JPH04293072A - 画像形成装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像形成装置において
トナーの分離を促進するために使用する振動エネルギー
を発生をする共振器に関する。

【０００２】

【従来の技術】ゼログラフィのような電子写真的用途で
は、電荷保持表面を静電気によって帯電され、複写すべ
き原画像の光のパターンに曝され、これに従ってこの表
面が選択的に放電される。この結果得られるこの表面上
に帯電および放電された領域のパターンによって、原画
像に対応する静電気の帯電したパターン（静電潜像）が
形成される。「トナー」と呼ぶ微細化された静電気によ
って引き付けられる粉末すなわち懸濁粉末に潜像を接触
させることによって、この潜像を現像する。この表面を
静電気によって帯電させることによって，トナーは画像
領域に保持される。このようにして、トナー画像は複写
されている複製された原本の光画像と同様のが作られる
。次にトナー画像を基体（例えば用紙）に転写すること
ができ、そこに固定された画像によって、複写される画
像の永久的な記録が形成される。現像に続いて、電荷保
持表面に残された余剰トナーが表面からクリーニングさ
れる。この工程は周知であり、また原稿からの光学的レ
ンズによるコピーおよび電子的に発生されたまたは記録
された原稿から印刷を行うのに有用であり、この場合、
帯電さた表面は種々の方法で画像にしたがって放電され
ることができる。電荷を画像にしたがって電荷保持表面
に堆積するイオン放射装置も、同じように動作する。若
干異なった構成では、最終基体に転写する前に、トナー
を中間面に転写してもよい。

【０００３】電荷保持表面から最終基体へのトナーの転
写は、通常静電気によって行われる。現像されたトナー
画像は、静電気力および機械的な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）基体は、トナ
ーをこの表面との間でサンドイッチして、この表面に対
して密着される。コロトロンのような静電気による転写
用帯電装置によって、用紙の裏側に電荷を加え、トナー
画像を用紙に引き付ける。

【０００４】不幸なことに、用紙と電荷保持表面間のイ
ンタフェースは、常に最適とは限らない。特に、加熱に
よる溶融および（または）加圧による溶融ような定着動
作をすでに経由した用紙のように平らでない用紙、また
はミシン目の入った用紙、または電荷保持表面と不完全
に接触した用紙の場合、用紙と電荷保持表面間の接触が
不均等であり、接触し損なった隙間に特徴がある。トナ
ーは、これらの隙間を飛び越して転写される傾向がある
。その結果、転写の欠落と呼ぶコピー画質の欠陥が生ず
る。

【０００５】用紙を強制的に電荷保持表面と要求される
密接かつ完全な接触状態に保持する機械装置によって、
転写の欠落の問題は対処されてきたが、この対処は不満
足なものであった。用紙の裏側を掃引するブレードの構
成が提案されたが、もしブレードが文書の切れ目の間、
電荷保持表面から回転して遠ざからなければ、または頻
繁に掃除しないと、このブレードはトナーを集める傾向
がある。バイアスの付いたロールの転写装置が提案され
、この場合、静電気による転写帯電装置は、用紙と電荷
保持表面との接触を保持するバイアスの付いたロール部
材である。しかし、やはりロールを掃除しなければなら
ない。これらの２つの構成は、いずれもコストと機械的
複雑性を増す可能性がある。ホルツェ，ジュニア（Ｈｏ
ｌｚｅ，Ｊｒ．）に対する米国特許第４，３６３，９９
２号明細書が、ブレード・タイプの溶接ホーンの例とし
て説明しているように、ホーンは、ボルト型のファスナ
によって変換器に接続される。クリーサッテル（Ｋｌｅ
ｅｓａｔｔｅｌ）他に対する米国特許第３，１１３，２
２５号明細書は、他の超音波エネルギーを加える用途の
ために、同じような構成を示している。画像搬送表面か
らのトナーを分離するために、相互に参照された特許出
願によって提案された適用例の場合、ボルトの締め付け
に高い精度を必要とするため、ボルト締め構造には問題
がある。締め付け力をどのように変化させても、均一な
挙動が求められている場合には、装置の非対称的な挙動
をひき起す。ボルトのトルクを制御することはできるが
、軸方向の圧縮の制御は容易ではない。ボルトとねじの
摩擦損は、ボルトによってランダムに発生する。

【０００６】ここで引用した全ての参照文献は、それら
の教示を参照することによって、特にここに含まれてい
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、電子写
真装置の非剛性の画像保有部材に振動エネルギーを均一
に加えて電荷保持表面からトナーを機械的に分離し、続
いて静電気によって強力に転写を行う共振器が提供され
、ここでこの共振器は、複数の個々に応答する素子を有
し、各素子は、異なった共振周波数を有し、これらの素
子は、素子に素子の均一性を与えるような方法で高周波
エネルギー発生装置に接続される。

