清洁系统 【技术领域】
本发明涉及将附着在被清洁材料的表面上的异物 ( 尘埃等 ) 去除的清洁系统。特 别是适合于被清洁材料为例如薄膜、 薄片、 印制基板等薄物的情况。背景技术
以往， 作为对于平板显示器 (FPD) 的玻璃基板及粘贴薄膜等较薄的被清洁材料去 除附着在表面上的尘埃等异物的清洁系统， 已知使用粘着辊并利用其粘着力来去除上述异 物的技术方案 ( 例如参照专利文献 1)。
用这种粘着辊无法去除平均径 1μm 以下的异物， 再者完全地去除一旦附着在粘 着辊的表面 ( 粘着层 ) 上的尘埃等异物很困难， 在维护性上不佳。另外， 由于对粘着辊施加 某程度压力按压在被清洁材料上以去除异物， 所以若被清洁材料例如为薄膜， 则担心不仅 去除上述异物而且薄膜粘在辊表面上。
因而， 发明者根据在应用电子照相技术从被清洁材料去除尘埃等异物之际， 如果 通过剥离带电 ( 或者接触带电 ) 在清洁辊的外周面预先带有可以通过静电力来吸附上述 异物的电荷， 则能够通过上述清洁辊利用静电力去除上述异物的情况， 另行提出专利申请 ( 参照日本专利申请特愿 2008-271797)。
现有技术文献
专利文献 1 ： 日本专利公开特开 2008-168188 号公报 ( 第 0014 段 ) 发明内容 但是， 上述现有技术， 为了通过被清洁材料和清洁辊的接触剥离使清洁辊的外周 面带有能够通过静电力来吸附上述异物的电压， 需要依据上述被清洁材料来决定上述清洁 辊的外层部的材料。
因而， 发明者将上述另行申请专利的技术方案更进一步推进， 如果使用带电控制 辊或外部电源积极地控制上述清洁辊的带电， 使上述清洁辊的外周面稳定地维持能够通过 静电力来吸附上述异物的带电压， 就能够将上述异物从被清洁材料长期间稳定地进行吸附 除去， 从这一点出发而完成了本发明。
本发明的目的是提供一种能够长期间稳定地进行利用清洁辊的异物吸附动作的 清洁系统。
技术方案 1 的发明提供一种清洁系统， 具备一边接触于被清洁材料的表面并进行 旋转一边相对移动的清洁辊， 通过上述清洁辊利用静电力去除在上述被清洁材料的表面上 附着的尘埃等异物， 该清洁系统的特征在于 ： 上述清洁辊能够在外周面带有通过静电力来 吸附在上述被清洁材料的表面上附着的异物的电荷， 对于上述清洁辊， 设置一边接触于上 述清洁辊的外周面一边旋转的带电控制辊， 上述带电控制辊能够使上述清洁辊带有用于通 过静电力来吸附在上述被清洁材料的表面上附着的异物的电荷。
这样一来， 通过清洁辊和带电控制辊的旋转所造成的接触剥离， 用于通过静电力
来吸附在被清洁材料的表面上附着的异物的电荷被带电， 对于上述清洁辊， 通过一边接触 于上述清洁辊的外周面一边旋转的带电控制辊对清洁辊长期稳定地得以带电。据此， 清洁 辊通过静电力来吸附在上述被清洁材料的表面上附着的异物， 从上述被清洁材料的表面上 去除上述异物。因而， 就能够长期间地实施利用清洁辊的清洁。
另外， 即便是同一清洁辊， 通过改变带电控制辊 ( 就是说， 通过改变清洁辊和带电 控制辊的组合 )， 能够使清洁辊的外周面带正侧电荷或者带负侧电荷， 能够依据附着在被清 洁材料的表面上的异物种类 ( 包含同一原材料的异物但带电极性不同的情况等 ) 实施最佳 的清洁。
进而， 如果对于带电控制辊通过外部电源 ( 例如高压电源 ) 等来施加与清洁辊上 带电的电荷 ( 正电荷或者负电荷 ) 同符号的电压， 就能够使清洁辊具有的带电性依据所施 加的电压进行上升， 能够实现通过清洁辊更加效率良好地将异物吸附除去的效果。
在此情况下， 例如技术方案 2 所记载那样， 能够通过上述带电控制辊一边接触于 上述清洁辊的表面一边旋转， 在与上述清洁辊之间， 依据上述带电控制辊和上述清洁辊的 表面特性差异而产生电位差。
这样一来， 通过清洁辊和带电控制辊的旋转所造成的接触剥离， 上述清洁辊的带 电压就成为以上述带电控制辊的带电压为基准， 产生与上述带电控制辊的表面特性 ( 例如 带电序列 ) 差异相应的电位差的带电压， 带有用于通过静电力来吸附在被清洁材料的表面 上附着的异物的电荷。 如技术方案 3 所记载那样， 优选对于上述清洁辊， 设置一边接触于上述清洁辊的 外周面一边旋转的转印辊， 此转印辊具备 ： 具有导电性的芯棒 ； 以及设置于此芯棒外侧的 圆筒状的弹性层部， 上述转印辊的弹性层部的体积电阻率高于上述芯棒， 用表面能够带有 通过静电力来吸附在上述清洁辊的外周面上附着的异物的电荷的材料所形成。
