エネルギもあり、それに
は磁わい及び電動システムが含まれるが、これらに限定
されるものではない。
【００３４】ホーン１５２の長さＬに渡る構造を考慮す
るに際して幾つかの点に留意しなければならない。ホー
ンはその長手方向に渡って均一な応答を有することが極
めて必要であり、そうでないと不均一な転写特性が生じ
てしまう。更に製造及び利用上の必要からホーンは一体
構造であることが極めて望ましい。図８Ａに示すように
ホーン１５２が連続する圧電変換器１５０と、連続する
後板１５４上に支持された組合せを有する長手方向に連
続した部材である場合は、この組合せは構造上の簡単さ
の点で好ましい構造になる。しかし、６２．６ＫＨｚの
周波数で励振された場合に約０．０３ｉｎ／秒／ｖない
し０．２８ｉｎ／秒／ｖ（０．０７６ｃｍ／秒／ｖない
し０．７１ｃｍ／秒／ｖ）まで変動するホーン尖端に沿
ったポイント１〜１９の配列での速度応答を図示した図
８Ｂに示すように、この場合はホーンの接触尖端１５９
の振動特性が変動する傾向がある。更に留意すべき点
は、装置が最大の尖端速度を発生するホーン尖端に沿っ
た位置により振動の態様が異なることにより振動の固有
周波数が異なってくることである。
【００３５】ホーン１５２が区分化されると、各々のホ
ーン・セグメントは別個のホーンとして作用する傾向が
ある。図９Ａ及び１０Ａに示すように、２種類のホーン
区分化を利用することができる。図９Ａでは、部分的な
ホーン区分化が示され、この場合はホーン１５２の尖端
部１５８ａは撮像表面に対して垂直に、かつ撮像表面の
移動方向とほぼ平行に切断され、一方、圧電変換器１５
０と後板１５４は連続した状態に保持されている。ホー
ン・セグメント１〜１９の配列を作成するこのような構
成によって図９Ｂに示すようにホーンの接触尖端１５９
に沿った応答が向上する。図９Ｂには６１．１ＫＨｚの
周波数で励振された場合に約０．１８ｉｎ／秒／ｖない
し０．４１ｉｎ／秒／ｖ（０．４６ｃｍ／秒／ｖないし
１．０４ｃｍ／秒／ｖ）まで変動するホーン尖端に沿っ
たホーン・セグメント１〜１９の配列に沿った速度応答
を図示している。応答は尖端に沿ってより均一になる
が、依然として交差結合が見られる。区分化されないホ
ーン尖端よりも区分化されたホーン尖端に沿った場合の
ほうが速度応答は大きいことが認められ、これは望まし
い結果である。セグメントの正確な数は本実施例で図示
し、説明している１９個とは大幅に異なってもよいこと
が理解されよう。任意のセグメントの長さＬS はホーン
の高さＨに従って選択されたものであり、ＨとＬS の比
率は１：１以上の範囲であり、好ましくは３：１であ
る。
【００３６】図１０Ａではホーンの完全な区分化が示さ
れており、ホーン１５２は撮像表面の平面に対して垂直
に、かつ撮像表面の進行方向に対してほぼ平行に切断さ
れており、又、ホーンの接触尖端１５９ａを貫いて切断
されているが、プラットフォーム部１５６は連続状態が
保たれている。ホーンが尖端を貫いて区分化され、開放
端を有するスロットが形成されると、各セグメントは応
答に関してある程度別個に作用する。ホーンの尖端に沿
ったホーン・セグメント１〜１９の配列に沿った速度応
答を示した図１０Ｂに示すように、６１．１ＫＨｚの周
波数で励振されると、速度応答は約０．１１ｉｎ／秒／
ｖないし０．４１ｉｎ／秒／ｖ（０．２８ｃｍ／秒／ｖ
ないし０．９７ｃｍ／秒／ｖ）まで変動し、尖端に渡る
応答はより均一になるが、依然としてホーンの尖端に渡
る交差結合による振動の変動が見られる。区分化されな
いホーン尖端よりも区分化されたホーン尖端に沿った場
合のほうが速度応答は大きいことが認められ、これは望
ましい結果である。曲線全体は、特にセグメントの配列
に沿った隣接するセグメント間ではより均一な応答を示
している。
【００３７】図１１Ａには完全に区分化されたホーン１