【０００８】本発明の１つの特徴によれば、本発明によ
って考えられる種類の電子写真装置は、電荷保持表面を
有する非剛性軟式部材を有し、この部材は、一連の処理
ステーションを経由する無限の経路に沿って駆動され、
これらの一連の処理ステーションでは、電荷保持表面上
に潜像が発生され、トナーによってこの画像を現像し、
さらに転写ステーションでは用紙または他の転写部材を
電荷保持表面に密着させてトナーを電荷保持表面から用
紙に静電転写する。転写に引き続いて、電荷保持表面か
ら残留トナーや屑を取り除く。全ての処理ステーション
で、表面からのトナーの分離を促進するため、振動エネ
ルギーの発生に適した共振器が、非剛性の部材の裏面と
線接触するように構成され、これに対して振動エネルギ
ーを均一に加える。この共振器は、支持部材、複数の部
分に分割されたホーン、およびこのホーンの各部分を共
振周波数で駆動してベルトに振動エネルギーを加える複
数の振動発生素子によって構成され、上記のホーンには
分割不能なプラットフォーム部分が設けられ、ホーンの
各部分を形成するホーン部分と接触部分を有する。振動
発生素子は、ホーンの部分を最大の先端速度まで励起す
るように選択された電圧信号によって駆動される。ホー
ンと圧電変換器素子を接着するために、エポキシの接着
剤と導電性メッシュ層を使用し、裏打ち板とボルトは必
要としない。裏打ち板を無くすると、共振器の構造上要
求される許容誤差が低くなり、特に圧電素子の厚さの許
容誤差をより大きくすることができる。

【０００９】

【実施例】本発明のこれらの特徴および他の特徴は、添
付図と組み合わせて、本発明の好適な実施例を示すため
に使用される以下の説明を読むことによって明らかにな
る。さて図を参照して、図１に示す複写機で使用する種
々の処理ステーションについて簡潔に説明することにす
るが、図示の目的は、本発明の好適な実施例を説明する
ことであり、これを限定することではない。これら種々
の処理要素は、また電子的に記憶された原稿から電子写
真による印刷を行う用途に有利に使用されることも、疑
いなく理解される。

【００１０】本発明が有利に使用される複写機は、写真
感光体ベルト１０を使用する。ベルト１０は、矢印１２
の方向に移動し、その移動経路の周辺に配置された種々
の処理ステーテョンを次々に通って、ベルトの連続する
部分を順に前進させる。ベルト１０は、剥離ローラ１４
、テンション・ローラ１６、アイドラ・ローラ１８およ
び駆動ローラ２０の周囲に巻き付けられる。駆動ローラ
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（図示せず）に接続される。

【００１１】ベルト１０は、所望のばね力でテンション
・ローラ１６をベルト１０に対して弾力的に付勢する１
対のスプリング（図示せず）によって、テンションを加
えられた状態に保持される。剥離ローラ１８とテンショ
ン・ローラ１６は、共に回転可能に取り付けられる。こ
れらのローラは、ベルト１０が矢印１６の方向に移動す
るにつれて、自由に回転するアイドラである。

【００１２】引き続き図１を参照して、ベルト１０の一
部は、最初に帯電ステーションＡを通過する。帯電ステ
ーションＡでは、１対のコロナ装置２２と２４が、写真
感光体ベルト１０を比較的高い実質的に均一な負の電位
に帯電させる。露出ステーションＢでは、原稿の文書が
、フラッシュ・ランプ３２の照明を受けるために、表を
下にして透明プラテン３０上に載置される。原稿の文書
から反射した光線は、レンズ３４を介して反射され、写
真感光体ベルト１０の帯電した部分に放射され、ベルト
１０上の電荷を選択的に放電させる。これによって、原
稿の文書に含まれ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。

【００１３】その後、ベルト１０によって、静電潜像が
現像ステーションＣに前進される。現像ステーションＣ
では、現像ユニット３８が、１つ以上の色彩または種類
の混合現像剤（即ちトナーとキャリアの粒剤）を前進さ
せて、静電潜像に接触させる。潜像は、キャリア粒剤か
らトナー粒子を引きつけ、これによって写真感光体ベル
ト１０上にトナー画像が形成される。ここで使用するト
ナーは、微細化された乾燥インクおよびトナー懸濁液の
ことである。

【００１４】次にベルト１０は、次に現像された潜像を
転写ステーションＤに進める。転写ステーションＤでは
、コピー用紙のような１枚の支持材料が移動して、ベル
ト１０上の現像された像と接触する。最初に、ベルト１
０上の潜像をランプ（図示せず）からの転写前光線に曝
し、写真感光体ベルト１０とその上のトナー画像間の吸
引力を弱める。次に、コロナ発生装置４０が適当な電位
にコピー・シートを帯電させ、その結果、コピー用紙は
写真感光体ベルト１０に付着し、トナー画像は写真感光
体ベルト１０からシートに引き付けられる。転写後、コ
ロナ発生器４２はコピー用紙を逆の極性で帯電させ、コ
ピー用紙をベルト１０から引き離し、その結果、用紙は
、剥離ローラ１４でベルト１０から剥離される。この支
持材料は、また最終の基体に転写するため、次の転写ス
テーションにトナー画像を搬送する中間面または部材で
あってもよい。これらの種類の面も、また本質的に電荷
保持性である。さらに、ここではベルト・タイプの部材
を説明しているが、他の実質的に剛性のない，即ち柔軟
性のある部材を本発明に使用してもよいことを認識する
ことができる。

