JPH0359694A - クリーニングブレードの摩耗または損傷の監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は複写装置に関し、特にクリーニングブレードの
破損を感知するための装置に関する。

〔従来の技術〕

画像を形成するトナーの大部分は転写段階中に複写用紙
へ運ばれるが、必ずあることとして、若干のトナーが電
荷保持面上に残り、比較的高い静電力及び／又は機械的
力によって該面上に保持される。また紙の繊維、カオリ
ン及び他の破片が電荷保持面に引付けられ易い。最適動
作のためには、電荷保持面上に残っているトナーをこれ
から完全に除去することが肝要である。ブレード式クリ
ーニングは、乾式静電写真技術においてよく知られてい
る種々のファイバまたは磁気ブラシ式クリーナに比べて
機構が簡単且つ安価であるので、電荷保持面からの残留
トナー及び破片（以下、まとめてｒトナー」と呼ぶ）の
除去のためのきわめて望ましい方法である。−膜内の適
用においては、比較的薄いエラストマ製のクリーニング
ブレードを設け、これを、相対的移動方向と横に電荷保
持面に隣接支持し、ブレードエツジが前記電荷保持面か
らのトナーのかきとりまたは拭き取りを行なうようにす
る。電荷保持面からトナーを除去すると、除去されたト
ナーはクリーニングブレード付近に堆積し、トナー搬送
機構または重力により、クリニングブレードの領域から
運びさられる。ところが、ブレード式クリーニングには
若干の欠点がある。これが生ずるのは、主として、クリ
ーニングブレードと電荷保持面との間に保持することが
必要である摩擦密閉的接触からである。電荷保持面との
間の摩擦により、ブレードエツジの摩滅、及び電荷保持
面との有害な摩滅的接触が生ずる。

摩擦を減らすため、種々のブレード潤滑剤またはトナー
潤滑添加剤が提案されている。しかし、潤滑剤は静電写
真装置の動作特性を不所望に変化させる傾向がある。

摩滅の問題は、時間的に多少は予測可能であるが、この
ほかに、クリーニングブレードはまた予測不可能な損傷
を受ける。正常な動作状態においては、動摩擦係数は約
０．５ないし１．０の範囲内であり、電荷保持面と密閉
的に接触しているブレードのクリーニングエツジまたは
先端は若干めくりあげられる。クリーニングブレードは
電荷保持面と緊密に接触してはおらず、トナー粒子及び
潤滑剤の上を滑り、クリーニングに必要な密閉的接触を
保持する。しかし、この形態においては、クリニングブ
レードは、この通過するブレードの下にあるトナーを平
らにならし、トナーを電荷保持面に押しつける。現像の
後に電荷保持面上に残っているキャリヤビードからの衝
撃がクリーニングブレードに損傷を与える可能性があり
、クリーニングブレードと電荷保持面との間の摩擦が突
然局部的に増大してめくりあげの現象を生じさせる可能
性があり、このようになると、ブレードのクリニングエ
ッジがブレードの下でめくりあがり、ブレード式クリー
ニングに必要な摩擦密閉的関係が失われる。これらの問
題のために、ブレードが傷つくか、または形状が歪んで
もはや機能しなくなるので、クリーニングブレードを取
り外して交換することが必要となる。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、電子写真装置における映像面から残留
トナーを除去するためのクリーニングブレードのクリー
ニングエツジの状態を検出するための装置を備えた改良
されたクリーニングブレードを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の一つに態様においては、電荷保持面からの残留
トナーの除去のために電子写真装置の映像面とのクリー
ニング関係に支持されたエラストマ製クリーニングブレ
ードにおいて、クリーニングブレードのクリーニングエ
ツジに導電剤領域を設ける。電気信号をこの導電剤領域
に加え、クリーニングエツジの電気的特性をモニタする
。クリーニングブレードのエツジの電気的特性の変化は
、クリーニングブレードの損傷状態、または損傷が差し
迫っているということを極めてよく示す。基準電圧に対
する電気的特性の変化に基づく信号が発生され、警告を
発するかまたは補正応答を生じさせる。

本発明の他の態様においては、クリーニングブレードの
クリーニングエツジに隣接している面に導電性被覆を設
ける。この被覆か摩滅するかまたは傷つくと、クリーニ
ングエツジを横切る導電率が検出可能な程度に低下する
。この低下が所定の値に達すると、ブレードの破損が指
示される。