这样一来， 通过静电力被吸附于清洁辊的外周面的异物就通过清洁辊的旋转与转 印辊的外周面 ( 表面 ) 进行接触。由于上述转印辊的弹性层部用能够带电通过静电力来吸 附在上述清洁辊的外周面附着的异物的电荷的材料而形成， 所以上述异物就通过此接触离 开清洁辊， 被转印到转印辊。
这样， 通过清洁辊从被清洁材料的表面上所去除的异物被转印到转印辊， 异物也 不会回到被清洁材料的表面上。另外， 由于清洁辊的外周面上的异物不断地被转印到转印 辊侧， 所以就不需要实施对于上述清洁辊定期地除去 ( 清扫 ) 附着于辊外周面的异物、 或者 定期地更换附着有上述异物的清洁辊之类的维护作业。因而， 就能够长期间继续进行利用 清洁辊的异物吸附动作。
如技术方案 4 所记载那样， 还能够隔着上述被清洁材料， 在上述清洁辊的相反侧 配置导辊， 上述导辊提高上述清洁辊通过静电力来吸附在上述被清洁材料的表面上附着的 异物用的电场强度。
这样一来， 两根辊 ( 清洁辊、 导辊 ) 隔着被清洁材料相对置， 被清洁材料在清洁辊 以及导辊接触的位置从上下进行支撑， 在稳定性良好地得以支撑的状态下进行异物的除 去。
另外， 清洁辊通过静电力来吸附在被清洁材料的表面上附着的异物用的电场强度 借助于导辊得以提高， 被清洁材料上的带电异物依据所附与的电场强度被吸附到清洁辊，
效率良好地得以除去。
如技术方案 5 所记载那样， 优选上述清洁辊具备 ： 具有导电性的芯棒 ； 设置于此芯 棒外侧的圆筒状的内层部 ； 以及设置于此内层部外侧的外层部， 此外层部具有 50°以上的 硬度 (JIS( 日本工业标准 )-A) 且体积电阻率高于上述内层部。这里， “体积电阻率高” 意 味着电阻较高。 另外， 上述外层部的硬度使用用形成上述外层部的材料经过成形的厚度 2mm 的平板来进行测定。 此外， 更理想的是外层部的硬度 (JIS-A( 日本工业标准 -A)) 在 60°以 上。
这样一来， 由于外层部具有 50°以上的硬度 (JIS-A)， 所以能够提高辊表面硬度， 另外， 由于外层部的体积电阻率高于内层部， 所以在通过与接触于表面的物体的接触剥离 而发生的带电压的维持上有效果， 能够使通过静电力来吸附在被清洁材料的表面上附着的 异物的电荷在外周面进行带电。
因而， 不同于以往的粘着辊， 即便被清洁材料为薄膜等薄物， 也能够维持辊隙宽度 不变并防止被清洁材料缠绕到清洁辊。
如技术方案 6 所记载那样， 优选上述清洁辊的上述内层部用具有导电性的弹性材 料所形成， 上述外层部用丙烯酸混合氨基甲酸乙酯或者氟混合氨基甲酸乙酯所形成。 这样一来， 相对于仅将氨基甲酸乙酯用于辊外周面的情况， 能够使带电极性进行 变化， 如果是丙烯酸混合氨基甲酸乙酯， 则易于从被清洁材料进行除去带负电的异物， 如果 是氟混合氨基甲酸乙酯， 则易于从被清洁材料进行除去带正电的异物。
如技术方案 7 所记载那样， 还能够采用以下结构 ： 对于上述清洁辊， 设置一边接触 于上述清洁辊的表面一边旋转的转印辊， 上述带电控制辊在芯轴上连接第 1 外部电源， 并 能够对上述清洁辊改变用于通过静电力来吸附在上述被清洁材料的表面上附着的异物的 电荷， 上述转印辊由能够在表面带有通过静电力来吸附在上述清洁辊的表面上附着的异物 的电荷的材料所形成， 并且能够借助于上述带电控制辊的芯轴上连接的第 1 外部电源来改 变通过静电力吸附异物的电荷。
这样一来， 由于带电控制辊能够对上述清洁辊设定用于通过静电力来吸附在上述 被清洁材料的表面上附着的异物的电荷， 所以就能够通过带电控制辊使通过静电力来吸附 在被清洁材料的表面上附着的异物用电荷对上述清洁辊稳定地进行带电。据此， 清洁辊通 过静电力来吸附在上述被清洁材料的表面上附着的异物的吸附力稳定。