【００１５】支持材料の用紙は、供給トレー５０、５２
および５４から転写ステーションＤに進み、これらの供
給トレーは、異なった量、サイズおよび種類の支持材料
を保持することができる。これらの用紙は、コンベア５
６とローラ５８に沿って転写ステーションＤに進む。転
写後、用紙はコンベア６２上に向かって矢印６０の方向
に進み続けて、コンベア６２によって、溶融ステーショ
ンＥに前進される。

【００１６】溶融ステーションＥは、一般的に参照番号
７０で示す溶融アセンブリを有し、溶融アセンブリは、
転写したトナー画像を用紙に永続的に固定する。溶融ア
センブリは、加熱された溶融ローラ７２を有し、この溶
融ローラ７２はこれと接触するトナー画像と共に圧力に
よってバックアップ・ローラ７４に係合されることがが
望ましい。このようにして、トナー画像は、用紙に永続
的に固定される。

【００１７】溶融後、溶融された画像を有するコピー用
紙は、湾曲修正装置７６を経由して進む。シュート７８
は、湾曲修正装置７６からキャッチ・トレー８０まで、
またはオペレータが製本、分類、照合等を行ない、機械
から取出す仕上げステーションまで、前進する用紙を誘
導する。または、用紙は、両面コピー・ゲート９２から
両面コピー・トレー９０に進む場合もあり、この用紙は
、両面コピー・ゲートから処理装置とコンベア５６に戻
り、第２のコピーを受ける。

【００１８】事前クリーニング用コロナ発生装置９４を
設けて残留トナーと汚染物質（以後、まとめてトナーと
いう）をコロナに曝し、これによって、その上の電荷の
分布を狭くし、クリーニング・ステーションＦで、より
効果的にトナーを除去する。転写後に写真感光体ベルト
１０上に残った残留トナーを、幾つかの周知の再生利用
構成のいずれかによって、また以下で説明する構成によ
って再生利用し、現像ステーションＣに戻すことが考え
られるが、再生利用しないというオプションの選択も可
能である。

【００１９】以上説明したように、本発明による複写機
は、幾つかの周知の装置のいずれかであってもよい。本
発明に影響を及ぼすこと無く、特定の処理、用紙の取扱
いおよび制御の構成の変更を期待することができる。図
２は、トナー分離を補強する基本原理を示し、ここでは
、ベルト１０が転写ステーションＤを通過する箇所に近
接した位置に、このベルトの内側または裏側と振動関係
になるように、２０ＫＨｚ　と２００ＫＨｚ　の間の周
波数ｆで動作するＡＣ電源１０２によって駆動される比
較的周波数の高い音響共振器または超音波共振器を配置
する。 ベルト１０の振動によって、ベルト１０上に画像にした
がった構成で現像されたトナーを揺動してベルト１０か
ら機械的に分離し、用紙とベルト１０との不完全な接触
によって生じた隙間に関係なく、転写ステップの間に、
トナーを静電気的に用紙に引き付ける。さらに、この構
成によって、通常使用される転写磁界よりも転写磁界を
低くして転写効率を向上させることが可能になると思わ
れる。より低い転写磁界は、空気の絶縁破壊（画質劣化
のもう１つの理由）の発生が減少するので、望ましい。 用紙とベルト１０の間の接触状態が最適である領域でも
、トナーの転写効率の向上を期待することができ、その
結果、トナーの使用効率が向上し、クリーニング・シス
テムＦの負担が軽減される。好適な構造では、共振器１
００は、振動面がベルト１０と平行であり、ベルトの移
動方向１２を横切り、一般的にベルトの幅とほぼ同じ長
さに共に延びる長さを有するように構成される。ここで
説明したベルトは、共振器の振動運動に追随できる程度
に非剛性である、即ちある程度可撓性の特性を有する。

