(57)【要約】【課題】微量な残留トナーも精密に且つ客観的に検出し判断できる残留トナー検出装置及び検出方法並びにトナー払拭性評価装置を提供する。【解決手段】感光体ユニットの感光体１表面の残留トナーを検出する装置であって、前記感光体１の観察表面近傍に平行にレーザー光９を照射するレーザー照射手段８と、前記観察表面を観察する観察手段１１とを具備し、前記観察手段１１は、前記レーザー光が前記感光体１表面での散乱光を観察するものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体ユニットの感光体表面の残留トナーを検出する装置であって、前記感光体の観察表面近傍に平行にレーザー光を照射するレーザー照射手段と、前記観察表面を観察する観察手段とを具備し、前記観察手段は、前記レーザー光が前記感光体表面での散乱光を観察するものであることを特徴とする残留トナー検出装置。
【請求項２】
前記レーザー照射手段は、前記感光体の軸方向端部から軸に平行にレーザー光を照射するものであることを特徴とする請求項１記載の残留トナー検出装置。
【請求項３】
前記観察手段は、前記観察表面に相対向するように設けられた光学レンズと、この光学レンズから入力される画像を撮像するイメージセンサとを具備することを特徴とする請求項１又は２記載の残留トナー検出装置。
【請求項４】
前記観察表面は、前記感光体の軸方向の一部であり、前記観察手段は、前記感光体の軸方向に移動自在であり、前記感光体の軸方向の何れの領域も観察可能であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の残留トナー検出装置。
【請求項５】
観察対象とする感光体と、この感光体を回転駆動可能に支持する感光体支持手段と、前記感光体にトナーを供給するトナー供給手段と、このトナー供給手段の下流側に設けられて前記感光体表面に付着したトナーを払拭するクリーニング手段と、このクリーニング手段により払拭された表面を観察表面として観察する観察手段と、前記観察表面近傍に平行にレーザー光を照射するレーザー照射手段とを具備し、前記観察手段は、前記レーザー光が前記感光体表面での散乱光を観察することにより残留トナーを検出するものであることを特徴とするトナー払拭性評価装置。
【請求項６】
観察対象とする感光体と、この感光体を回転駆動可能に支持する感光体支持手段と、前記感光体にトナーを供給するトナー供給手段と、このトナー供給手段の下流側に設けられて前記感光体表面に付着したトナーを払拭するクリーニング手段と、このクリーニング手段により払拭された表面を観察表面として観察する観察手段と、前記観察表面近傍に平行にレーザー光を照射するレーザー照射手段とを具備し、前記観察手段は、前記レーザー光が前記感光体表面での散乱光を観察することにより残留トナーを検出し、これにより前記クリーニング手段の評価を行うものであることを特徴とするトナー払拭性評価装置。
【請求項７】
前記レーザー照射手段は、前記感光体の軸方向端部から軸に平行にレーザー光を照射するものであることを特徴とする請求項５又は６記載のトナー払拭性評価装置。
【請求項８】
前記観察手段は、光学レンズとイメージセンサとを具備して前記観察表面のデジタル画像を取得するものであることを特徴とする請求項５〜７の何れか一項に記載のトナー払拭性評価装置。
【請求項９】
前記観察表面は、前記感光体の軸方向の一部であり、前記観察手段は、前記感光体の軸方向に移動自在であり、前記感光体の軸方向の何れの領域も観察可能であることを特徴とする請求項５〜８の何れか一項に記載のトナー払拭性評価装置。
【請求項１０】
前記感光体、前記トナー供給手段及び前記クリーニング手段がそれぞれ評価対象に交換可能であることを特徴とする請求項５〜９の何れか一項に記載のトナー払拭性評価装置。
【請求項１１】
前記クリーニング手段が、前記感光体表面を払拭するゴムブレードを具備するものであることを特徴とする請求項５〜１０の何れか一項に記載のトナー払拭性評価装置。
【請求項１２】
回転駆動される感光体の観察表面近傍に平行にレーザー光を照射する一方、当該レーザー光の前記感光体表面での散乱光を観察することにより残留トナーの有無を検出することを特徴とする残留トナー検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転写工程及びクリーニング工程後の感光体に残留するトナーを簡便に且つ高感度で検出するための残留トナー検出装置及び検出方法並びにクリーニング部材のトナー払拭性を簡便に且つ高感度で評価するトナー払拭性評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＴ化社会を背景に、業務用だけでなく家庭用としても需要が拡大しているレーザープリンター、複写機の心臓部とも言える現像ユニットには、ＯＰＣ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｐｈｏｔｏｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）感光体ユニットが一般的に使用されている。このようなＯＰＣ感光体ユニットを用いた電子写真プロセスでは、帯電器とレーザーを使って作成される感光体上の静電潜像（印刷画像に対応した電荷分布）にトナーを吸着させ、これを順次、紙に転写する現像工程を実行することにより画像を形成する。かかるプロセスでは、転写されずに感光体に残るトナーを除去するために、転写工程後方にゴムブレードやゴムロールなどのクリーニング部材が装着され残存トナーを完全に払拭するようにしている。
