JPH1130938A - 粒子除去装置 - Google Patents
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- JPH1130938A JPH1130938A JP10123377A JP12337798A JPH1130938A JP H1130938 A JPH1130938 A JP H1130938A JP 10123377 A JP10123377 A JP 10123377A JP 12337798 A JP12337798 A JP 12337798A JP H1130938 A JPH1130938 A JP H1130938A
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- cleaning
- photoreceptor
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- G03G21/0005—Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge for removing solid developer or debris from the electrographic recording medium
- G03G21/0011—Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge for removing solid developer or debris from the electrographic recording medium using a blade; Details of cleaning blades, e.g. blade shape, layer forming
- G03G21/0029—Details relating to the blade support
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- G—PHYSICS
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- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G2221/00—Processes not provided for by group G03G2215/00, e.g. cleaning or residual charge elimination
- G03G2221/0005—Cleaning of residual toner
- G03G2221/0021—Cleaning of residual toner applying vibrations to the electrographic recording medium for assisting the cleaning, e.g. ultrasonic vibration
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Cleaning In Electrography (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 補助的に超音波を用いたクリーニングブレー
ドを提供する。 【解決手段】 表面から粒子を除去するクリーニング装
置は、表面をクリーニングするための自由端と、クリー
ニングを行う際にクリーニング手段を位置決めする固定
端とを有するクリーニングブレードと、該クリーニング
ブレード固定端上に設けられ、ブレードに振動エネルギ
ーを与えて表面の粒子を浮かせ、除去するための超音波
クリーニング補助(UCA)デバイスとを含む。
ドを提供する。 【解決手段】 表面から粒子を除去するクリーニング装
置は、表面をクリーニングするための自由端と、クリー
ニングを行う際にクリーニング手段を位置決めする固定
端とを有するクリーニングブレードと、該クリーニング
ブレード固定端上に設けられ、ブレードに振動エネルギ
ーを与えて表面の粒子を浮かせ、除去するための超音波
クリーニング補助(UCA)デバイスとを含む。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的に静電写真
プリンタ及びコピー機に関し、更に詳細には補助的に超
音波を用いたクリーニングブレードに関する。
プリンタ及びコピー機に関し、更に詳細には補助的に超
音波を用いたクリーニングブレードに関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】クリー
ニングブレードに関する超音波デバイスとしては、超音
波クリーニング補助(UCA)デバイスが受光体の背面
をクリーニングニップの下から直接振動させ、ブレード
のクリーニングエッジを振動させてトナー粒子を受光体
表面から浮き上がらせ、クリーニングブレードが受光体
表面をクリーニングするのを補助するものがあった。し
かしながら、この方法ではブレードの摩擦を減らすため
の「エアベアリング(air bearing) 効果」を生み出すた
めには超音波デバイスの先端をクリーニングエッジのす
ぐ下に位置決めしなくてはならない。又、超音波デバイ
スはベルトモジュールの内部に置かれなくてはならない
ため、ベルトモジュールの小さい印刷機や複写機では使
用できないという欠点がある。更に、ブレード材料が軟
質である場合、超音波エネルギーがブレード内で消散し
クリーニングエッジの振動が弱められるため、クリーニ
ングは十分に行われない。
ニングブレードに関する超音波デバイスとしては、超音
波クリーニング補助(UCA)デバイスが受光体の背面
をクリーニングニップの下から直接振動させ、ブレード
のクリーニングエッジを振動させてトナー粒子を受光体
表面から浮き上がらせ、クリーニングブレードが受光体