５２が図示されており、ホーンの接触尖端１５９ａと尖
端部１５８ｂを貫いて切断されており、プラットフォー
ム１５６と圧電素子１５０は連続状態が保たれ、後板１
５４ａは区分化されている。ホーン尖端に沿ったホーン
・セグメント１〜１９の配列に沿った速度応答を図示し
た図１１Ｂに示されているように、６１．３ＫＨｚの周
波数で励振されると、約０．０９ｉｎ／秒／ｖないし
０．３８ｉｎ／秒／ｖ（０．２３ｃｍ／秒／ｖないし
０．９７ｃｍ／秒／ｖ）まで変動する速度応答は依然と
してホーンの尖端の交差結合による変動をを示してい
る。区分化されないホーン尖端よりも区分化されたホー
ン尖端に沿った場合のほうが速度応答は大きいことが認
められ、これは望ましい結果である。曲線全体は、特に
セグメントの配列に沿った隣接するセグメント間では優
れて良好な応答を示している。
【００３８】図１２Ａには完全に区分化されたホーン１
５２が図示されており、ホーンの接触尖端１５９ａと尖
端部１５８ｂを貫いて切断されており、プラットフォー
ム１５６連続状態が保たれ、圧電素子１５０ａと後板１
５４ａは区分化されている。図１２Ｂに示すように、後
板が区分化されていない場合よりもセグメント間の応答
は小さいものの、全体としてはより均一な応答が認めら
れる。各セグメントは応答に関して完全に別個に作用す
る。隣接するセグメント間の高度の均一性が認められ
る。
【００３９】前述の共振子構造は全て後板を有している
が、交差結合を制限する区分化の原理は後板のない構造
にも適用できる。
【００４０】図２を参照すると、交流電源１０２がホー
ン１６０の固有励振周波数に基づいて選択された周波数
で圧電変換器１５０を励振する。しかし、共振子１００
のホーンは最適な尖端運動の性能ではなく、電子写真装
置内のスペースを考慮して設計されてもよい。更に、図
１０Ａ、１１Ａ及び１２Ａで提案されているようにホー
ンが横に区分化されている場合は、セグメントは各々が
共通の均一な応答ではなく別個の応答を有する複数子の
ホーンとして動作する。ホーン尖端の速度は最適なトナ
ー剥離の為には最高にすることが望ましいが、励振周波
数は装置の固有励振周波数により変動するので、尖端の
速度応答は急激に下降する。図１３は不均一性の影響を
示しており、ホーンが５９．０ＫＨｚで励振された場合
の、区分化されたホーンのサンプルに沿ったmm／秒単位
の尖端速度と位置の相関を示している。この例は尖端速
度が励振周波数でサンプルのホーンに沿って１００mm／
秒未満から１０００mm／秒以上まで変化することを示し
ている。従って、図１４は交流電源１０２がホーン・セ
グメントの予測される固有励振周波数に基づいて選択さ
れた周波数範囲で圧電変換器１５０を励振した結果を示
している。圧電変換器は全てのホーン・セグメントの平
均周波数を中心に５８ＫＨｚから６１ＫＨｚに至る３Ｋ
Ｈｚ幅の周波数範囲に渡って掃引正弦波で励振された。
図１５Ｂは２００mm／秒未満から約６００mm／秒までし
か変動しない、向上した応答の均一性を示している。
【００４１】所望の周波数掃引期間、すなわち掃引／秒
は感光ベルトの速度に基づいており、感光ベルトに沿っ
た各ポイントが最高の尖端速度を有するように選択さ
れ、トナー転写を補助するのに充分な振動量を付与され
る。少なくとも３種類の周波数帯域励振方法を利用する
ことができる。すなわち、周波数帯域内の全ての周波数
を不規則に連続的に励振する周波数帯域により限定され
た不規則な励振方法と、所定の帯域を有する別個のホー
ンの個々の共振の全てを同時に励振する方法と、単一の
正弦波励振が所定の周波数帯域に渡って掃引される掃引
正弦波励振方法である。勿論、正弦波以外の他の多くの
波形を利用してもよい。これらの方法によって、単一
の、すなわち同一の膨張モードを全てのホーンについて
得ることができる。
【００４２】その他の共振子応答曲線９Ｂ〜１２Ｂと同