另外， 对于上述清洁辊， 以一边接触于上述清洁辊一边旋转的方式设置转印辊， 该 转印辊由可以在表面带有通过静电力来吸附在上述清洁辊的表面上附着的异物的电荷的 材料所形成， 所以通过静电力被吸附于清洁辊的表面的异物若通过清洁辊的旋转与转印辊 的表面相接触， 上述异物就离开清洁辊被转印到转印辊的表面。 这样， 通过清洁辊从被清洁 材料的表面上去除的异物就被依次转印到转印辊， 不会残留在清洁辊的表面上， 所以就不 担心异物回到被清洁材料的表面上。
进而， 由于在清洁辊的表面上不残留异物， 异物也不会回到被清洁材料的表面上， 所以就不需要实施对于上述清洁辊定期地除去 ( 清扫 ) 附着于辊表面的异物、 或者定期地 更换附着有上述异物的清洁辊之类的维护作业。
而且， 通过带电控制辊的芯轴上所连接的第 1 外部电源进行的电压施加， 对带电 控制辊施加与清洁时在转印辊的表面上所带电的电荷相反符号、 绝对值大的电压， 由此就
能够使转印辊具有的带电性为相反极性， 使转印辊上所吸附的异物的吸附力变无， 从转印 辊去除异物就变得容易。这里， 清洁时是指清洁辊一边接触于被清洁材料的表面进行旋转 一边相对移动的时候。
技术方案 8 的发明提供一种清洁系统， 具备一边接触于被清洁材料的表面并进行 旋转一边相对移动的清洁辊， 通过上述清洁辊利用静电力除去在上述被清洁材料的表面上 附着的尘埃等异物， 该清洁系统的特征在于 ： 上述清洁辊连接第 1 外部电源并能够在表面 带有用于通过静电力来吸附在上述被清洁材料的表面上附着的异物的电荷， 对于上述清洁 辊， 设置一边接触于上述清洁辊的表面一边旋转的转印辊， 上述转印辊能够在表面带有用 于通过静电力来吸附在上述清洁辊的表面上附着的异物的电荷， 并且能够通过改变对上述 清洁辊所连接的第 1 外部电源的施加电压来改变上述转印辊的通过静电力吸附上述异物 用的带电压。
这样一来， 由于清洁辊可以在表面带有用于通过静电力来吸附在被清洁材料的表 面上附着的异物的电荷， 所以被清洁材料的表面上的异物就被吸附到上述清洁辊。 另外， 由 于转印辊可以在表面带电用于通过静电力来吸附在上述清洁辊的表面上附着的异物的电 荷， 所以清洁辊所吸附的异物就被吸附到上述转印辊。 因而， 就不需要对清洁辊实施定期地 进行除去 ( 清扫 ) 或者定期地进行更换之类的维护作业。 另外， 由于通过变更对上述清洁辊所连接的第 1 外部电源的施加电压， 就可以变 更上述转印辊的用于通过静电力来吸附上述异物的带电压， 所以就能够变更第 1 外部电源 的施加电压并对于上述转印辊减弱与上述转印辊所吸附的异物有关的吸附力。例如， 通过 将上述转印辊的带电压的极性设为与用于通过静电力来吸附在上述转印辊的表面上附着 的异物的极性相反的极性， 就能够使上述转印辊失去与上述转印辊所吸附的异物有关的吸 附力。其结果， 与转印辊有关的诸如上述的维护作业就变得容易。
因而， 就不需要像利用粘着辊的粘着力的以往清洁系统那样， 实施定期地除去 ( 清扫 ) 在清洁辊的辊表面上附着的异物或者定期地更换附着有上述异物的清洁辊之类的 维护作业， 能够获得在维护性上表现出色的清洁系统。另外， 关于转印辊， 由于如上述那样 维护作业变得容易， 所以因为这一点也在维护性上表现出色。
在此情况下， 如技术方案 9 所记载那样， 优选通过上述转印辊一边接触于上述清 洁辊的表面一边旋转， 在与上述清洁辊之间， 依据上述转印辊和上述清洁辊的表面特性差 异而产生电位差。
这样一来， 通过清洁辊和转印辊的旋转所造成的接触剥离， 就在上述转印辊上产 生与上述清洁辊的表面特性 ( 例如带电序列 ) 差异相应的电位差， 用于通过静电力来吸附 在被清洁材料的表面上附着的异物的电荷被带电。
另外， 如技术方案 10 所记载那样， 优选构成为， 构成为对于上述转印辊设置与牵 连方向相反方向地进行旋转的清洁刷， 对于此清洁刷以沿牵连方向进行旋转的方式设置金 属辊， 在此金属辊上连接第 2 外部电源， 以与上述转印辊之间产生电位差， 并在此金属辊的 表面附近配置有用前端刮除部刮除在上述金属辊的表面上附着的异物的清洁刮刀。
