JP3267385B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
ドの耐用年数を延長することである。
格のクリーニング技術を提供することである。
るために、本発明は、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、を有する画像形成装置
であって、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、前記電気信号に基づき、前記ブレード
部材が利用可能である耐用年数を延長させるように、前
記感光体に対する該ブレード部材の圧力負荷を調整する
ためのフィードバック・ループと、前記センサーに接続
され、前記電気信号を増幅して出力する増幅器と、前記
増幅器に接続され、前記増幅された信号を監視すること
によって前記ブレード部材と前記感光体表面との間の摩
擦・粘着力を検出し、前記増幅された信号が摩擦・粘着
力の急激な立ち上り(急増)を示したときに出力信号を
発生する回路と、前記圧力負荷する手段と前記回路に接
続され、前記回路からの出力信号を受け取ると前記圧力
負荷する手段に信号を送出する信号発生器とを有し、前
記信号は、前記圧力負荷する手段に、前記ブレード部材
と前記感光体表面との間の圧力負荷を軽減させる信号で
あって、前記ブレード部材と前記感光体表面との間に加
わる摩擦・粘着力の急激な立ち上り(急増)を断つこと
により、前記ブレード部材の損傷を防止することを特徴
とする、画像形成装置を提供する。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(vary
ing averagevoltage amplit
ude)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(piezoel
ectric sensor)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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
略図を示している。
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。
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。
/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)
- 【請求項1】 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、 を有する画像形成装置であって、 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、 前記電気信号に基づき、前記ブレード部材が利用可能で
ある耐用年数を延長させるように、前記感光体に対する
該ブレード部材の圧力負荷を調整するためのフィードバ
ック・ループと、前記センサーに接続され、前記電気信号を増幅して出力
する増幅器と、 前記増幅器に接続され、前記増幅された信号を監視する
ことによって前記ブレード部材と前記感光体表面との間
の摩擦・粘着力を検出し、前記増幅された信号が摩擦・
粘着力の急激な立ち上りを示したときに出力信号を発生
する回路と、 前記圧力負荷する手段と前記回路に接続され、前記回路
からの出力信号を受け取ると前記圧力負荷する手段に信
号を送出する信号発生器とを有し、 前記信号は、前記圧力負荷する手段に、前記ブレード部
材と前記感光体表面との間の圧力負荷を軽減させる信号
であって、前記ブレード部材と前記感光体表面との間に
加わる摩擦・粘着力の急激な立ち上りを断つことによ
り、前記ブレード部材の損傷を防止することを特徴とす
る、 画像形成装置。
Applications Claiming Priority (2)
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