【００２０】図３と図４を参照し、また図５と図６によ
り分かり易く図示されているが、共振器１００の振動エ
ネルギーを、多くの方法でベルト１０に接続することが
できる。図示した構成では、共振器１００は、圧電変換
器素子１５０とホーン１５２によって構成され、両者は
バックプレート１５４上で支持される。ホーン１５２は
、プラットホーム部分１５６、ホーン先端部１５８およ
びベルト１０と接触して共振器の音響エネルギーをベル
ト１０に伝える接触端部１５９を有する。この構成を一
体として保持するため、バックプレート１５４、圧電変
換器素子１５０およびホーン１５２を貫通して延びるフ
ァスナ（図示せず）を設けてもよい。または、裏打ち板
またはボルトを必要としないで、エポキシの導電性メッ
シュ層のような接着剤を使用して、ホーンと圧電変換器
素子を接合してもよい。バックプレートを無くすること
によって、共振器の製作に必要な許容誤差を減らし、特
に圧電素子の厚さの許容誤差の拡大が可能になる。ある
動作例では、メッシュは、（圧縮および加熱前に）厚さ
が０．００５インチの熱硬化性エポキシのカプセルに封
入されたメッシュの厚さが０．００３インチのオーダの
〔テトコ社（Ｔｅｔｋｏ　Ｉｎｃ．）製の〕ニッケルを
コーティングした単繊維ポリエステル・ファイバーであ
った。りん青銅とモネルの金属メッシュを含む他のメッ
シュでも十分である。２つの樹脂によって構成される常
温硬化エポキシをまた使用してもよく、他の接着剤を使
用してもよい。図２１と図２２で、先端速度の相対的均
一性をｍｍ／ｓｅｃで比較した。電圧７．３ボルト、掃
引周波数６７ＫＨｚ　ないし７０ＫＨｚ　、チャープ（
ｃｈｉｒｐ）が１６ｍｓｅｃであり、ホーンの各セグメ
ント即ち各素子がボトルと繁がったボルト締め構成の場
合、先端速度は、±６８％も変化する。 これと対比して、電圧１０．０ボルト、掃引周波数７６
．５ＫＨｚ　ないし７９ＫＨｚ　、チャープが１ｍｓｅ
ｃであり、接着構成の場合、先端速度は、±２０％しか
変化しない。

【００２１】図２３と図２４は、本発明に従って構成し
た共振器の斜視図を示し、図２３の共振器は、黄銅の電
極片または電極板２００、裏打ち板２００を圧電ブロッ
ク素子２０４に接着するエポキシと導電性メッシュの第
１接着剤層２０２、およびホーン２０８を圧電ブロック
素子２０４に接着する第２接着剤層２０６を有する。こ
の構成は、図５と図６の構成と一般的に同じである。図
２４の共振器には、黄銅の電極を設けず、圧電ブロック
素子２５２をホーン２５４に接着するエポキシと導電性
メッシュの第１接着剤層２５０を有する。

【００２２】この構成を組立てる場合、エポキシと導電
性メッシュの層を、ホーンと圧電材料の間にサンドイッ
チしてクランプすることによって、エポキシがメッシュ
を介して、また全ての面によく流れることが保証される
。ＰＺＴの最高露出温度は、そのキュリー点の約５０％
であることが重要であると思われる。エポキシは硬化温
度が１４０°Ｆ　のものが入手可能であり、圧電材料は
１９５°Ｆ　から　３５０°Ｆのものが入手可能である
。したがって、エポキシＰＺＴ対は、この限度内に当て
はまるように選択されることが望ましい。

【００２３】ホーン１５２の接触先端部１５９は、テン
ションまたは浸透によってベルトと接触することが可能
であり、その結果、先端部の運動によって、ベルト１０
は振動しながら移動する。ホーンの先端部がベルトの通
常の位置以上に突出する距離によって、浸透を測定する
ことができ、これは１．５ｍｍないし３．０ｍｍの範囲
でよい。 浸透の度合いが大きくなると、浸透点に傾斜角度を生ず
ることに留意しなければならない。特に固い用紙の場合
、このような角度によって、用紙の後端部が持ち上げら
れる傾向がある。

【００２４】図４に示すように、共振器１００から写真
感光体１０に振動エネルギーを伝える接続構成を設ける
ため、共振器を真空ボックス構成１６０と真空供給器１
６２（真空源は図示せず）と組み合わせるように構成し
、写真感光体の通常の面に浸透することなく、共振器１
００を写真感光体１０に係合させてもよい。図５を参照
して、共振器１００は、共にバックプレート１５４上に
支持された圧電変換器素子１５０とホーン１５２によっ
て構成されてもよい。ホーン１５２は、プラットホーム
部分１５６、ホーン先端部１５８およびベルト１０と接
触してこれに共振器の音響エネルギーを伝える接触先端
部１５９を有する。