様に図１３及び１４から、装置の連続的な機械的性質の
結果、区分化されたホーン・セグメントの応答がホーン
の縁部で下降する傾向が認められる。しかし、撮像表面
の幅に渡って配置された装置全体に沿った均一な応答が
必要である。縁部の逃げ作用を補整するため、共振子の
圧電変換器素子は各々が少なくとも一つのホーン・セグ
メントと連結され、少なくとも縁部の素子には別個の励
振信号を供給される一連の素子に区分化されることがで
きる。図１５Ａに示すように、図１２Ａの共振子には縁
部の逃げ作用を補整するため、共振子の圧電変換器素子
は各々が少なくとも一つのホーン・セグメントと連結さ
れ、少なくとも縁部の素子には別個の励振信号を供給さ
れる一連の素子に区分化された別の励振機構を備えるこ
とができる。図１５Ｂに示すように、一連の１９個の対
応する圧電素子とホーンが測定目的で使用されている可
能な一実施例では、図１５Ａに示すように曲線Ａは各圧
電変換器素子１ないし１９に１．０ボルトが印加された
装置の応答を示し、曲線Ｂは圧電変換器素子３ないし１
７に１．０ボルトが印加され、圧電変換器素子２及び１
８に１．５ボルトが印加され、圧電変換器素子１及び１
９に３．０ボルトが印加された装置の応答を示してい
る。その結果、曲線Ｂは曲線Ａよりも大幅に平坦であ
り、応答はより均一である。印加された各信号は同相で
あり、説明している機構では共振子に渡って対称の応答
を達成するため対称である。勿論、各ホーン・セグメン
ト毎に圧電素子を備えるのではなく、同じ効果を得るた
めに最も外側のホーン・セグメント用に別個の圧電素子
を備え、共振子の中心領域には連続した素子を備えるこ
ともできよう。
【００４３】再度図１を参照すると、本発明の共振子と
真空結合機構を僅かに変更して清掃ステーションにも同
様に利用できることは明確である。従って、図１に示す
ように、共振子と真空結合機構２００は清掃前にトナー
を表面から機械的に剥離するために清掃ステーションＦ
と密接して配設することができる。更に、清掃前の電荷
の水平化と同時に振動エネルギを付与することによって
清掃前処理の改善が見られるものと考えられる。本発明
はこの用途にも等しく利用できる。
【００４４】可撓部材からトナーを剥離するために振動
エネルギを可撓部材と結合する手段として、説明してき
た共振子は電子写真装置では多くの用途がある。用途の
一例は潜像に対して現像する位置に配置されたトナーを
帯びたドナー・ベルトからトナーを剥離させる場合であ
る。ドナー・ベルトの表面からのトナーの機械的剥離及
び画像へのトナーの静電式吸着によって現像の促進が認
められる。
【００４５】これまで本発明を好ましい実施例に基づい
て説明してきた。図面を参照しつつ本明細書を理解する
ことによって明らかに修正が可能である。本実施例は例
示目的であるに過ぎず、専門家には特許請求項に包含さ
れた本発明の教示から種々の代案、修正、変更及び改良
が可能であろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を組み入れた電子写真式複写機の概略
立面図である。
【図２】 転写ステーション及びこれと連結された本発
明の超音波転写促進装置の概略図である。
【図３】 超音波共振子を転写ステーションの環境にお
ける撮像表面に連結する機構の概略図である。
【図４】 本発明に従った真空結合アセンブリの横断面
図である。
【図５】 本発明に従った真空結合アセンブリの横断面
図である。
【図６】 本発明に従った真空結合アセンブリの横断面
図である。
【図７】 Ａ，Ｂは本発明と共に使用するのに適した２
種類のホーンの横断面図である。
【図８】 Ａ，Ｂはそれぞれ、共振子と、選択された周
波数での尖端に渡る共振子応答のグラフである。
【図９】 Ａ，Ｂはそれぞれ、異なる共振子と、選択さ