【０００３】
近年、高解像度化・高速化を背景に、払拭性のより高いブレードの開発が求められているが、従来、残留トナーが除去されたか否かの評価は、クリーニング後の感光体表面を観察して目視で残留トナーが多いか少ないかを判断することにより行われている（特許文献１等参照）。
【０００４】
しかしながら、単なる画像による評価では、微量なトナーを検出するのが困難であり、また、微量なトナーの微妙な差は判断できず、払拭性の判断が精密にできないという課題があった。
【特許文献１】特開平７−１５９３７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑み、微量な残留トナーも精密に且つ客観的に検出し判断できる残留トナー検出装置及び検出方法並びにトナー払拭性評価装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成する本発明の第１の態様は、感光体ユニットの感光体表面の残留トナーを検出する装置であって、前記感光体の観察表面近傍に平行にレーザー光を照射するレーザー照射手段と、前記観察表面を観察する観察手段とを具備し、前記観察手段は、前記レーザー光が前記感光体表面での散乱光を観察するものであることを特徴とする残留トナー検出装置にある。
【０００７】
本発明の第２の態様は、前記レーザー照射手段は、前記感光体の軸方向端部から軸に平行にレーザー光を照射するものであることを特徴とする第１の態様に記載の残留トナー検出装置にある。
【０００８】
本発明の第３の態様は、前記観察手段は、前記観察表面に相対向するように設けられた光学レンズと、この光学レンズから入力される画像を撮像するイメージセンサとを具備することを特徴とする第１又は２の態様に記載の残留トナー検出装置にある。
【０００９】
本発明の第４の態様は、前記観察表面は、前記感光体の軸方向の一部であり、前記観察手段は、前記感光体の軸方向に移動自在であり、前記感光体の軸方向の何れの領域も観察可能であることを特徴とする第１〜３の何れかの態様に記載の残留トナー検出装置にある。
【００１０】
本発明の第５の態様は、観察対象とする感光体と、この感光体を回転駆動可能に支持する感光体支持手段と、前記感光体にトナーを供給するトナー供給手段と、このトナー供給手段の下流側に設けられて前記感光体表面に付着したトナーを払拭するクリーニング手段と、このクリーニング手段により払拭された表面を観察表面として観察する観察手段と、前記観察表面近傍に平行にレーザー光を照射するレーザー照射手段とを具備し、前記観察手段は、前記レーザー光が前記感光体表面での散乱光を観察することにより残留トナーを検出するものであることを特徴とするトナー払拭性評価装置にある。
【００１１】
本発明の第６の態様は、観察対象とする感光体と、この感光体を回転駆動可能に支持する感光体支持手段と、前記感光体にトナーを供給するトナー供給手段と、このトナー供給手段の下流側に設けられて前記感光体表面に付着したトナーを払拭するクリーニング手段と、このクリーニング手段により払拭された表面を観察表面として観察する観察手段と、前記観察表面近傍に平行にレーザー光を照射するレーザー照射手段とを具備し、前記観察手段は、前記レーザー光が前記感光体表面での散乱光を観察することにより残留トナーを検出し、これにより前記クリーニング手段の評価を行うものであることを特徴とするトナー払拭性評価装置にある。
【００１２】
本発明の第７の態様は、前記レーザー照射手段は、前記感光体の軸方向端部から軸に平行にレーザー光を照射するものであることを特徴とする第５又は６の態様に記載のトナー払拭性評価装置にある。
【００１３】
本発明の第８の態様は、前記観察手段は、光学レンズとイメージセンサとを具備して前記観察表面のデジタル画像を取得するものであることを特徴とする第５〜７の何れかの態様に記載のトナー払拭性評価装置にある。
【００１４】
本発明の第９の態様は、前記観察表面は、前記感光体の軸方向の一部であり、前記観察手段は、前記感光体の軸方向に移動自在であり、前記感光体の軸方向の何れの領域も観察可能であることを特徴とする第５〜８の何れかの態様に記載のトナー払拭性評価装置にある。
【００１５】
本発明の第１０の態様は、前記感光体、前記トナー供給手段及び前記クリーニング手段がそれぞれ評価対象に交換可能であることを特徴とする第５〜９の何れかの態様に記載のトナー払拭性評価装置にある。