本発明の更に他の態様においては、クリーニングブレー
ドを、該ブレードのクリーニングエツジにおいてその面
に隣接して導電性のファイバ／エラストマ複金物を含有
させて作り、この導電性ファイバを、単軸的に且つ処理
方向と横に方向付けする。このブレードエツジを横切る
導電率は異方性が強い。即ち、導電率は長手方向におい
て極めて強いが、処理方向において極めて弱い。このブ
レードエツジに傷または歪みが生ずると、クリーニング
エツジに沿う導電率が検出可能な程度に低下させられる
。このき低下が所定の値に達すると、ブレードの破損が
指示される。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面について説明するが、これ
は本発明を制限するものではない。先ず、第１図に示す
複写機において用いる種々の処理ステーションについて
簡単に説明する。他の種々の処理部材を、電子的に記憶
された原画からの電子写真式複写に用いることも有利で
あり、電荷保持面にイオンを画像状に堆積させるイオン
投射装置に対して適当な変形を行なってもよい。

本発明にかかる複写機においては、光導電面１１を有す
る光受容体ベルト１０を用いる。ベルトｌＯは矢印１２
方向に移動し、ベルトの順次続く諸部分を、ベルトの移
動路の回りに配置された種々の処理ステーションを順々
に通過させる。

ベルトｌＯは、ストリッピングローラ１４、テンション
ローラ１６、及びドライブローラ２０の回りに掛は渡さ
れている。ドライブローラー２０は、ベルト駆動装置の
ような適当な手段によってモータ２１に接続されている
。

ベルト１０は、テンションローラ１６を所望のばね力で
ベルトＩＯに弾性的に押しつける１対のはね（図示せず
）により、張力状態に保持される。

ストリッピングローラ１４及びテンションローラ１６は
いずれも回転可能に取り付けられている。

これらローラはアイドラであり、ベルトｌＯが矢印１２
方向に移動するにつれ、自由に回転する。

更に第１図について説明すると、先ず、ベルトＩＯの一
部が帯電ステーションＡを通過する。帯電ステーション
Ａにおいて、コロナ装置２２が光受容体ベルト１０を比
較的高い実質的に−様な電位に、正または負に帯電させ
る。

露光ステーションＢにおいて、原画書類が面下向きに透
明プラテン３０上に配置され、フラッシュランプ３２で
照明される。原画書類から反射した光線はレンズ３３を
通って反射されて光受容体ベルト１０の帯電部分上に投
射され、その上の電荷を選択的に消散させる。これによ
り、原画書類に含まれている情報領域に対応する静電潜
像がベルト上に記録される。或いはまた、レーザを設け
、記憶されている電子的情報に従って光受容体を画像状
に放電させてもよい。

その後、ベルト１０は前記静電潜像を現像ステーション
Ｃへ進ませる。現像ステーションＣにおいて、少なくと
も２つの現像器ハウジング３４及び３６のうちの一方が
、静電潜像現像の目的で、ベルト１０と接触させられる
。ハウジング３４及び３６は、モータ２１で選択的に回
転さけられる対応のカム３８及び４０によって現像位置
に出入りする。各現像器ハウジング３４及び３６は、磁
気ブラシ式ローラ４２及び４４のような現像装置を支持
しており、これにより、混合現像剤（即ち、キャリヤビ
ード及びトナー）を前へ進ませて静電潜像と接触させる
回転式磁気部材が提供される。

この静電潜像はキャリヤビードからトナー粒子を引付け
、光受容体ベルト１０上にトナー粉像を形成する。２色
の現像剤が必要であい場合には、第２の現像器ハウジン
グを省略してよい。

次いで、ベルト１０は現像済み潜像を転写ステーション
Ｄへ進ませる。転写ステーションＤにおいて、紙コピー
シートのような支持材料のシートがベルトＩＯ上の現像
済み潜像と接触させられる。

コロナ発生装置４６がコピーシートを適当な電位に帯電
させ、これにより、コピーシートは光受容体ベルトＩＯ
に添着され、トナー粉像が光受容ベルトｌＯからこのシ
ートへ引付けられる。転写の後、コロナ発生装置４８が
このコピーシートを反対極性に帯電させてコピーシート
をベルト１０に対して添着解除させ、そこで、このシー
トはストリッピングローラ１４においてベルト１０から
剥離される。

基体のシートまたは支持材料４９が供給トレイ５０から
転写ステーションＤへ進ませられる。シートはシートフ
ィーダ５２によってトレイ５０から送り出され、コンベ
ヤ５６に沿って転写ステーションＤへ進ませられる。転
写の後、シートは矢印６０方向に移動し続けて定着ステ
ーションＥに入る。