表面をクリーニングするのを補助するものがあった。し
かしながら、この方法ではブレードの摩擦を減らすため
の「エアベアリング(air bearing) 効果」を生み出すた
めには超音波デバイスの先端をクリーニングエッジのす
ぐ下に位置決めしなくてはならない。又、超音波デバイ
スはベルトモジュールの内部に置かれなくてはならない
ため、ベルトモジュールの小さい印刷機や複写機では使
用できないという欠点がある。更に、ブレード材料が軟
質である場合、超音波エネルギーがブレード内で消散し
クリーニングエッジの振動が弱められるため、クリーニ
ングは十分に行われない。
【0003】
【課題を解決するための手段】簡潔に述べると、本発明
の一つの態様に従うと、表面から粒子を除去する装置が
提供され、前記装置は、表面から粒子を除去(クリーニ
ング)する手段を含み、前記クリーニング手段が表面を
クリーニングするための自由端と、表面と接触してクリ
ーニングする際に前記クリーニング手段を位置決めする
ための固定端との二つの端部を有し、前記プリント装置
が前記クリーニング手段と連結して固定端上に設けら
れ、前記クリーニング手段に振動エネルギーを与えて表
面の粒子を浮かせ、除去するための振動手段と、を含
む。
の一つの態様に従うと、表面から粒子を除去する装置が
提供され、前記装置は、表面から粒子を除去(クリーニ
ング)する手段を含み、前記クリーニング手段が表面を
クリーニングするための自由端と、表面と接触してクリ
ーニングする際に前記クリーニング手段を位置決めする
ための固定端との二つの端部を有し、前記プリント装置
が前記クリーニング手段と連結して固定端上に設けら
れ、前記クリーニング手段に振動エネルギーを与えて表
面の粒子を浮かせ、除去するための振動手段と、を含
む。
【0004】本発明のもう一つの態様に従うと、表面か
ら粒子を除去する手段を有するプリント装置が提供さ
れ、前記プリント装置は、表面から粒子をクリーニング
する手段を含み、前記クリーニング手段が表面をクリー
ニングするための自由端と、表面と接触して表面をクリ
ーニングする際に前記クリーニング手段を位置決めする
固定端との二つの端部を有し、前記プリント装置が前記
クリーニング手段と連結して固定端上に設けられ、前記
クリーニング手段に振動エネルギーを与えて表面の粒子
を浮かせ、除去するための振動手段を含む。
ら粒子を除去する手段を有するプリント装置が提供さ
れ、前記プリント装置は、表面から粒子をクリーニング
する手段を含み、前記クリーニング手段が表面をクリー
ニングするための自由端と、表面と接触して表面をクリ
ーニングする際に前記クリーニング手段を位置決めする
固定端との二つの端部を有し、前記プリント装置が前記
クリーニング手段と連結して固定端上に設けられ、前記
クリーニング手段に振動エネルギーを与えて表面の粒子
を浮かせ、除去するための振動手段を含む。
【0005】本発明を好ましい実施態様に関連して記述
するが、本発明をその実施態様に限定する意図をもつも
のではないということを理解されたい。逆に、添付の請
求項によって定義される発明の精神及び範囲内に含まれ
る全ての改変、変更、均等物を包含することを意図する
ものである。
するが、本発明をその実施態様に限定する意図をもつも
のではないということを理解されたい。逆に、添付の請
求項によって定義される発明の精神及び範囲内に含まれ
る全ての改変、変更、均等物を包含することを意図する
ものである。
【0006】
【発明の実施の形態】ここで、本発明の好ましい実施態
様を記述する目的であるが、この実施態様に限定するこ
となく、図面を参照しながら、図7に図示された複写装
置に用いられる種々の処理ステーションについて以下に
簡潔に説明する。
様を記述する目的であるが、この実施態様に限定するこ
となく、図面を参照しながら、図7に図示された複写装
置に用いられる種々の処理ステーションについて以下に
簡潔に説明する。
【0007】本発明の利点が見出される複写装置は、光
導電性表面と導電性且つ光透過性の基体とからなる光導
電性ベルト10の形態の電荷保持部材を使用する。光導
電性ベルト10は、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、定
着ステーションE、及びクリーニングステーションFを
通って移動するように取り付けられる。ベルト10は、
矢印16の方向に移動して、その移動経路の回りに配置
された種々の処理ステーションを順次通るようにその連
続部分を前進させる。ベルト10は複数のローラ18、
20、22の回りに巻き掛けられ、ローラ18は受光体
ベルト10に適切なテンションを与えるように用いるこ
とができる。モータ23は、ローラ18を回転させてベ
ルト10を矢印16の方向に前進させる。ローラ20
は、ベルトドライブ等の適切な手段によりモータ23に
連結される。
導電性表面と導電性且つ光透過性の基体とからなる光導
電性ベルト10の形態の電荷保持部材を使用する。光導
電性ベルト10は、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、定
着ステーションE、及びクリーニングステーションFを
通って移動するように取り付けられる。ベルト10は、
矢印16の方向に移動して、その移動経路の回りに配置
された種々の処理ステーションを順次通るようにその連
続部分を前進させる。ベルト10は複数のローラ18、
20、22の回りに巻き掛けられ、ローラ18は受光体
ベルト10に適切なテンションを与えるように用いるこ
とができる。モータ23は、ローラ18を回転させてベ
ルト10を矢印16の方向に前進させる。ローラ20
は、ベルトドライブ等の適切な手段によりモータ23に
連結される。
【0008】図7をさらに参照することによりわかるよ
うに、ベルト10の連続した部分はまず帯電ステーショ
ンAを通過する。帯電ステーションAでは、概括的に参
照番号24で示されるスコロトロン、コロトロン又はジ
コロトロン(dicorotron)等のコロナデバイスがベルト