这样一来， 通过清洁刷从转印辊进行去除并通过静电力吸附到金属辊的表面上的 异物， 由清洁刮刀的前端刮除部进行刮掉， 从金属辊的表面上去除异物。特别是， 若通过带 电控制辊上所施加的电压的控制使转印辊的针对异物的吸附力变无， 则从转印辊更加效率
良好地去除异物。
如技术方案 11 所记载那样， 优选上述第 1 外部电源采用除上述清洁辊进行清洁时 外， 对上述带电控制辊施加与上述转印辊进行转印动作时在上述转印辊的表面上所带电的 电荷相反符号、 绝对值大的电压的结构， 上述第 2 外部电源采用以与上述转印辊之间产生 电位差的方式对上述金属辊施加与清洁时在上述转印辊的表面上所带电的电荷相同符号 的电位的构成。
这样一来， 由于针对通过静电力吸附于转印辊表面的异物的吸附力通过带电控制 辊上所施加的电压的控制而变弱， 所以在去除异物上有利。
如技术方案 12 所记载那样， 优选在上述金属辊的表面附近配置有能够通过负压 来吸引异物的真空部件的吸入口。
这样一来， 通过静电力吸附于金属辊表面的异物就通过可以借助于负压来吸引的 真空部件的吸入口被吸引除去。
另外， 如技术方案 13 所记载那样， 优选构成为对于上述转印辊设置与牵连方向相 反方向地进行旋转的清洁刷， 对于此清洁刷以沿牵连方向进行旋转的方式设置金属辊， 在 此金属辊上连接第 2 外部电源， 以与上述转印辊之间产生电位差， 在此金属辊的表面附近 配置有用前端刮除部刮除在上述金属辊的表面上附着的异物的清洁刮刀。
这样一来， 通过清洁刷从转印辊去除异物， 通过静电力移到金属辊并由清洁刮刀 的前端刮除部进行刮掉。而且， 因通过静电力吸附于金属辊表面的异物由清洁刮刀的前端 刮除部进行刮掉， 故从上述金属辊效率良好地除去异物。特别是， 在变更第 2 外部电源的施 加电压以使金属辊失去针对被其所吸附的异物的吸附力之际， 就从上述金属辊更加效率良 好地除去异物。
另外， 如技术方案 14 所记载那样， 优选在上述转印辊的表面上所设置的清洁刮刀 附近， 配置有能够通过负压来吸引异物的真空部件的吸入口。
这样一来， 因通过静电力吸附于上述转印辊表面的异物由清洁刮刀的前端刮除部 进行刮掉， 并通过真空部件的吸入口借助于负压来吸引上述异物， 故不用担心上述异物会 弄脏上述转印辊周边。
如技术方案 15 所记载那样， 能够隔着上述被清洁材料， 在上述清洁辊的相反侧配 置导辊， 上述导辊提高上述清洁辊通过静电力来吸附在上述被清洁材料的表面上附着的异 物用的电场强度。
这样一来， 两根辊 ( 清洁辊、 导辊 ) 隔着被清洁材料相对置， 被清洁材料在清洁辊 以及导辊接触的位置从上下进行支撑， 在稳定性良好地得以支撑的状态下进行异物除去。
另外， 清洁辊通过静电力来吸附在被清洁材料的表面上附着的异物用的电场强度 借助于导辊得以提高， 被清洁材料上的带电异物依据所附与的电场强度被吸附到清洁辊， 效率良好地得以除去。
进而， 如技术方案 16 所记载那样， 还可以不仅对清洁辊而且对转印辊设置带电控 制辊。 即、 本技术方案的发明提供一种清洁系统， 具备一边接触于被清洁材料的表面并进行 旋转一边相对移动的清洁辊， 通过上述清洁辊利用静电力去除在上述被清洁材料的表面上 附着的尘埃等异物， 该清洁系统的特征在于 ： 上述清洁辊能够在表面带有通过静电力来吸 附在上述被清洁材料的表面上附着的异物的电荷， 对于上述清洁辊设置一边接触于上述清洁辊的表面一边旋转的转印辊， 上述转印辊由能够在表面带有通过静电力来吸附在上述清 洁辊的表面上附着的异物的电荷的材料所形成， 并对于上述转印辊设置一边接触于上述转 印辊的表面一边旋转的带电控制辊， 上述带电控制辊在芯轴上连接第 1 外部电源， 并能够 对上述清洁辊以及上述转印辊改变电荷， 该电荷用于通过静电力来吸附在上述被清洁材料 的表面上附着的异物。
这样一来， 由于对转印辊设有带电控制辊， 所以在设置上述第 2 外部电源的情况 下， 就能够防止自第 2 外部电源发生的电流流入至清洁辊， 即便被清洁材料为导电物等也 能够防止被清洁材料的电气损伤。
本发明能够使通过静电力来吸附在被清洁材料的表面上附着的异物用的电荷， 对 上述清洁辊长期间稳定地进行带电。