【００２５】図５は、図１に示した機械の中の写真感光
体の裏側に接触して結合するように構成したアセンブリ
を示し、これにはかなりスペース上の配慮が払われてい
る。したがって、ホーン先端部１５８は、一般的には気
密性の真空ボックス１６０の中を延び、真空ボックス１
６０は、出口１６２を介してダイアフラム式ポンプまた
は送風機（図示せず）のような真空源に接続され、出口
１６２は、真空ボックス１６０の上流の壁または下流の
壁１６４と１６６の長さに沿ってそれぞれ１つ以上の位
置に形成される。壁１６４と１６６は、ホーン先端部１
５８とほぼ平行して接触先端部１５９とのほぼ共通面ま
で延び、写真感光体ベルト１０に近接して、真空ボック
ス１６０に共同で開口部を形成し、この開口部て接触端
部は写真感光体と接触する。写真ボックスは、その両端
（機械の内側と外側）で密閉される（図示せず）。ホー
ン先端部１５８の真空ボックス１６０への入口は、弾性
密閉部材１６１でによって密閉され、この密閉部材は、
またホーン先端部１５８の振動を真空ボックス１６０の
壁１６４と１６６から切り離す機能も果たす。真空が出
口１６２を介して真空ボックス１６０に加えられると、
ベルト１０は引き寄せられて壁１６４と１６６およびホ
ーン先端部１５８と接触し、その結果、ホーン先端部１
５８は、共振器の音響エネルギーをベルト１０に伝える
。興味深いことに、真空ボックス１６０の壁１６４と１
６６も、また振動が望まれる領域外でのベルトの振動を
減衰させる傾向があり、その結果、振動が用紙を付着さ
せたり、引き離したりする工程の力学、または現像した
画像の完全性を妨げることはない。

【００２６】図６は共振器を写真感光体１０の裏側に接
続する同様の実施例を示すが、この場合、ボックスの壁
１６４ａと１６６ｂおよびホーン先端部１５８が写真感
光体１０の面に実質的に直角になるように構成されてい
る。さらに、共振器１００に取り付けられ、共振器１０
０を真空ボックス１６０ａに接続するブラケット１７２
と組み合わせて、１組のファイナンス１７０を使用する
。

【００２７】高周波の音響エネルギーまたは超音波エネ
ルギーは、ベルト１０の転写電界の適用領域内へ、また
望ましくは転写コロトロン４０の下の領域内に加える。 高周波の音響エネルギーまたは超音波エネルギーを転写
磁界全体に加えることによって、転写効率は向上するよ
うにみえるが、共振器１００を位置決めするための最適
位置を決定する際、転写効率の向上は、少なくとも部分
的にはホーン先端部１５８の速度の関数であることが注
目されてきた。先端部の速度が増加するにつれて、共振
器の望ましい位置は、転写コロトロンの中心線のほぼ反
対側であると思われる。この位置の場合、３００ｍｍ／
ｓｅｃ　ないし５００ｍｍ／ｓｅｃ　の範囲の先端部速
度で、最適転写効率が達成された。０ｍｍ／ｓｅｃ　か
ら４５ｍｍ／ｓｅｃ　の非常に遅い速度では、変換器の
位置は、転写特性に相対的に殆ど影響しない。振動が転
写磁界の外側で発生しないように、振動エネルギーを限
定的に加えることが望ましい。振動エネルギーを磁界の
外側に加えると、表面に対してトナーが電気機械的によ
り強力に付着し、その後の転写またはクリーニングで問
題が発生する。

【００２８】ホーンの少なくとも２つの形状が考えられ
てきた。図７の断面図を参照して、ホーンは、一般的に
長方形の底部１５６と一般的は三角形の先端部分１５８
を有する台形であり、三角形の先端部分の底部は長方形
の底部とほぼ同じ寸法を有してもよい。または、図８の
断面図に示すように、ホーンは、一般的に長方形の底部
１５６′と段付きのホーン先端部１５８′を有する段付
き形と呼ぶ形状を有してもよい。台形のホーンは、より
高い固有励振周波数を生ずるように思われるが、他方、
段付きホーンはより高い振動の振幅を生ずる。ホーンの
高さＨは周波数および振幅の応答に影響を与え、底部の
長さに対してより短かい先端部は、より高い周波数とよ
り大きい振動の限界振幅を生ずるように思われる。ホー
ンの高さＨは、約１インチから１．５インチ（２．５４
ｃｍから３．８１ｃｍ）の範囲内であることが望ましい
が、より長い、またはより短い長さでもよい。底部の幅
ＷＢ　の先端部の幅ＷＴ　に対する比率も、また応答振
幅と反応周波数に影響を与え、比率がより高いと、より
高い周波数とより大きい限界振幅を生ずる。ＷＢ　に対
するＷＴ　の比率は、約３：１から約６．５：１の範囲
内であることが望ましい。ベルト１０を横切るホーンの
長さＬも、また振幅の均一性に影響し、ホーンがより長
いと、より不均一な応答を生ずる。ホーンの望ましい材
質は、アルミである。バーニトロン社（Ｖｅｒｎｉｔｒ
ｏｎ，　Ｉｎｃ）　〔オハイオ州ベッドフォード（Ｂｅ
ｄｆｏｒｄ，　Ｏｈｉｏ）〕からＰＺＴの商標で販売さ
れている鉛ジルコン酸塩−鉛／チタン酸塩複合材料を含
む満足できる圧電材料は、Ｄ３３の高い値を有する。 変位定数は、一般的に４００〜５００ｍ／ｖ　×１０−
１２　の範囲内である。本発明も明らかにサポートする
他の振動エネルギーのソースがあり、これには磁気歪シ
ステムと電気力学的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。