10を選択的に高く均一の正又は負の電位に帯電させ
る。当該技術でよく知られる任意の適切な制御手段を用
いて、コロナデバイス24を制御することが可能であ
る。
うに、ベルト10の連続した部分はまず帯電ステーショ
ンAを通過する。帯電ステーションAでは、概括的に参
照番号24で示されるスコロトロン、コロトロン又はジ
コロトロン(dicorotron)等のコロナデバイスがベルト
10を選択的に高く均一の正又は負の電位に帯電させ
る。当該技術でよく知られる任意の適切な制御手段を用
いて、コロナデバイス24を制御することが可能であ
る。
【0009】次に、表面の帯電部分は、露光ステーショ
ンBを通るように進められる。露光ステーションBで
は、均一に帯電した受光体又は電荷保持面10がレーザ
ベースの入力及び/又は出力走査デバイス25で露光さ
れることにより、走査デバイス(例えば2レベルのラス
タ出力スキャナ(ROS))からの出力に従って電荷保
持面が放電される。
ンBを通るように進められる。露光ステーションBで
は、均一に帯電した受光体又は電荷保持面10がレーザ
ベースの入力及び/又は出力走査デバイス25で露光さ
れることにより、走査デバイス(例えば2レベルのラス
タ出力スキャナ(ROS))からの出力に従って電荷保
持面が放電される。
【0010】最初に或る電圧に帯電された受光体は、或
る電圧レベルまで暗減衰する。露光ステーションBで露
光されると、受光体は全てのカラーの画像領域に対して
ゼロ又はアース電位近くまで放電される。
る電圧レベルまで暗減衰する。露光ステーションBで露
光されると、受光体は全てのカラーの画像領域に対して
ゼロ又はアース電位近くまで放電される。
【0011】現像ステーションCでは、概括的に参照番
号30で示される現像システムが、現像材料を静電潜像
と接触するように送り込む。現像システム30は、第1
現像装置42、第2現像装置40、第3現像装置34、
及び第4現像装置32を含む(しかし、現像装置の数は
カラーの数によって増減してもよい;即ち、ここでは4
つのカラーについて述べるので4つの現像剤ハウジング
が存在する)。第1現像装置42は、ドナーロール4
7、磁気ローラ48及び現像剤材料46を含むハウジン
グからなる。第2現像装置40は、ドナーロール43、
磁気ローラ44及び現像剤材料45を含むハウジングか
らなる。第3現像装置34は、ドナーロール37、磁気
ローラ38及び現像剤材料39を含むハウジングからな
る。第4現像装置32は、ドナーロール35、磁気ロー
ラ36及び現像剤材料33を含むハウジングからなる。
磁気ローラ36、38、44及び48はそれぞれ、ドナ
ーロール35、37、43及び47上にトナーを広げ
る。ドナーロール35、37、43及び47は次いで、
画像形成面11上にトナーを広げる。なお、現像ハウジ
ング32、34、40、42といかなる次なる現像ハウ
ジングも、前の現像装置により形成された画像を乱さな
いよう、スキャベンジレスでなければならない。全ての
4つのハウジングは、選択されたカラーの現像剤材料3
3、39、45、46を含む。現像剤装置32、34、
40及び42に電気的に接続される電源41を介して電
気的バイアスがかけられる。
号30で示される現像システムが、現像材料を静電潜像
と接触するように送り込む。現像システム30は、第1
現像装置42、第2現像装置40、第3現像装置34、
及び第4現像装置32を含む(しかし、現像装置の数は
カラーの数によって増減してもよい;即ち、ここでは4
つのカラーについて述べるので4つの現像剤ハウジング
が存在する)。第1現像装置42は、ドナーロール4
7、磁気ローラ48及び現像剤材料46を含むハウジン
グからなる。第2現像装置40は、ドナーロール43、
磁気ローラ44及び現像剤材料45を含むハウジングか
らなる。第3現像装置34は、ドナーロール37、磁気
ローラ38及び現像剤材料39を含むハウジングからな
る。第4現像装置32は、ドナーロール35、磁気ロー
ラ36及び現像剤材料33を含むハウジングからなる。
磁気ローラ36、38、44及び48はそれぞれ、ドナ
ーロール35、37、43及び47上にトナーを広げ
る。ドナーロール35、37、43及び47は次いで、
画像形成面11上にトナーを広げる。なお、現像ハウジ
ング32、34、40、42といかなる次なる現像ハウ
ジングも、前の現像装置により形成された画像を乱さな
いよう、スキャベンジレスでなければならない。全ての
4つのハウジングは、選択されたカラーの現像剤材料3
3、39、45、46を含む。現像剤装置32、34、
40及び42に電気的に接続される電源41を介して電
気的バイアスがかけられる。
【0012】基体すなわち支持材料のシート58が供給
トレイ(図示せず)から転写ステーションDに進められ
る。シートは、シートフィーダ(図示せず)によりトレ
イから供給され、コロナ帯電デバイス60を通して転写
ステーションDに進められる。転写の後、シートは矢印
62の方向に移動し続け、定着ステーションEに進む。
トレイ(図示せず)から転写ステーションDに進められ
る。シートは、シートフィーダ(図示せず)によりトレ
イから供給され、コロナ帯電デバイス60を通して転写
ステーションDに進められる。転写の後、シートは矢印
62の方向に移動し続け、定着ステーションEに進む。
【0013】定着ステーションEは、概括的に参照番号
64により示されるフューザアセンブリを含み、フュー
ザアセンブリ64は転写されたトナーパウダ画像をシー
トに永久的に固着させる。好ましくは、定着アセンブリ
64は加熱フューザローラ66を含み、このローラ66
はバックアップローラ68と圧接係合してトナーパウダ
画像と接触するように用いられる。こうしてトナーパウ
ダ画像がシートに永久的に固着される。
64により示されるフューザアセンブリを含み、フュー
ザアセンブリ64は転写されたトナーパウダ画像をシー
トに永久的に固着させる。好ましくは、定着アセンブリ
64は加熱フューザローラ66を含み、このローラ66