れた周波数での尖端に渡る共振子応答のグラフである。
【図１０】 Ａ，Ｂはそれぞれ、別の異なる共振子と、
選択された周波数での尖端に渡る共振子応答のグラフで
ある。
【図１１】 Ａ，Ｂはそれぞれ、更に異なる共振子と、
選択された周波数での尖端に渡る共振子応答のグラフで
ある。
【図１２】 Ａ，Ｂはそれぞれ、更に異なる共振子と、
選択された周波数での尖端に渡る共振子応答のグラフで
ある。
【図１３】 単一の周波数で励振された場合と、複数の
周波数範囲に渡って励振された場合の共振子の応答を示
すグラフである。
【図１４】 単一の周波数で励振された場合と、複数の
周波数範囲に渡って励振された場合の共振子の応答を示
すグラフである。
【図１５】 Ａ，Ｂはそれぞれ、共振子と電圧励振機
構、及び各セグメントが共通電圧で励振された場合と、
別個の選択された電圧で励振された場合の応答を比較し
たグラフである。
【符号の説明】
１０ ベルト、１２ 矢印、１４ 剥離ローラ、１６
引っ張りローラ、１８剥離ローラ、２０ 駆動ローラ、
２２ コロナ発生装置、２４ コロナ発生装置、３０
透明プラテン、３２ 閃光ランプ、３４ レンズ、３８
現像装置、４０コロナ発生装置、４２ コロナ発生装
置、５０ 供給トレイ、５２ 供給トレイ、５４ 供給
トレイ、５６ コンベヤ、５８ ローラ、６０ 矢印、
６２コンベヤ、７０ 定着アセンブリ、７２ 定着ロー
ラ、７４ バックアップ・ローラ、７６ デカーラ、７
８ シュート、８０ キャッチ・トレイ、９０ 両面複
写用トレイ、９２ 両面複写用ゲート、９４ コロナ発
生装置、１００ 共振子、１０２ 交流電源、１５０
圧電変換器素子、１５２ ホーン、１５４ 後板、１５
６ プラットフォーム部、１５８ ホーン尖端、１５９
接触尖端、１６０ 真空ボックス、１６２ 出口、１
６４ 壁、１６６ 壁、１７０ ファスナ、１７２ ブ
ラケット、２００ 真空結合機構、Ａ 帯電ステーショ
ン、Ｂ露出ステーション、Ｃ 現像ステーション、Ｄ
転写ステーション、Ｅ 定着ステーション、Ｆ 清掃ス
テーション

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 エンドレスの経路を移動する、電荷保持
    表面を有する非剛性部材と、電荷保持表面上に潜像を作
    成する装置と、潜像をトナーで現像する装置と、現像さ
    れたトナー画像を前記電荷保持表面と接触するようにコ
    ピー用紙に静電式に転写する装置と、前記現像された画
    像の前記コピー用紙への転写を促進する装置とを備え、
    前記転写促進装置が次のものを含む、撮像装置：比較的
    高周波の振動エネルギを生成し、その一部が非剛性部材
    の運動方向に対してほぼ横に非剛性部材と接触するよう
    にされた共振子；真空源；前記共振子をほぼ囲み、前記
    共振子が非剛性部材と接触するための非剛性部材と隣接
    した開口部と、非剛性部材の運動方向に対してほぼ横に
    非剛性部材と接触するようにされた上流及び下流の囲壁
    と、真空ボックスを前記真空源に接続するための出口ポ
    ートとを有する真空ボックス；ほぼ共通の面に延びた前
    記上流及び下流の囲壁および前記共振子；前記真空ボッ
    クスの開口部で非剛性部材を前記共振子へと吸着して前
    記上流及び下流囲壁及び前記共振子と接触させるのに充
    分な力を付与する前記真空源；および、比較的高周波の
    振動エネルギを生成するために共振子を駆動する手段。
JP3159248A 1990-07-02 1991-06-29 可撓性平面部材に振動運動を付与するための真空結合装置 Expired - Fee Related JPH0721679B2 (ja)

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