【００２９】その長さＬを横切るホーン１５２の構造を
検討する際に、幾つかの関心事に留意しなければならな
い。ホーンがその長さに沿って均等な応答を生ずること
が非常に望ましく、さもないと、不均一な転写特性が結
果的に得られる。製造上また適用上の要求にとっては、
単一構造を有することもまた非常に望ましい。図９は、
溶接技術用の既知の共振器による部分的なホーンの分割
部分を示し、ここでホーン１５２の先端部分１５８ａは
、画像形成表面の面に対して垂直に、また画像形成表面
の移動方向と平行に切断されているが、ホーンの接触先
端部１５９を介して切断されず、一方連続した圧電変換
器１５０と連続した裏打ち板１５４はそのまま保持され
ている。１列のホーンの分割部分１〜１９を形成するこ
のような構成によって、図１０に示すように、ホーン先
端部に沿って応答が与えられ、この図は、６１．１ＫＨ
ｚ　周波数で励起された場合に、ホーン先端部に沿った
ホーンの分割部分１〜１９の列に沿って、約０．１８ｉ
ｎ／ｓｅｃ　／ｖから０．４１ｉｎ／ｓｅｃ　／ｖ（０
．４６ｃｍ／ｓｅｃ　／ｖから１．０４ｃｍ／ｓｅｃ　
／ｖ）の間で変化する速度応答を示す。 この応答は、接触端部を横切って均等化する傾向がある
が、なおホーン先端部を横切って可変な固有振動周波数
を示す。速度応答は、分割されないホーン先端部を横切
る場合よりも、分割されたホーン先端部を横切る場合の
方が大であるという望ましい結果に留意する必要がある
。

【００３０】ホーン１５２を完全に分割した場合に、ホ
ーンの角分割部分は、個別のホーンとして動作する傾向
がある。図１１は、完全なホーンの分割を示し、ここで
ホーン１５２は、画像形成表面の面に垂直に、また画像
形成表面の移動方向と一般的に平行に切断され、かつホ
ーンの接触先端部１５９ａと先端部分１５８ｂを介して
切断されるが、連続したプラットホーム部分１５６はそ
のまま保持されている。ホーンの先端部が分割され、解
放端部溝を生じる場合、各分割部分は、その応答におい
て多かれ少なかれ個別に動作する。図１２は、ホーンの
先端部に沿ったホーンの分割部分１〜１９の列に沿う速
度応答を示し、６１．１ＫＨｚ　の周波数で励起された
場合に、この速度反応は、約０．１１ｉｎ／ｓｅｃ　／
ｖから０．４１ｉｎ／ｓｅｃ　／ｖ（０．４６ｃｍ／ｓ
ｅｃ　／ｖから１．０４ｃｍ／ｓｅｃ　／ｖ）の間で変
化する。速度応答は、分割されないホーン先端部を横切
る場合よりも、分割されたホーン先端部を横切る場合の
方が大であるという望ましい結果に留意する必要がある
。この応答は、先端部を横切る場合により均一化する傾
向があるが、なお若干の相互連動（ｃｒｏｓｓ　ｃｏｕ
ｐｌｉｎｇ）　が認められる。曲線全体は、特に分割部
分の列に沿って隣接する分割部分の間で、より均一な応
答を示す。分割部分の正確な数は、本例で示し、ここで
説明した１９個の分割部分とは異なる場合もあることを
理解する必要がある。いずれの分割部分の長さＬｓ　も
ホーンの高さＨに従って選択され、ＨのＬｓ　に対する
比率は１：１よりも大きい範囲にあり、約３：１である
ことが好ましい。

【００３１】ホーンの接触先端部１５９ａと先端部分１
５８ｂを介して切断され、連続したプラットホーム１５
６と圧電素子１５０を有し、かつまた分割された裏打ち
板１５４ａを有する完全に分割れたホーン１５２を図１
３に示す。図１４は、６１．３ＫＨｚ　の周波数で励起
された場合に、約０．０９ｉｎ／ｓｅｃ　／ｖから０．
３８ｉｎ／ｓｅｃ　／ｖ（０．２３ｃｍ／ｓｅｃ　／ｖ
から０．３８ｃｍ／ｓｅｃ／ｖ）の間で変化する。ホー
ン先端部に沿ったホーン分割部分１〜１９の列に沿った
速度の応答を示し、この応答は、ホーン先端部を横切る
可変の固有振動周波数を示す傾向がある。全体の曲線は
、ホーンの分割部分の列に沿って隣接する分割部分の間
で、良好な応答の均一性を示す。

【００３２】ホーンの接先触端部１５９ａと先端部分１
５８ｂを介して切断され、連続したプラットホーム１５
６と分割された圧電素子１５０ａおよび分割された裏打
ち板１５４ａを有する完全に分割されたホーン１５２を
図１５に示す。図１６に示すように、分割部分間の応答
は、裏打ち板を分割しなかった場合よりも均一ではない
が、全体としてより均等な応答が認められる。各分割部
分は、その応答では完全に個別的に動作する。高度の均
一性が、隣接する分割部分間で認められる。