はバックアップローラ68と圧接係合してトナーパウダ
画像と接触するように用いられる。こうしてトナーパウ
ダ画像がシートに永久的に固着される。
【0014】定着後、コピーシートは、キャッチトレイ
(図示せず)、又は紙綴じ、ステープリング、丁合い等
のフィニッシング(仕上げ)ステーションに送られ、オ
ペレータにより装置から取り出される。あるいは、シー
トは両面コピートレイ(図示せず)に送られ、そこから
プロセサに戻されて第2の面にコピーが行われる。第2
の面におけるコピーには、先端を後端にする反転と奇数
回のシートの反転が一般に必要である。しかし、追加の
又は第2のカラー情報の形態の上書き情報がシートの第
1の面に必要な場合には、先端〜後端の反転は必要な
い。もちろん、両面又は上書きコピーのためにシートを
手動で送り返すこともできる。各コピーが行われた後に
受光体ベルト10上に残った残留トナー及びデブリス
(屑)は、ブラシ、ブレード又は他のタイプのクリーニ
ングシステム70を用いてクリーニングステーションF
で除去することができる。プレクリーンコロトロン16
1はベルト上でクリーニングシステム70よりも上流に
配置される。
(図示せず)、又は紙綴じ、ステープリング、丁合い等
のフィニッシング(仕上げ)ステーションに送られ、オ
ペレータにより装置から取り出される。あるいは、シー
トは両面コピートレイ(図示せず)に送られ、そこから
プロセサに戻されて第2の面にコピーが行われる。第2
の面におけるコピーには、先端を後端にする反転と奇数
回のシートの反転が一般に必要である。しかし、追加の
又は第2のカラー情報の形態の上書き情報がシートの第
1の面に必要な場合には、先端〜後端の反転は必要な
い。もちろん、両面又は上書きコピーのためにシートを
手動で送り返すこともできる。各コピーが行われた後に
受光体ベルト10上に残った残留トナー及びデブリス
(屑)は、ブラシ、ブレード又は他のタイプのクリーニ
ングシステム70を用いてクリーニングステーションF
で除去することができる。プレクリーンコロトロン16
1はベルト上でクリーニングシステム70よりも上流に
配置される。
【0015】ここで図1を参照すると、クリーニングブ
レードに関する超音波デバイスの従来技術が開示されて
いる。図1では、超音波クリーニング補助(UCA)デ
バイス85が受光体10の背面12をクリーニングニッ
プ95の下から直接振動させ、ブレードがクリーニング
を行う際に、ブレードのクリーニングエッジを振動させ
ることを可能とする。この方法ではブレード90と受光
体10との間に生じる摩擦力は小さい。UCAはトナー
粒子92を受光体表面11から浮き上がらせ、クリーニ
ングブレード90が受光体10からトナー粒子92をク
リーニングするのを補助する。しかしながら、この方法
にはいくつかの欠点がある。第1に、ブレードの摩擦を
50%減少させる「エアベアリング (air bearing)」効
果を働かせ、生み出すためには、超音波デバイス85の
先端はクリーニングエッジのすぐ下に配置されなければ
ならない。第2に、超音波デバイス85はベルトモジュ
ールの内側に配置されなければならない。ベルトモジュ
ールが小さく超音波デバイス85をその内側に配置する
余地がなければ、問題が生じる。第3に、ブレード材料
が、例えば70ショアー硬度以下の硬度をもつウレタン
のように弾性係数の低い、極度に軟質の素材でできてい
る場合などは、振動はブレード材料の中で消散され、ク
リーニングエッジは振動しない。第4に、ブレードがク
リーニングを行うことができるようにするのに高いブレ
ード力が必要とされる場合、この力によっても受光体と
接触しているクリーニングエッジの振動は弱められる。
レードに関する超音波デバイスの従来技術が開示されて
いる。図1では、超音波クリーニング補助(UCA)デ
バイス85が受光体10の背面12をクリーニングニッ
プ95の下から直接振動させ、ブレードがクリーニング
を行う際に、ブレードのクリーニングエッジを振動させ
ることを可能とする。この方法ではブレード90と受光
体10との間に生じる摩擦力は小さい。UCAはトナー
粒子92を受光体表面11から浮き上がらせ、クリーニ
ングブレード90が受光体10からトナー粒子92をク
リーニングするのを補助する。しかしながら、この方法
にはいくつかの欠点がある。第1に、ブレードの摩擦を
50%減少させる「エアベアリング (air bearing)」効
果を働かせ、生み出すためには、超音波デバイス85の
先端はクリーニングエッジのすぐ下に配置されなければ
ならない。第2に、超音波デバイス85はベルトモジュ
ールの内側に配置されなければならない。ベルトモジュ
ールが小さく超音波デバイス85をその内側に配置する
余地がなければ、問題が生じる。第3に、ブレード材料
が、例えば70ショアー硬度以下の硬度をもつウレタン
のように弾性係数の低い、極度に軟質の素材でできてい
る場合などは、振動はブレード材料の中で消散され、ク
リーニングエッジは振動しない。第4に、ブレードがク
リーニングを行うことができるようにするのに高いブレ
ード力が必要とされる場合、この力によっても受光体と
接触しているクリーニングエッジの振動は弱められる。
【0016】本発明は、図1で示されたものと同様の振
動子によってクリーニングブレードを超音波で振動させ
ることによってクリーニング技術を改良することを目的
とするものである。図2は超音波デバイス86をクリー
ニングブレード90の先端に取り付けることによってク
リーニング効果を改良する、本発明の最初の実施態様を
示す。しかしながら、この実施態様においては、ブレー
ド材料が軟質であるため超音波エネルギーが弱まりクリ
ーニング効果は高められない。
動子によってクリーニングブレードを超音波で振動させ
ることによってクリーニング技術を改良することを目的
とするものである。図2は超音波デバイス86をクリー
ニングブレード90の先端に取り付けることによってク
リーニング効果を改良する、本発明の最初の実施態様を