因而， 清洁辊就能够通过静电力来吸附在上述被清洁材料的表面上附着的异物， 并从上述被清洁材料的表面上长期间稳定地去除上述异物。 附图说明
图 1(a)(b) 分别是表示本发明所涉及的清洁系统中所用的清洁单元一实施方式的图。 图 2 是表示双联配置了上述清洁单元的实施方式的图。
图 3 是表示本发明所涉及的清洁单元的别的实施方式的说明图。
图 4 是表示本发明所涉及的清洁单元的进一步别的实施方式的说明图。
图 5 是异物除去试验 1 的说明图。
图 6 是表示清洁单元的其他实施方式的与图 1(a) 同样的图。
图 7 是表示双联配置了其他实施方式的清洁单元的实施方式的与图 2 同样的图。
图 8 是表示清洁单元的进一步其他实施方式的与图 4 同样的图。
图 9 是表示清洁单元的进一步别的实施方式的与图 3 同样的图。
图 10 是异物除去试验 2 的说明图。
图 11 是表示本发明所涉及的清洁系统的一例的图。
图 12(a)(b) 分别是表示本发明所涉及的清洁系统中所用的清洁单元的基本构造 的说明图。
图 13 是表示上述清洁单元的实施方式的图。
图 14 是表示双联配置了清洁单元的实施方式的图。
图 15 是关于别的实施方式的与图 2 同样的图。
图 16 是关于进一步别的实施方式的与图 2 同样的图。
图 17 是异物除去试验的说明图。
图 18 是表示本发明所涉及的清洁系统的一例的图。
图 19 是表示清洁单元的其他实施方式的图。
图 20 是表示使用图 19 所示的清洁单元的清洁系统的一例的图。
图 21(a)(b) 分别是基于本发明所涉及的清洁系统中所用的清洁单元的一例的利 用静电力除去尘埃等异物的原理的说明图。
图 22(a) ～ (f) 分别是上述单元动作的说明图。
图 23 是关于别的实施方式的与图 1(a) 同样的图。 图 24 是关于进一步别的实施方式的与图 1(a) 同样的图。 图 25 是异物除去试验的说明图。 图 26 是本发明所涉及的清洁系统的一例的图。具体实施方式
以下， 根据附图来说明本发明的实施方式。
( 基本的实施方式 )
如图 1(a) 所示， 本发明所涉及的清洁系统中所用的清洁单元 U 具备一边接触于被 清洁材料 S 的表面 S1 并进行旋转一边相对移动的清洁辊 11， 借助于清洁辊 11 利用静电力 去除在被清洁材料 S 的表面 S1 上附着的尘埃等异物 ( 未图示 )。此清洁辊 11 能够在外周 面带电通过静电力来吸附在被清洁材料 S 的表面 S1 上附着的异物的电荷， 并利用此清洁辊 的辊表面 ( 外周面 ) 的带电性来吸附异物。
对于清洁辊 11 设置一边接触于清洁辊 11 外周面一边进行旋转的带电控制辊 21， 并构成一个清洁单元 U。 此带电控制辊 21 可以使通过静电力来吸附在被清洁材料 S 的表面 S1 上附着的异物用的电荷， 对清洁辊 11 外周面 ( 外层部 ) 稳定地带电。 清洁辊 11 具备 ： 芯轴 ( 芯棒 )11a ； 设置于此芯轴 11a 外侧的圆筒状的内层部 11b ； 设置于该内层部 11b 外侧并由比内层部 11b 高电阻的材料组成的薄圆筒状的外层部 11c( 例如厚度 30μm 左右 )， 为二层构造。
形成这种清洁辊 11 的外层部 11c 的材料就选择可以带电通过静电力来吸附在被 清洁材料 S 的表面 S1 上附着的尘埃等异物的电荷。就是说， 相对于异物的带电压具有电位 差即可， 通过带电控制辊适宜地带有正电或者负电。此外， 通过带电控制辊 21 不论被清洁 材料 S 或附着在其表面 S1 的异物如何， 都使清洁辊 11 的带电压稳定。
作为清洁辊 11 的外层部 11c 的厚度最好是 2 ～ 500μm( 更理想是 5 ～ 50μm)。 这是因为外层部 11c 的厚度小于 2μm 就有电荷难以在辊表面 ( 外层部表面 ) 带电的倾向， 另一方面， 超过 500μm 的厚度则在工业上没有效率的缘故。此外， 还能够取代芯轴 11a 而 采用具有导电性的碳原材料料或合成树脂复合材等组成的芯棒。 作为芯棒的体积电阻率希 5 望在 10 Ωcm 以下。