【００１６】
本発明の第１１の態様は、前記クリーニング手段が、前記感光体表面を払拭するゴムブレードを具備するものであることを特徴とする第５〜１０の何れかの態様に記載のトナー払拭性評価装置にある。
【００１７】
本発明の第１２の態様は、回転駆動される感光体の観察表面近傍に平行にレーザー光を照射する一方、当該レーザー光の前記感光体表面での散乱光を観察することにより残留トナーの有無を検出することを特徴とする残留トナー検出方法にある。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、感光体の表面に平行にレーザー光を照射し、そのレーザー光の散乱光を検出することにより、感光体表面に付着している残留トナーを精密に検察でき、残留トナーの有無、クリーニング手段の払拭性の評価を簡便に且つ精密・高感度で行うことができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施形態に基づいて説明する。
【００２０】
図１〜図３には本発明の一実施形態に係るトナー払拭性評価装置の概略斜視図、側面及び上面からみた概略構成を示す概略配置図である。なお、かかるトナー払拭性評価装置は、残留トナーを検出する機能だけみれば、残留トナー検出装置であるが、以下、トナー払拭性評価装置として説明する。
【００２１】
これらの図面に説明するように、感光体１は、一対の支持台２、３に着脱自在且つ回転自在に支持され、一方の支持台３には、感光体１を回転駆動するモーター４が付設されている。また、感光体１の周囲には、感光体１の表面にトナーを供給するトナー供給ユニット５が設けられている。トナー供給ユニット５は、図示しない支持部材を介して着脱自在に且つ感光体１との相対位置を調整可能に支持されている。一方、トナー供給ユニット５の感光体１の回転方向下流側には、クリーニング手段の一例であるクリーニングブレード６がブレード保持部材７に保持されている。ブレード保持部材７は、クリーニングブレード６の感光体１への当接圧や当接角度などを適宜調整することができるものである。
【００２２】
このように、かかるトナー払拭性評価装置は、市販の様々なプリンターの感光体ユニットとトナーの組合せを評価するため，感光体はモーターユニットと着脱可能な構造になっている。また、評価対象となるクリーニングブレード６を種々用いることができるため、クリーニングブレード６も着脱自在である。また、クリーニングブレード６は、感光体１との接触角度（図２にθで示す）を調製でき且つ感光体１との相対位置を調整してブレード先端の押し込み量を調節することにより、接触圧力が適宜調整できるようになっている。
【００２３】
感光体１のクリーニングブレード６の下流側の支持台２側の軸方向外側にはレーザー光照射手段８が設けられている。レーザー照射手段８は、感光体１の軸方向外側から感光体１の表面に平行にレーザー光９を照射するものである。レーザー照射手段８は、レーザー光９が感光体１の表面に沿って平行に照射されるように、その照射位置が感光体１の軸方向に直交する二方向に移動可能なレーザー支持台１０に支持されている。なお、感光体１のレーザー光９に沿った軸方向に伸びる領域が観察表面となり、感光体１を回転駆動している状態では、観察表面は連続的に変化する。
【００２４】
一方、感光体１のクリーニングブレード６の略反対側には、観察手段１１が設けられている。観察手段１１は、観察表面を接写可能なレンズ１２とＣＣＤ撮像素子１３とを有し、観察したデータをパソコン１４に送信する機能を具備するものである。ここで、レンズ１２及びＣＣＤ撮像素子１３は、観察表面を観察する方向を調整可能な基台１５に保持され、且つ基台１５はレール１６に、観察方向を固定したまま、感光体１の軸方向に移動可能に支持されている。すなわち、観察表面からの散乱光の観察は、後述するように、トナーの種類や感光体１の回転速度などにより観察方向を調整するのが好ましいので、評価対象を決定した後、レーザー散乱光が最も良好に観察できる方向から観察するようにするのが好ましい。
【００２５】
以上説明したトナー払拭性評価装置では、感光体１を回転駆動しながら、感光体１の表面にトナー供給ユニット５からトナーを供給しながら、これをクリーニングブレード６でクリーニングし、その後の感光体１の観察表面に沿ってレーザー光９を照射し、レーザー散乱光を観察手段１１で観察することにより、残留トナーが存在するか否かが判断でき、クリーニングブレード６の払拭性を評価することができる。
【００２６】
（実施例）
以下、具体的な装置構成の一例を説明する。
【００２７】
感光体１は、最高回転数２００ｒｐｍ（毎分５０〜６０枚に相当）、回転精度１０μｍ以内でモーター４によって回転制御されるようになっている。感光体１としては、市販のレーザープリンターの直径３０ｍｍのＯＰＣ感光体を使用した。
【００２８】
レーザー照射手段８は、例えば、半導体レーザーであり、これから照射されるレーザー光９の出射ビーム径とその広がり角はそれぞれ１ｍｍ以下、１．５ｍｒａｄ以下である。