示す。しかしながら、この実施態様においては、ブレー
ド材料が軟質であるため超音波エネルギーが弱まりクリ
ーニング効果は高められない。
【0017】ここで、本発明の好ましい実施態様を示す
図3を参照する。本発明においては、ブレード材料は導
波管84の先端に取り付けられる。導波管は接着層10
3によって圧電振動子102に取付けられる。この実施
態様は、超音波デバイス85がベルト10の下に配置さ
れてブレードエッジを振動させトナーを浮かせていた図
1の従来技術とは異なり、又、超音波デバイス86がブ
レード90のクリーニングエッジに取り付けられている
図2の実施態様とは異なる。図3に示す本発明において
は、クリーニングブレード材料91は導波管84の延長
部分である。導波管84が共鳴振動数で励振されると、
ブレードのクリーニングエッジに最大の振動が与えられ
る。図3に示すように、超音波デバイスの構造はブレー
ド力に付与するように用いられる。クリーニングブレー
ド91と受光体10との間の作用角110は約5度から
約20度の間で変わる。この角度はブレード91の硬度
に応じて設定される。
図3を参照する。本発明においては、ブレード材料は導
波管84の先端に取り付けられる。導波管は接着層10
3によって圧電振動子102に取付けられる。この実施
態様は、超音波デバイス85がベルト10の下に配置さ
れてブレードエッジを振動させトナーを浮かせていた図
1の従来技術とは異なり、又、超音波デバイス86がブ
レード90のクリーニングエッジに取り付けられている
図2の実施態様とは異なる。図3に示す本発明において
は、クリーニングブレード材料91は導波管84の延長
部分である。導波管84が共鳴振動数で励振されると、
ブレードのクリーニングエッジに最大の振動が与えられ
る。図3に示すように、超音波デバイスの構造はブレー
ド力に付与するように用いられる。クリーニングブレー
ド91と受光体10との間の作用角110は約5度から
約20度の間で変わる。この角度はブレード91の硬度
に応じて設定される。
【0018】好ましい実施態様の実験により、超音波デ
バイス84が作動していない場合には、ブレード91は
強いブレード力が与えられたときのみクリーニングを行
うことが明らかとなった。しかしながら、超音波デバイ
ス84が作動すると(即ち、超音波デバイスは動作状態
にある)、必要とされるブレード力はずっと小さいもの
であった。超音波デバイスの振動運動は矢印87で示さ
れている。超音波デバイス84が作動すると、クリーニ
ングブレード91はずっと小さいブレード力で受光体1
0から即座に粒子を除去し始める。実験中に、振動子8
4が作動している時としていない時では存在する摩擦の
大きさが明らかに異なることがわかった。振動子84が
作動している時、クリーニングブレード91と表面11
との間の摩擦の著しい低下が起こった。
バイス84が作動していない場合には、ブレード91は
強いブレード力が与えられたときのみクリーニングを行
うことが明らかとなった。しかしながら、超音波デバイ
ス84が作動すると(即ち、超音波デバイスは動作状態
にある)、必要とされるブレード力はずっと小さいもの
であった。超音波デバイスの振動運動は矢印87で示さ
れている。超音波デバイス84が作動すると、クリーニ
ングブレード91はずっと小さいブレード力で受光体1
0から即座に粒子を除去し始める。実験中に、振動子8
4が作動している時としていない時では存在する摩擦の
大きさが明らかに異なることがわかった。振動子84が
作動している時、クリーニングブレード91と表面11
との間の摩擦の著しい低下が起こった。
【0019】さらに、ウレタンブレード材料の摩擦特性
を評価するために、ブレード摩擦設備を用いて、超音波
ブレードクリーニングについての摩擦の低下についての
測定がなされた。その結果が下の表1に示されている。
を評価するために、ブレード摩擦設備を用いて、超音波
ブレードクリーニングについての摩擦の低下についての
測定がなされた。その結果が下の表1に示されている。
【0020】
【表1】
【0021】これらの結果は、超音波ブレードは鉄やプ
ラスチック等の素材の摩擦を大幅に低下させることを示
している。摩擦係数の低下は、プラスチックブレードよ
りも鉄ブレードに対して大きかった。それは、鉄はプラ
スチックよりも弾性率が高いので、振動エネルギーを伝
達する際の効率がよいためである。
ラスチック等の素材の摩擦を大幅に低下させることを示
している。摩擦係数の低下は、プラスチックブレードよ
りも鉄ブレードに対して大きかった。それは、鉄はプラ
スチックよりも弾性率が高いので、振動エネルギーを伝
達する際の効率がよいためである。
【0022】表1で示される摩擦の測定は、硬度の高い
鉄のブレード材料は試験したプラスチック材料よりもよ
く振動エネルギーを供給することを示している。当初
は、表面に傷をつける可能性があるとして鉄ブレードの
使用には消極的であった。しかしながら、振動する鉄チ
ップは、受光体とぴったりと接触はしないので、鉄ブレ
ードの使用によって受光体に損傷及び/又はかき傷をつ
けることはない。
鉄のブレード材料は試験したプラスチック材料よりもよ
く振動エネルギーを供給することを示している。当初
は、表面に傷をつける可能性があるとして鉄ブレードの
使用には消極的であった。しかしながら、振動する鉄チ
ップは、受光体とぴったりと接触はしないので、鉄ブレ
ードの使用によって受光体に損傷及び/又はかき傷をつ
けることはない。
【0023】受光体の画像形成表面からの、残留トナー
粒子の除去に加えて、添加物によって生成するフィルム
を除去する必要がある。例えばZnSt、SiO2 、T
iO 2 その他のトナー物質から成る軟質のフィルムが画
像形成面上に存在する。これらのフィルムは約1ミクロ
ンの厚さでコピー上の地肌部の濃度(バックグラウン
ド)を増加させる。トナーの添加物のレベルが高くなる
と、これらのフィルムの厚さは大きくなる。25gm/
cmの負荷を与えた鉄の超音波ブレードの実験では、フ