在内层部 11b 采用具有导电性的弹性材料 ( 例如， 包含碳素 ( 导电材 ) 的聚酯系 氨基甲酸乙酯等 )， 并采取比外层部 11c 的低硬度或者大致相同的硬度。另外， 内层部 11b 4 12 只有比外层部 11c 低电阻就不特别进行限定， 体积电阻率最好是 10 ～ 10 Ωcm 左右。
外层部 11c 所用的材料具有 50° 以上 ( 理想是 50° 以上 100° 以下， 更理想是 55°以上 100°以下， 进而希望是 65°以上 100°以下 ) 的硬度 (JIS-A)。另外， 外层部 11c 8 与内层部 11b 相比是高电阻。外层部 11c 理想是具有 10 Ωcm 以上的体积电阻率， 更理想 10 是具有 10 Ωcm 以上的体积电阻率。
作为形成清洁辊 11 的外层部 11c 的材料的优选例子， 可列举氨基甲酸乙酯树脂， 进而可列举丙烯酸混合氨基甲酸乙酯或者氟混合氨基甲酸乙酯。 这里， “丙烯酸混合氨基甲 酸乙酯” 意味着以聚酯聚氨基甲酸乙酯或者聚醚聚氨基甲酸乙酯为主成分， (i) 热可塑性氨 基甲酸乙酯树脂和硅酮·丙烯共聚树脂的混合物 ； (ii) 丙烯树脂 ( 例如在甲基丙烯酸 - 甲
基丙烯酸甲酯共聚体组成的主链上接枝氨基乙基而成的接枝化合物 ) 和热可塑性氨基甲 酸乙酯树脂组成的混合物 ； (iii) 丙烯树脂·氨基甲酸乙酯树脂·氟系表面涂剂组成的混 合物， “氟混合氨基甲酸乙酯” 意味着以聚氨基甲酸乙酯为主成分， 并在热可塑性氨基甲酸 乙酯树脂中混合了氨基甲酸乙酯·氟共聚体。
带电控制辊 21 具备 ： 具有导电性的芯轴 21a ； 设置于此芯轴 21a 外侧的圆筒状的 内层部 21b ； 设置于此内层部 21b 外侧的圆筒状的外层部 21c， 并进行设定以使外层部 21c 的体积电阻率高于内层部 21b。此带电控制辊 21 的芯轴 21a、 内层部 21b 以及外层部 21c 亦能够采用例如依据与清洁辊 11 的表面特性差异而产生电位差的材料而分别形成。此外， 作为带电控制辊还可以是如图 1(b) 所示的带电控制辊 21’ 那样， 在芯轴 21a’ 外侧直接具 备圆筒状的外层部 21c’ 的构造。但是， 作为带电控制辊 21、 21’ 的外层部 21c、 21c’ 的原材 料， 就希望选定通过清洁辊 11 和带电控制辊 21、 21’ 的旋转所造成的接触剥离， 而依据清洁 辊 11 与带电控制辊 21、 21’ 的表面特性差异所产生的电位差， 在无损稳定的吸附性的范围 内尽可能大的原材料。
而且， 带电控制辊 21 可以使通过静电力来吸附在被清洁材料 S 的表面 S1 上附着 的异物的电荷， 对清洁辊 11 进行带电， 在图 1(a) 所示的情况下， 带电控制辊 21 的芯轴 21a 采取作为基准的电位 ( 例如地电位亦即 0V)。 与此带电控制辊 21 牵连的清洁辊 11 通过清洁辊 11 和带电控制辊 21 之间的接触 剥离而带电， 并在清洁辊 11 和带电控制辊 21 之间依据它们的表面特性差异， 基于带电序列 而产生电位差。因这些辊 11、 21 之间产生的电位差依据它们的表面特性差异而发生， 故在 一定圆周速度下就稳定地显示一定的数值。
而且， 在带电控制辊 21 的电位上将依据辊 11、 21 间的表面特性差异所发生的电位 差， 依据形成外层部 11c、 21c 的材料而经过相加或者相减的值就成为清洁辊 11 的带电压。 就是说， 形成带电控制辊 21 的外层部 21c 的材料相对于形成清洁辊 11 的外层部 11c 的材 料， 如果带电序列为正侧则清洁辊 11 负侧进行带电， 如果带电序列为负侧则清洁辊 11 正侧 进行带电。
例如在带电控制辊 21 的电位为地电位即 0V， 依据辊 11、 21 间的表面特性差异所发 生的电位差为 300V 的情况下， 清洁辊 11 的带电压就为 -300V 或者 +300V。另外， 即便是同 一清洁辊 11， 在清洁辊 11 相对于带电控制辊 21 显示负特性的情况下显示 -300V， 而在清洁 辊 11 相对于带电控制辊 21 显示正特性的情况下就显示 +300V。