【００３３】上記の共振器構造は、裏打ち板を示してい
るが、相互連動を制限する分割の原理は、裏打ち板のな
い構造にも当てはまる。本発明に従って、また再び図２
を参照して、ＡＣ電源１０２によって、圧電変換器１５
０はホーン１６０の固有励起周波数に基づいて選択され
た周波数ｆで駆動される。もしホーンが、図９、１１．
３および１５で提案されるように、横に分割されたなら
、分割部分は、共通の均一な応答ではなく、むしろそれ
ぞれ個別の応答を有する複数のホーンとして動作する。 ホーンの先端部の速度は、トナーを最適に分離するのに
望ましい最大速度になるが、励起周波数が本装置の固有
励起周波数から変化するので、先端部の速度応答は、シ
ャープに低下する。図１７はその不均一性の影響を示し
、またサンプルの分割されたホーンが、５９．０ＫＨｚ
　の１つの周波数で励起された場合、サンプルの分割さ
れたホーンに沿った位置に対する先端部速度をｍｍ／ｓ
ｅｃ　で示す。 この例は、先端部の速度がこの励起周波数でサンプル・
ホーンに沿って１００ｍｍ／ｓｅｃ　未満ないし１００
０ｍｍ／ｓｅｃ　以上に変化することを示している。し
たがって図１８は、ホーンの分割部分の予想される固有
励起周波数に基づいて選択された周波数の範囲で、ＡＣ
電源１０２によって、圧電変換器１５０が駆動される結
果を示す。全てのホーン分割部分の平均固有周波数に中
心があり、５８ＫＨｚ　から６１ＫＨｚ　までの３ＫＨ
ｚ　幅の範囲での周波数の掃引正弦波信号によって、圧
電変換器は励起された。図１８は、応答の改善された均
一性を示し、この応答は、２００ｍｍ／ｓｅｃ　を少し
下回った値から約６００ｍｍ／ｓｅｃ　に変化するに過
ぎない。

【００３４】所望の掃引周波数期間、即ち１秒当りの掃
引数は、写真感光体の速度に基づいて、写真感光体に沿
う各点で最高の先端部速度が見られ、トナーの搬送に役
立つために充分に大きい振動が経験できるように選択さ
れる。周波数帯を励起する少なくとも３つの方法が使用
可能である。即ちこれらの方法は、周波数帯内の全ての
周波数を無作為の方法で連続的に励起する周波数帯制限
無作為励起法、所定の帯域によって個々のホーンの全て
の個別共振を同時に励起する方法、および一定の周波数
帯にわたって１つの正弦波励起を掃引する掃引正弦励起
法である。勿論、正弦曲線以外に、多くの他の波形が適
用可能である。これらのこの方法によって、１つのまた
は同一の膨脹モード（ｄｉｌａｔｉｏｎ　ｍｏｄｅ）が
、全てのホーンに対して得られる。

【００３５】図１７および図１８および図１０、１２、
１４および１６の他の共振器の応答曲線から、この装置
の連続する機械的挙動の結果として、分割されたホーン
の分割部分の応答がホーンの端部で弱くなる傾向のある
ことも、また認められる。しかし、画像形成面の幅方向
を横切って構成された装置全体に沿って、均一な応答が
必要である。この端部での落ち込みの影響を補償するた
め、共振器の圧電変換器素子を一連の素子に分割し、そ
れぞれをホーンの分割部分の少なくとも１つと関連させ
、少なくとも端部の素子に別の駆動信号を発生してもよ
い。図１９に示すように、端部での落ち込みの影響を補
償するため、図１５の共振器に別の駆動構成を設け、共
振器の圧電変換器素子を一連の素子に分割し、それぞれ
をホーンの分割部分の少なくとも１つと関連させ、少な
くとも端部の素子に別の駆動信号を発生してもよい。 図２０に示すように、本構成の１つの可能な実施例では
、一連の１９個の対応する圧電変換器素子とホーンを測
定目的のために使用する。曲線Ａは、１番から１９番ま
での各圧電変換器素子に１．０ボルトを印加した場合の
装置の応答を示す。図１９に示すように、３番から１７
番までの圧電変換器素子に１．０ボルトを印加し、２番
と１８番の圧電変換器素子に１．５ポルトを印加し、１
番と１９番の圧電変換器素子に３．０ボルトを印加した
場合の曲線を、曲線Ｂは示す。その結果、曲線Ｂは曲線
Ａに対して非常に平坦化され、より均一な応答が得られ
る。加えられる各信号は同相であり、共振器を横切って
対称的な応答を達成するため、記載の構成では対称にな
っている。勿論、ホーンの各分割部分に１個の圧電素子
を設けま代りに、最も外側のホーンの分割部分には別の
圧電素子を設け、共振器の中央領域を通る素子を連続す
る素子としても、効果は同じである。