定着ステーションＥは定着器組立体７０を有し、この定
着器組立体は転写済みトナー粉像をシートに永久的に固
着させる。好ましくは、定着器組立体７０は加熱式定着
ローラ７２を有し、この定着ローラは、トナー粉像を定
着ローラ７２と接触させた状態でバックアップローラ７
４と圧力係合させられるようになっている。このように
して、トナー粉像はシートに永久的に固着され、このシ
ートは出力部８０または仕上げ装置へ送られる。

各コピーが作られた後に光受容体ベルトＩＯに残ってい
る残留トナー及び破片はクリーニングステーションＦに
おいて除去される。このクリーニングステーションは、
ハウジング９２内にクリーニングブレード９０及びオー
ガ形トナーリムーバ９１を組み合わせて有している。除
去された残留トナーは、廃棄のために貯蔵されるか、ま
たは再使用のために現像装置へ戻される。

複写機制御器９６は、好ましくは、周知のプログロマブ
ル制御器またはその組合せであり、この制御器は前述し
た全ての複写機処理段を制御する。

制御器９６は種々の感知装置に応答して複写機の制御を
高め、また、必要に応じ、ユーザインタフェース（図示
せず）に対して診断動作の接続を提供する。

クリーニングブレード９０は、一般にウレタンまたは類
似材料のエラストマ製の部材であり、クリーニングエツ
ジ１００において若干ひだ状になり、光受容体ベルト１
０とをクリーニング関係となってトナーの上に乗る。ひ
だの程度は負荷によって定まり、負荷が大きくなると、
第２Ａ図、第２Ｂ図、及び第２Ｃ図に示す順序で増大す
る。ひだ状になると、このエラストマブレード材料はか
なり伸長し、光受容体ベルト１０の面から遠くへ湾曲す
る。この変形領域の範囲は一般に１ないし１０ミクロン
である。本発明においては、第３図に示すように、導電
性表面層１０２を面１０４または１０６またはその双方
に添着し、導電性のクリーニングエツジとなす。この導
電性表面層１０２で被覆された領域は変化可能であるが
、最適には、第３図に示す変形の領域にできるだけ制限
すべきである。

クリーニングブレード９０に対する導電性表面層１０２
の適用については、種々の材料及び方法を用いて導電性
クリーニングエツジを得ることが可能である。クリーニ
ングブレードのためのエラストマ材料は、通例、最初、
シート状に作る。所望の材料の大型のシートを一つの面
に一様に被覆し、次いで、この導電性材料に対するホト
レジスト及び表面被覆エッチ液または溶液を用いて前記
被覆を細いストライプのアレイにパターンつけする。前
記ストライブはクリーニングブレードの幅に等しい間隔
で分離される。次いで、前記シートを導電性ストライブ
に沿って切断して分離し、個別のクリーニングブレード
を提供する。そこで、前記導電性ストライプはクリーニ
ングブレードのエツジの未切断の面上にある。クリーニ
ングブレードを、第４Ａ図に示すようなトナーのかきと
り除去のための「ドクタブレードＪモードで用いる場合
には、被覆面はひだの凹面上にあり、光受容体と接触せ
ず、傷だけを感知する。他方、このようにして作ったブ
レードを第４Ｂ図に示すような「ワイパブレード」モー
ドで用いる場合には、導電性ストライブは光受容体と接
触し、摩滅する。

従って、コンダクタンスが漸次低下すると、これは摩滅
の尺度となる。突然の変化は、傷、または「ブラウイン
グ」で誘発された欠陥を示す。

導電性ストライプは、また、切断前に、クリーニングブ
レード材料上に細い線のアレイとして印刷した導電性イ
ンキであってもよい。導電性面を選択的に作る他の方法
としては、イオン打ち込み、材料への反応性剤または導
電性剤のドーピング、またはいくつかの形式のレーザ処
理のうちの一つがある。レーザを用いてホトレジストを
露光し、これにより、化学レジストを除去し、基体ブレ
ード材料上の半導電性黒鉛チャーの線を熱分解し、有機
金属蒸気の存在の下での照射面上の金属膜の堆積のよう
な反応を開始し、照射領域内のエラストマ材料内へのド
ープ剤の拡散を促進し、または面上の金属塩を分解して
それ自体で導電性となるのに十分な量の遊離金属を作る
か、または量がもっと少ない場合には無電解めっきのた
めの触媒として働く遊離金属を作ることができる。

また、印刷、レーザ処理等により、クリーニングブレー
ドのクリーニングエツジにある切断面を、または切断面
及び非切断面の双方を被覆することもできる。次いでク
リーニングブレードを個々に作ることが必要になるが、
導電性ストライプは切断作業後にブレード上に配置され
るので切断中に損傷の危険がないという利点がある。導
電性被覆が切断面上にある場合には、前述の「ワイプブ
レード」及び「ドクタブレード」は、光受容体上におけ
るそれらの導電性面の配置が逆になる。