因而， 借助于清洁辊 11， 通过在清洁辊 11 与带电控制辊 21 的接触， 可以通过静电 力吸附异物的电荷， 在清洁辊 11 上稳定地得以带电， 所以从被清洁材料 S 的表面 S1 除去异 物之类的清洁性能就稳定地得到发挥。
另外， 如图 2 所示， 能够双联配置清洁单元 U1、 U2， 并在各单元 U1、 U2 中对于清洁辊 11A、 11B 设置可以使清洁辊 11A、 11B 的外周面上所带电电荷的符号变得相反的带电控制辊 21A、 21B。这样一来， 就能够分别将被清洁材料 S 的表面 S1 上附着的正带电性的异物用负 带电的清洁辊 11A( 清洁单元 U1) 进行除去， 将负带电性的异物用正带电的清洁辊 11B( 清 洁单元 U2) 进行除去， 能够除去的异物的范围变大。
另外， 如图 3 所示， 还能够隔着被清洁材料 S 在与清洁辊 11 相反侧配置导辊 41。 此导辊 41 提高清洁辊 11 通过静电力来吸附在被清洁材料 S 的表面上附着的异物用的电场
强度， 并具备芯轴 41a ； 在此芯轴 41a 外侧具有导电性的内层部 41b ； 在此内层部 41b 外侧具 有绝缘性的外层部 41c， 使电场强度变高地形成。
此导辊 41 采用相对于清洁辊 11 具有电位差的结构， 并设置具有与带电控制辊 21 同样构造的另一个带电控制辊 71， 通过导辊 41 使被夹在清洁辊 11 和导辊 41 之间的被清洁 材料 S 上作用的电场强度稳定地进一步提高， 还能够使清洁性得以改善。
在此情况下， 希望选定各带电控制辊 21、 71 以使导辊 41 的电位高于清洁辊 11 的 电位或者使其相反。例如， 在带电控制辊 21、 71 接地且均显示 0V 的情况下， 如果设对于清 洁辊 11 及导辊 41 所产生的电位差为 300V， 带电控制辊 21 显示正特性而带电控制辊 71 显 示负特性， 就能够分别使清洁辊 11 外周面带电 -300V， 使导辊 41 的外周面带电 +300V。这 样一来， 在两根辊 11、 41 隔着被清洁材料 S 相对置， 被清洁材料 S 在清洁辊 11 以及导辊 41 接触的位置处产生 600V 的电位差并且电场强度最高， 依据所附与的电场被清洁材料 S 的表 面 S1 上的带电异物通过静电力被吸附到清洁辊 11 外周面， 并从被清洁材料 S 的表面 S1 上 有效地得以除去。
另外， 还可以通过取代此导辊 41 而隔着被清洁材料 S 配置别的清洁辊， 同时进行 被清洁材料 S 的表面以及里面 ( 背面 ) 的清洁。在此情况下， 亦能够与图 2 所示同样地进 行双联配置。此外， 当然还能够构成为仅仅清洁被清洁材料 S 的里面侧。
另外， 如图 4 所示， 还能够在带电控制辊 21 的芯轴 21a 连接外部电源 31( 例如高压 电源 )。 在此情况下， 就能够将带电控制辊 21 的基准电位设为通过由外部电源 31 施加的电 压所附与的电位。例如， 在通过外部电源 31 对带电控制辊 21 的芯轴 21a 施加了 -300V 的 情况下， 清洁辊 11 就显示在以地电位为基准电位时所产生的电位差上相加了 -300V 的值。
接下来， 就使用上述单元所进行的异物除去试验 1 进行说明。
( 试验方法 )
如图 5 所示， 使绝缘性的部件 ( 未图示 ) 所保持的带电控制辊 21 以及清洁辊 11 相互进行接触， 以 5m/min 的圆周速度使其牵连旋转， 并在带电控制辊 21 的芯轴 21a 上附与 地电位 0V 或者利用外部电源的电压 ±500V。此外， 在后述的实施例以及比较例的说明中， 在未特别明确记述的情况下附与地电位 0V。
对此， 使用在薄膜状的被清洁材料 (PET 薄膜 ： 15cm×15cm×100μm) 的表面上散 布了异物 ( 平均径 1μm、 10μm 的聚苯乙烯树脂或者丙烯树脂 ) 的试料， 评价了清洁辊的异 物除去性能。
此外， 评价实验是连续地清洁 5 张被清洁材料， 设最初的被清洁材料为试料 1， 其 次为试料 2 并直至试料 5 进行了评价。 在清洁被清洁材料的期间， 使用表面电位计 45(TREK 公司制造 Model 341B) 测定了清洁辊 11 的表面电位。