【００３６】再度図１を参照して、本発明の共振器と真
空に接続する構成は、殆ど変更することなく、電子写真
装置のクリーニング・ステーションにも等しく適用する
ことができることは、容易に理解できる。したがって、
図１に示すように、共振器と真空に接続する装置２００
は、クリーニングに先立ってトナーを表面から機械的に
分離するため、クリーニング・ステーションＦと接近し
て構成してもよい。さらに、クリーニング前の電荷の平
準化と同時に、振動エネルギーを加えると、クリーニン
グ前処理が改善されると信じられている。本発明も、こ
の用途に同様に適用することができる。

【００３７】可撓性の部材からトナーを分離するため、
その部材に加える振動エネルギーの均一性を改善する１
つの手段として、記載の共振器は電子写真のアプリケー
ションに多数の用途を有する。１つの用途の例は、潜像
を現像する位置に構成され、トナーの付着したトナー・
ベルトからトナーを分離させる用途である。トナー・ベ
ルトの表面からのトナーの機械的な分離および画像に対
するトナーの静電気による吸引に関して、より一層の進
歩を認めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を含む電子写真印刷機を示す概略側面図
である。

【図２】本発明の転写ステーションおよび関連する超音
波転写強化装置の概略図である。

【図３】画像形成表面に超音波共振器を接続する２つの
構成の概略図である。

【図４】画像形成表面に超音波共振器を接続する２つの
構成の概略図である。

【図５】本発明による真空接続アセンブリの断面図であ
る。

【図６】本発明による真空接続アセンブリの断面図であ
る。

【図７】本発明で使用するのに適した２つの種類のホー
ンの断面図である。

【図８】本発明で使用するのに適した２つの種類のホー
ンの断面図である。

【図９】共振器の図である。

【図１０】図９と関連して、選択された周波数において
先端部を横切る応答のグラフである。

【図１１】他の共振器の図である。

【図１２】図１１と関連して、選択された周波数におい
て先端部を横切る共振器の応答のグラフである。

【図１３】更に他の共振器の図である。

【図１４】図１１と関連して、選択された周波数におい
て先端部を横切る共振器の応答のグラフである。

【図１５】他の共振器と選択された周波数におけるこの
共振器からの応答を示す図である。

【図１６】他の共振器と選択された周波数におけるこの
共振器からの応答を示す図である。

【図１７】１つの周波数で励起された場合と、ある範囲
の周波数で励起された場合の、共振器から得られた共振
器の励動応答を示す。

【図１８】１つの周波数で励起された場合と、ある範囲
の周波数で励起された場合の、共振器から得られた共振
器の駆動応答を示す。

【図１９】分割部分が最適の応答を生ずるように選択さ
れた電圧で個別に励起された場合の図１５と図１６の共
振器および１つの電圧で励起された場合と多数の電圧で
励起された場合の応答の比較を示す。

【図２０】分割部分が最適の応答を生ずるように選択さ
れた電圧で個別に励起された場合の図１５と図１６の共
振器および１つの電圧で励起された場合と多数の電圧で
励起された場合の応答の比較を示す。

【図２１】ボルトで締められた共振器と、接着剤で接着
された共振器の応答の比較を示す。

【図２２】ボルトで締められた共振器と、接着剤で接着
れた共振器の応答の比較を示す。

【図２３】裏打ち板のある場合とない場合の接着された
共振器の実施例を示す。

【図２４】裏打ち板のある場合とない場合の接着された
共振器の実施例を示す。

【符号の説明】

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 １０　　　　写真感光体ベルト １００　　　　共振器 １５２、２５４　　　　ホーン １５４　　　　バックプレート １５８　　　　ホーン先端部 ２００　　　　電極板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　無限経路に沿って移動する電荷保持表
   面を有する非剛性部材、上記の電荷保持表面上に潜像を
   形成する手段、トナーによって上記の潜像を画像に従っ
   て現像する手段、現像したトナー画像をコピー用紙に静
   電気によって転写する手段、および電荷保持表面からの
   トナーの分離を促進し、比較的高い周波数の振動エネル
   ギーを発生し、また可撓性ベルト部材を横切ってこれと
   接触する部分を有する共振器を有する画像形成装置にお
   いて、上記の共振器は：高周波の振動エネルギーを上記
   の非剛性部材に加え、プラットホーム部分、ホーン部分
   および接触部分を有し、上記の非剛性部材を横切って延
   びるホーン部材；上記のホーンのプラットホームに接続
   され、上記のホーン部材を駆動するために必要な高周波
   の振動エネルギーを発生する振動エネルギー発生手段；
   および上記の振動エネルギー発生手段を駆動する電圧源
   ；によって構成され、上記のホーン部材と上記の振動エ
   ネルギー発生手段は接着剤によって接着されることを特
   徴とする画像形成装置。