ィルムが付着した受光体は容易にクリーニングされた。
尾引き状のスポット(コメット)やスポットはしばしば
添加物によるフィルムと同じ軟度をもち、同様に本発明
の超音波ブレードによって受光体から除去される。
粒子の除去に加えて、添加物によって生成するフィルム
を除去する必要がある。例えばZnSt、SiO2 、T
iO 2 その他のトナー物質から成る軟質のフィルムが画
像形成面上に存在する。これらのフィルムは約1ミクロ
ンの厚さでコピー上の地肌部の濃度(バックグラウン
ド)を増加させる。トナーの添加物のレベルが高くなる
と、これらのフィルムの厚さは大きくなる。25gm/
cmの負荷を与えた鉄の超音波ブレードの実験では、フ
ィルムが付着した受光体は容易にクリーニングされた。
尾引き状のスポット(コメット)やスポットはしばしば
添加物によるフィルムと同じ軟度をもち、同様に本発明
の超音波ブレードによって受光体から除去される。
【0024】本発明のさらに別の実施態様は、超音波ブ
レードクリーナーのクリーニング性能をさらに改良する
のに用いることが可能な特徴を有している。鉄や導電性
プラスチックのような導電性ブレード材料を用いるとク
リーニングブレードにバイアスをかけることができる。
ブレードにバイアスをかけるには種々の方法がある。第
1に、図4(A)に示すように圧電振動子84を動作さ
せるのに用いられるAC信号は負に帯電したトナー用に
マイナスにオフセットされる(すなわち、バイアスがか
けられる)。この場合、圧電振動子(PZT)102と
クリーニングブレード91との間には導電性がある。導
電性接着層104はPZT102と導波管84との間に
存在する。図4(B)に示す第2の方法では、クリーニ
ングブレード91と導波管84は非導電性接着層105
によってPZT102から絶縁されており、そのため負
のバイアスが導波管84を通ってクリーニングブレード
91に印加される。第3に、クリーニングブレードは導
波管84と絶縁することができ、それによりバイアスが
直接ブレード91に印加される。バイアスを印加するこ
とにより、トナー98とブレードチップとの間に強力な
静電反撥力を生じ、受光体及びクリーニングエッジから
トナーを追い出し、それによってクリーニング効果を高
める。適切なバイアスをかけることにより、このトナー
98は廃棄物回収容器に搬送することができる。ブレー
ドにバイアスをかけることのもう一つの利点はマルチパ
スカラーコピー機において認められる。マルチパスカラ
ーコピー機では、画像形成モードの際にブレード91は
受光体10からカム動作により離間する。ブレード91
が受光体10からカム動作により離間すると、トナー9
8の線が受光体10の上に残される。これはブレード9
1のクリーニングエッジのすぐ前の受光体に付着する残
留トナーである。この残留トナーは、バイアスをかけた
ブレード91によって受光体から除去される。
レードクリーナーのクリーニング性能をさらに改良する
のに用いることが可能な特徴を有している。鉄や導電性
プラスチックのような導電性ブレード材料を用いるとク
リーニングブレードにバイアスをかけることができる。
ブレードにバイアスをかけるには種々の方法がある。第
1に、図4(A)に示すように圧電振動子84を動作さ
せるのに用いられるAC信号は負に帯電したトナー用に
マイナスにオフセットされる(すなわち、バイアスがか
けられる)。この場合、圧電振動子(PZT)102と
クリーニングブレード91との間には導電性がある。導
電性接着層104はPZT102と導波管84との間に
存在する。図4(B)に示す第2の方法では、クリーニ
ングブレード91と導波管84は非導電性接着層105
によってPZT102から絶縁されており、そのため負
のバイアスが導波管84を通ってクリーニングブレード
91に印加される。第3に、クリーニングブレードは導
波管84と絶縁することができ、それによりバイアスが
直接ブレード91に印加される。バイアスを印加するこ
とにより、トナー98とブレードチップとの間に強力な
静電反撥力を生じ、受光体及びクリーニングエッジから
トナーを追い出し、それによってクリーニング効果を高
める。適切なバイアスをかけることにより、このトナー
98は廃棄物回収容器に搬送することができる。ブレー
ドにバイアスをかけることのもう一つの利点はマルチパ
スカラーコピー機において認められる。マルチパスカラ
ーコピー機では、画像形成モードの際にブレード91は
受光体10からカム動作により離間する。ブレード91
が受光体10からカム動作により離間すると、トナー9
8の線が受光体10の上に残される。これはブレード9
1のクリーニングエッジのすぐ前の受光体に付着する残
留トナーである。この残留トナーは、バイアスをかけた
ブレード91によって受光体から除去される。
【0025】ブレードチップ速度が導波管チップ速度と
ほぼ同じであるならば、ブレード材料においてエネルギ
ーの損失はほとんどない。測定したチップの実験結果
が、ブレードのクリーニング性能を試験した際に得られ
た摩擦に関する結果と共に表2に示されている。
ほぼ同じであるならば、ブレード材料においてエネルギ
ーの損失はほとんどない。測定したチップの実験結果
が、ブレードのクリーニング性能を試験した際に得られ
た摩擦に関する結果と共に表2に示されている。
【0026】
【表2】
【0027】表1に示した結果と同様に、ブレード材料
が硬い( 例えば、弾性係数が高い)ほど、チップ速度は
速い。実験ではさらに、より硬度の高い材料を用いれば
エネルギーの損失はほとんどないことが明らかとなっ
た。より硬度の高い材料は、60KHzで動作する装置
において、チップ速度約500mm/秒又はそれ以上で
クリーニングを行う際にも有効である。しかしながら、
標準的なウレタン材料(例えば、軟質ウレタンから70
ショアー硬度のもの)は振動エネルギーを吸収してしま
うため、このエネルギーをブレードチップに伝達するこ
とができない。故に、この用途のウレタン材料は85シ
ョアー硬度以上の硬さが必要である。