また、切断作業中に、例えば、切断具の後に従うインキ
塗布具またはペンでクリーニングブレードのエツジを被
覆することも可能である。このようにすれば、幅が２５
．４　ｍ　（１インチ）の数十分の一以下であることが
望ましいというような微細な導電性線を正確に配置する
ことができる。クリーニングブレードのクリーニングエ
ツジ全体をインキ塗り済みの板と接触させ、該ブレード
の抜板に対する角度を０°または９０°以外の角度にす
る。そこで、切断面及び非切断面の両方を、前記板上の
インキの深さに寄って決定される制御された寸法に同時
に被覆することができる。

第５図について説明すると、電圧源２００は薄い導電性
層１０２を横切って電圧Ｖｃを印加し、この層を通って
流れ且つ抜屑の抵抗とともに変化する測定可能な電流Ｉ
を発生する。この層の全抵抗は、一般に、１０”〜１０
１オームの範囲内で低下し、検出器感度によって決定さ
れる所望の感知電流、ノイズ及び利用可能電圧Ｖｃが検
出される。電流■は一般に１０−３〜１０−１アンペア
の範囲内にある。この電流の変化は電流比較器２０２に
よって検出され、該比較器は検出電流を基準値または初
期値２０４と比較する。薄い導電性層に破損または歪み
または格別の変化が生ずると、クリーニングブレードを
横切る抵抗が格段に増大し、比較器へ流れる電流が減少
する。ブレードのクリーニングエツジに何らかの破損が
生ずると電流の流れが少なくとも５％〜ｌＯＯ％の程度
まで阻害され、従って、この電流の変化を検出し、そし
て２つの面の摩擦帯電によって生ずる可能性のある電気
的ノズルから弁別することができる。クリーニング失敗
となる一つの型の損傷はクリーニングエツジにある傷で
あるということが知られており、この傷は、クリーニン
グエツジからクリーニングブレード内に、少なくともト
ナー粒子の直径だけ、または一般に約０．０１２７　ｍ
ｍ　（約０．０００５インチ）よりも大きいが約０．０
２５４　ｍｍ　（約０．　ＯＯ１インチ）よりも小さい
距離だけ延びている。従って、導電性ストライプの最大
幅は約０．５０８　ｍｍ（約０．０２インチ）の範囲内
にあるべきであり、このようにすれば、０．０２５４　
ｍｍ　（０，００１インチ）の傷による抵抗の変化を検
出できるようになる。また、導電性ストライプができる
だけ細く且つクリーニングエツジにできるだけ接近して
いることが望ましい。電流が基準値からかなり変化する
と、クリーニング失敗が故障インジケータ２０６におい
て指示され、これにより、クリーニング失敗を指示する
信号が複写機制御器９６に与えられ、これにより、例え
ば、ユーザインタフェースデイスプレィに警告光が現わ
れる。或いはまた、クリーニング失敗を指示する複写機
制御器に対する出力を複写機制御器９６に対して用い、
新しいクリーニングブレードをクリーニング位置に移動
する。

このときには、例えば特開昭６１−１２２６７９号に開
示されているようなりリーニングブレードコンベヤを用
いる。

第６図に示すように、１つのブレードエツジが摩滅した
ら（これは、このエツジからの電気的特性変化の検出に
よって解る）、一つの処理として、このクリーニングブ
レードをホルダから取り外し、このブレードを回転して
新しいエツジを被クリーニング面と接触させ、そしてこ
のブレードをブレードホルダに再び取り付ける。このよ
うにして、各々に導電性ストライプが設けられているブ
レードの４つの長いエツジ１０２ａＳ１０２ｂ、１０２
ｃ、１０２ｄを順々に用い、ブレードの寿命を４倍に延
ばす。ここに述べる欠陥感知能力を提供するため、導電
性ストライプをブレードの４つの長いエツジに適用する
。

クリーニングエツジブレード９０のいずれかの導電性エ
ツジ１０２を故障検出装置へ接続するには種々の方法が
ある。一つの方法として、第６図に示すように、クリー
ニングブレード９ｏの導電性エツジ１０２から、クリー
ニングブレードのクリーニングエツジから間隔をおいて
いる接点パッド３０２ａ、３０２ａ’、３０２ｂ、３０
２ｂ’３０２ｃ、３０２ｃ’　　３０２ｄ、３０２ｄ’
まで、クリーニングブレードの非クリーニングエツジに
沿い、導電性ストライプ延長部３００　ａ１３００ａ’
　　３００ｂ、３００ｂ’、３００ｃ。