【００２９】
トナー供給ユニット５から供給されるトナーの粒径を変化させて、残存トナーの検出を行った。
【００３０】
クリーニングブレード６としては、幅５０ｍｍ、厚さ２ｍｍのＪＩＳ−Ａ硬度７７のポリウレタンゴム製のものを使用し、接触角度θを２０°、単位長さあたりの接触荷重が２ｇｆ／ｍｍとなるように設定した。
【００３１】
一方、レーザー散乱光を検出する観察手段１１であるレンズ１２及びＣＣＤ撮像素子１３は、ＣＣＤ上の最大倍率が３．４×３．８μｍ／ｐｉｘｅｌである。
【００３２】
図４はクリーニングブレード６によってトナーが完全に払拭された場合（図４（ａ））と、一部のトナーがクリーニングブレード６をすり抜けて感光体１上に残存した場合（図４（ｂ））の静止時の感光体１の観察表面の画像である。なお、比較のため、観察表面を白色光による正反射観察を行った結果も示す。
【００３３】
図４から明らかなように、白色光による正反射観察では明確には識別できない残存トナーが、感光体１と平行に照射したレーザー光９の散乱光を観察手段１１で検出することで、明瞭に検出された。
【００３４】
図５は、異なる粒径のトナーを用いて撮影した場合の、静止時（図５（ａ））および３２ｒｐｍ回転時（図５（ｂ））のレーザー散乱光画像とＡ−Ａ´の輝度波形である。感光体１の回転によって、検出される散乱光画像は周方向に拡大されるものの、明瞭な散乱光画像が検出されており、観察手段１１による散乱光の観察は、回転駆動時の感光体１の表面に残存したトナー検出に有効であることが確認された。
【００３５】
図５に示す結果から、回転数３２ｒｐｍの例では粒径６μｍの残存トナーまで検出できることが確認された（輝度しきい値５０）。このように得られた散乱光画像を一定の輝度しきい値で判別することによって、ブレード全体のすり抜けトナーの検出が可能である。
【００３６】
図６及び図７は、図５に図示した輝度プロファイル並びに６４ｒｐｍ回転時の輝度プロファイルから求めた、最大輝度Ｉ及び散乱光幅Ｗと、粒径との関係をそれぞれ示したものである。これらの結果から明らかなように、検出される散乱光強度は粒径や回転数に依存することがわかった。通常、感光体１の回転数やトナー種類は機種毎に固定されているので、この範囲でクリーニングブレード６の払拭性の効果を評価するには全く問題ないが、異なる機種の比較を行う際には、トナーの種類や回転数毎に撮影条件を校正する必要がある。
【００３７】
（その他の実施例）
上述したトナー払拭性評価装置では、実機の感光体などの部品をセットして評価するものであり、帯電ユニットや転写ユニットなどを省略しているが、帯電ユニット及び／又は転写ユニットを設けるようにしてもよい。また、実機の部品をセットするのではなく、レーザー照射手段と観察手段を実機にセットするようにしてもよい。
【００３８】
また、クリーニング手段としては、ブレード形状の他、ロール形状であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態に係るトナー払拭性評価装置の概略斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るトナー払拭性評価装置の側面から見た概略配置を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るトナー払拭性評価装置の上面から見た概略配置を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るトナー払拭性評価装置の試験結果を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るトナー払拭性評価装置の試験結果を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るトナー払拭性評価装置の試験結果を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るトナー払拭性評価装置の試験結果を示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  感光体
５  トナー供給ユニット
６  クリーニングブレード
８  レーザー照射手段
９  レーザー光
１１  観察手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図６】
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【図７】
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【図４】
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【図５】
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