が硬い( 例えば、弾性係数が高い)ほど、チップ速度は
速い。実験ではさらに、より硬度の高い材料を用いれば
エネルギーの損失はほとんどないことが明らかとなっ
た。より硬度の高い材料は、60KHzで動作する装置
において、チップ速度約500mm/秒又はそれ以上で
クリーニングを行う際にも有効である。しかしながら、
標準的なウレタン材料(例えば、軟質ウレタンから70
ショアー硬度のもの)は振動エネルギーを吸収してしま
うため、このエネルギーをブレードチップに伝達するこ
とができない。故に、この用途のウレタン材料は85シ
ョアー硬度以上の硬さが必要である。
【0028】本発明の種々のクリーニングの形状につい
て、UCAデバイスの有効性を証明するためドクターモ
ード及びワイプモードで実験的にテストした。ここでワ
イプモードにおけるUCAデバイスブレードを示す図5
を参照する。クリーニングブレード91の、受光体10
に対する作用角110は約70度から約85度である。
ブレード91のクリーニング能力はブレードチップ速度
の関数である。受光体に沿った振動成分は受光体10上
のトナーに定常波パターンを生成する。定常波パターン
で重要なことは、受光体への付着トナーを脱離させ、ト
ナーが除去されるまでの間トナーを一定の攪拌状態に保
つという点である。この効果によりトナー付着が減少
し、トナーが受光体上に再度付着することが防止され
る。ブレードチップの前に延びる定常波パターンの長さ
はブレードチップ速度と振幅に比例する。これは、ブレ
ード材料中のエネルギー損失と、クリーニングエッジが
振動しているか否かについての定性的指標である。例え
ば、軟質ウレタン(例えば70ショアー硬度以下)を用
いると、振動エネルギーはウレタンの中で消失し、クリ
ーニングエッジの振動は低く、定常波パターンは生じな
い。そのため、ブレードクリーンニングに要する摩擦と
力が大きくなる。このクリーニング形態におけるクリー
ニング評価は表3に要約されている。
て、UCAデバイスの有効性を証明するためドクターモ
ード及びワイプモードで実験的にテストした。ここでワ
イプモードにおけるUCAデバイスブレードを示す図5
を参照する。クリーニングブレード91の、受光体10
に対する作用角110は約70度から約85度である。
ブレード91のクリーニング能力はブレードチップ速度
の関数である。受光体に沿った振動成分は受光体10上
のトナーに定常波パターンを生成する。定常波パターン
で重要なことは、受光体への付着トナーを脱離させ、ト
ナーが除去されるまでの間トナーを一定の攪拌状態に保
つという点である。この効果によりトナー付着が減少
し、トナーが受光体上に再度付着することが防止され
る。ブレードチップの前に延びる定常波パターンの長さ
はブレードチップ速度と振幅に比例する。これは、ブレ
ード材料中のエネルギー損失と、クリーニングエッジが
振動しているか否かについての定性的指標である。例え
ば、軟質ウレタン(例えば70ショアー硬度以下)を用
いると、振動エネルギーはウレタンの中で消失し、クリ
ーニングエッジの振動は低く、定常波パターンは生じな
い。そのため、ブレードクリーンニングに要する摩擦と
力が大きくなる。このクリーニング形態におけるクリー
ニング評価は表3に要約されている。
【0029】
【表3】
【0030】図6はUCA自体がドクターモードにおい
て受光体からのトナーの除去を表す。効果的なクリーニ
ングブレードエッジを形成するためには、超音波ホーン
において鋭利な直角チップが必要である。鋭利なクリー
ニングエッジはクリーニングの際の筋の発生を防ぎ、表
3に要約した結果と同様の結果をもたらした。超音波ホ
ーンに挿入されたクリーニングブレードがドクターモー
ドにおいて受光体を効果的にクリーニングすることが認
められる。クリーニングエッジの曲率半径は1ミル以下
でなければならない。鋭利なクリーニングエッジの好ま
しい曲率半径はトナーの直径以下である必要がある。鋭
利なクリーニングエッジを有する超音波ホーンは、ブレ
ードを有する超音波ホーンに比べてより効果的にはたら
く。それは、ホーンとブレードの間に結合材料(接着
層)がないためである。
て受光体からのトナーの除去を表す。効果的なクリーニ
ングブレードエッジを形成するためには、超音波ホーン
において鋭利な直角チップが必要である。鋭利なクリー
ニングエッジはクリーニングの際の筋の発生を防ぎ、表
3に要約した結果と同様の結果をもたらした。超音波ホ
ーンに挿入されたクリーニングブレードがドクターモー
ドにおいて受光体を効果的にクリーニングすることが認
められる。クリーニングエッジの曲率半径は1ミル以下
でなければならない。鋭利なクリーニングエッジの好ま
しい曲率半径はトナーの直径以下である必要がある。鋭
利なクリーニングエッジを有する超音波ホーンは、ブレ
ードを有する超音波ホーンに比べてより効果的にはたら
く。それは、ホーンとブレードの間に結合材料(接着
層)がないためである。
【0031】実験の結果は、ブレード材料がUCAホー
ンチップにうまく固定され、又はホーンチップそれ自体
がクリーニングブレードとして都合よく使用されること
を示している。どちらの場合においても効果的なクリー
ニングが行われることが示され、UCAを用いると、摩
擦は著しく低下することがわかった。
ンチップにうまく固定され、又はホーンチップそれ自体
がクリーニングブレードとして都合よく使用されること
を示している。どちらの場合においても効果的なクリー
ニングが行われることが示され、UCAを用いると、摩
擦は著しく低下することがわかった。
【0032】繰り返して述べると、本発明はクリーニン
グブレード(又は、他のクリーニングデバイス)に取り
付けられた超音波振動子を利用して、受光体の画像形成
面から粒子を除去する。振動子の振動エネルギーは、よ
りよくクリーニングするために画像形成面と接触するブ
レードチップに集中される。本発明のブレードチップ速
度は硬度の高い材料ほど速い。故に、硬度の低い材料は