３００ｃ’、３００ｄ、３００ｄ’を設ける。クリーニ
ングブレードを受は入れて該ブレードをクリーニング位
置に支持するためのクリーニングブレードホルダ３０４
が非導電性または絶縁性の部材である場合には、このボ
ルダの適当な位置に配置したコネクタまたはクリップ３
０６を用いて接続部を設け、電圧源２００及び電流比較
器２０２に接続する。

本発明の他の実施例においては、薄い導電性の被覆また
は層をクリーニングブレードのエツジの外部に設ける代
わりに、第７図に示すように、クリーニングブレード４
００を、少なくともクリーニングエツジ４０４における
領域４０２に導電性ファイバ／エラストマ複合物を含ま
せて作り、導電性ファイバ４０５を、クリーニングブレ
ードのクリーニングエツジ４０４においてその表面に隣
接して、処理方向と横に、ブレードを横切って車軸的に
方向つけする。ブレードエツジを横切る導電率は異方性
が強い。即ち、導電率は、ファイバの方向と垂直のどの
方向におけるよりも、エツジに沿う長手方向において極
めて高い。これらファイバの配置の完全性、または異方
性導電率の程度により、ブレード材料全体がこのように
構成される。直径約０．１２７皿（約０．０　Ｏ５イン
チ）程度の大きさの導電性電極４０６を、クリーニング
ブレード４００の非クリーニング端面に、クリーニング
エツジ４０４にできるだけ近く配置することにより、ク
リーニングエツジにおける抵抗をサンプリングする。電
極４０６は、好ましくは、薄い導電性膜であるが、埋設
した細いワイヤであってもよい。電極４０６は表面電極
３０８に接続される。この表面電極はブレードエツジの
動作を機械的に妨げることのない位置に配置されており
、これは、電源と故障検出回路との接続のための電気接
点位置における最終端となる。ブレード全体が導電性の
ファイバ／エラストマ複金物で形成されている場合には
、領域４０２の端部における領域以外のブレードの非ク
リーニング端面上に絶縁層を設けることにより、導電性
電極を、この絶縁層の上部で、コネクタ及びリード線ま
たはワイヤがあるブレードホルダまで、前述のように延
長することができる。ブレードエツジに傷及び歪みがあ
ると、クリーニングエツジを横切る導電率が検出可能な
状態で減少する。

この減少が所定の値に到達すると、ブレード故障が指示
される。

モールド処理において導電性ファイバをブレード本体内
にモールドしてもよい。また、このファイバはクリーニ
ングブレードエツジの補助材となり、耐摩滅性が改善さ
れ、且つ潤滑性が増加してブレードの寿命が延びるもの
と考えられる。種々の導電性ファイバがこの目的に適合
する。カーボンファイバはその可撓性の故に好ましいも
のであるが、微細径のステンレススチールまたはドープ
されたレーヨンまたはナイロンファイバのような他の種
々の導電性ファイバを用いることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を用いた電子写真式複写機の立面図、第
２Ａ図、第２Ｂ図及び第２ｃ図は動作時のクリーニング
ブレードの状態を順々に示す側面図、第３図はクリーニ
ングブレードのクリーニングエツジに導電性面を設けで
ある本発明の実施例を示す側面図、第４Ａ図及び第４Ｂ
図はドクタモード及びワイパモードにおけるクリーニン
グブレードのクリーニングエツジの導電性面の他の構成
をそれぞれ示す側面図、第５図は本発明クリーニングブ
レードと共に用いるための欠陥検出回路のブロック線図
、第６図は本発明に関連して用いるためのブレード支持
機構の斜視図、第７図はクリニングブレードのクリーニ
ングエツジに導電性領域を設けである本発明の他の実施
例を示す斜視図である。 ９０ニブレ一ド本体 １００：クリーニングエ・ソジ ＦＩＧ、　２Ａ ＦＩＧ、　２Ｃ ＦＩＧ、４Ｂ ＦＩＧ、　５ ＦＩＧ、　７ ００ｂ ＦＩＧ、　６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 静電写真装置において表面から乾燥トナーを除去するた
   めのクリーニングブレードにおいて、エラストマ材料で
   形成されたクリーニングブレード本体と、 前記ブレード本体上に形成され、静電写真装置における
   表面とクリーニング的接触するようになっている少なく
   とも１つのクリーニングエッジとを備えて成り、 前記少なくとも１つのクリーニングエッジは、磨滅及び
   破損に伴って変化する所定の検出可能な電気的特性を有
   していることを特徴とするクリーニングブレード。