振動エネルギーを吸収してしまうため、硬度のより高い
ブレード材料が望ましい。本発明では、超音波を補助的
に用いることにより、クリーニングに必要なブレード力
を低下させる。本発明は、クリーニングブレードを用い
ずにホーンチップの鋭利なエッジを用いて画像形成面を
クリーニングすることも可能とする。本発明のもう一つ
の実施態様では、クリーニングブレード又は超音波ホー
ンにバイアスをかけてクリーニングエッジから粒子を離
脱させて、クリーニング効果を高めるためにトナー粒子
をクリーニングエッジから遠くへ離す。
グブレード(又は、他のクリーニングデバイス)に取り
付けられた超音波振動子を利用して、受光体の画像形成
面から粒子を除去する。振動子の振動エネルギーは、よ
りよくクリーニングするために画像形成面と接触するブ
レードチップに集中される。本発明のブレードチップ速
度は硬度の高い材料ほど速い。故に、硬度の低い材料は
振動エネルギーを吸収してしまうため、硬度のより高い
ブレード材料が望ましい。本発明では、超音波を補助的
に用いることにより、クリーニングに必要なブレード力
を低下させる。本発明は、クリーニングブレードを用い
ずにホーンチップの鋭利なエッジを用いて画像形成面を
クリーニングすることも可能とする。本発明のもう一つ
の実施態様では、クリーニングブレード又は超音波ホー
ンにバイアスをかけてクリーニングエッジから粒子を離
脱させて、クリーニング効果を高めるためにトナー粒子
をクリーニングエッジから遠くへ離す。
【図1】受光体背面に対して振動を与えるUCAの従来
技術を示す図である。
技術を示す図である。
【図2】UCAをクリーニングブレードの先端に取り付
けた本発明の実施態様を示す図である。
けた本発明の実施態様を示す図である。
【図3】本発明の好ましい実施態様を示す図である。
【図4】(A)超音波ホーンチップにバイアスをかける
ために負のDCバイアスでオフセットした駆動波形を示
す本発明の実施態様を示す図である。 (B)DC電圧によってバイアスされた超音波ホーン又
は導波管を示す本発明の実施態様を示す図である。
ために負のDCバイアスでオフセットした駆動波形を示
す本発明の実施態様を示す図である。 (B)DC電圧によってバイアスされた超音波ホーン又
は導波管を示す本発明の実施態様を示す図である。
【図5】受光体に対してワイピング位置にある本発明の
ブレードを示す図である。
ブレードを示す図である。
【図6】受光体に対してドクターモードにある本発明を
示す図である。
示す図である。
【図7】本発明の特徴を備える印刷装置の概略図であ
る。
る。
11 表面 91 クリーニングブレード 102 超音波振動子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ネロ アール.リンドブレイド アメリカ合衆国 14519 ニューヨーク州 オンタリオ リッジ ロード 2091 ピ ー.オー.ボックス 491
Claims (3)
- 【請求項1】 表面から粒子を除去する装置であって、 前記表面から粒子をクリーニングする手段を含み、該ク
リーニング手段が表面をクリーニングするための自由端
と、前記表面と接触してクリーニングする際に前記クリ
ーニング手段を位置決めするための固定端との二つの端
部を有し、 前記クリーニング手段と連結して固定端上に設けられ、
前記クリーニング手段に振動エネルギーを与えて表面の
粒子を浮かせ、前記表面から粒子を除去する振動手段
と、を有することを特徴とする粒子除去装置。 - 【請求項2】 前記クリーニング手段がブレードと、前
記ブレードを表面に対して作用角度に保持し、表面上の
粒子を除去する前記振動手段と、を有する、請求項1に
記載の粒子除去装置。 - 【請求項3】 前記ブレードが、 前記振動手段に連結された第1のブレード本体端部と、
前記第1のブレード本体端部と反対側の前記ブレード本
体の長さ方向に沿って位置する第2のブレード本体端部
との二つの端部を有するブレード本体と、 第2のブレード本体端部に位置するブレードチップであ
って、表面と振動接触して表面から粒子を浮かせ、除去
するブレードチップと、を有する、請求項2に記載の粒
子除去装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US885432 | 1997-06-30 | ||
US08/885,432 US5842102A (en) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | Ultrasonic assist for blade cleaning |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1130938A true JPH1130938A (ja) | 1999-02-02 |
Family
ID=25386897
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10123377A Withdrawn JPH1130938A (ja) | 1997-06-30 | 1998-05-06 | 粒子除去装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5842102A (ja) |
EP (1) | EP0889381A3 (ja) |
JP (1) | JPH1130938A (ja) |
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- 1998-05-06 JP JP10123377A patent/JPH1130938A/ja not_active Withdrawn
- 1998-06-02 EP EP98304366A patent/EP0889381A3/en not_active Withdrawn
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