( 实施例以及比较例的说明 )
在接下来的表 1、 2 中， 表示进行了异物除去试验 1 的有关实施例以及比较例的辊 构造， 关于它们的内层 / 外层的组成在表 3 中表示。表 1、 2 所示的实施例以及比较例的辊 的制作方法如下。在芯轴 ( 材质 ： 铝合金制、 尺寸 ： 直径 φ28mm× 长度 250mm) 上成形内层 部 ( 厚度 6mm/ 宽度 ( 芯轴的延长方向的尺寸 )240mm)。具有外层部就进一步在上述内层部 的外侧成形外层部 ( 厚度 30μm/ 宽度 240mm)。据此， 弹性层就为外径 φ40mm、 宽度 240mm。
但是， 对于不具有内层部的辊 ( 实施例 9、 16、 17 的带电控制辊就符合条件 )， 就在与上述相同的芯轴上直接成形外层部 ( 厚度 30μm/ 宽度 240mm)。
[ 表 1]
[ 表 2]
[ 表 3]( 试验结果 )
表 4 是异物为丙烯树脂时的试验结果， 表 5 是异物为聚苯乙烯树脂时的试验结果。 这里， 表中○ × 标记是使用数字显微镜 ( 数字显微镜 VHX-200 KEYENCE 公司制造、 透镜倍 率 450 倍 ) 对 650μm×500μm 的范围进行 3 点确认， 并用○标记表示在所有点未确认到异 物的情况， 用 × 标记表示确认到异物的情况。
[ 表 4]
[ 表 5]
在导入带电控制辊 21 的实施例 1 ～ 17 中， 可知由于在带电控制辊 21、 清洁辊 11 间依据表面特性 ( 例如带电序列 ) 差异产生电位差， 所以清洁辊 11 的带电压稳定， 在任何 试料中都可除去异物， 长期间获得稳定的清洁性能。
另外， 例如实施例 6 和实施例 14 那样， 还可确认即便清洁辊 11 相同也能够通过改 变带电控制辊 21 使清洁辊电位成为负侧或成为正侧。此外， 比较例 4 是专门利用粘着力除 去异物， 尽管能够除去 10μm 的异物却无法除去更细小的 1μm 的异物。
另一方面， 在未导入带电控制辊的比较例 1 ～ 8 中， 清洁辊 11 的带电压变动， 不能 获得连续的稳定性 ( 参照表 1、 2 的 *)， 在负带电压或者正带电压显著地持续上升以后， 将产 生放电 ( 电弧放电 ) 所导致的带电压的波动， 使辊带电压成为正或者负。就是说， 无法获得 连续的异物吸附性。
虽然在上述的实施方式中， 对于可以在外周面上带电通过静电力来吸附在被清洁 材料的表面上附着的异物的电荷的清洁辊 11， 设有带电控制辊 21， 但如图 6 所示， 除带电控 制辊 21 以外， 还能够设置一边接触于清洁辊 11 外周面一边进行旋转的转印辊 51， 以构成使 维护性得以改善的清洁单元 U10。
就是说， 通过在清洁辊 11 的与被清洁材料 S 的相反侧以与清洁辊 11 相接触的方 式设置转印辊 51， 就能够使通过静电力附着于清洁辊 11 的异物转印 ( 移动 ) 到转印辊 21 侧。据此， 清洁辊 11 就在附着于清洁辊 11 外周面的异物被转印到转印辊 21 这一状态下， 接触于被清洁材料 S。
此转印辊 51 与清洁辊 11 同样地具备 ： 具有导电性的芯轴 51a ； 设置于此芯轴 51a 外侧的圆筒状的内层部 51b ； 设置于此内层部 51b 外侧的外层部 51c( 弹性层部 )， 并能够使 外层部 51c 的体积电阻率高于内层部 51b。但是， 转印辊 51 也可以是在芯轴 51a 直接具备 圆筒状的外层部 ( 弹性层部 ) 这一构造。另外， 转印辊 51 的外层部 51c 选择体积电阻率高 于芯轴 51a， 能够带有通过静电力将附着在清洁辊 11 外周面的异物吸附于外周面的电荷的 构造。
转印辊 51 与清洁辊 11 牵连并通过接触剥离而带电， 在转印辊 51 外周面和清洁辊 11 外周面之间产生可以使附着在清洁辊 11 外周面的异物通过静电力转印 ( 移动 ) 到转印 辊 51 外周面这一程度的电位差。 就是说， 转印辊 51 通过辊表面特性 ( 例如带电序列 ) 的差 异， 相对于清洁辊 11 就具有与辊 11 上所带电的电荷 ( 正电荷或者负电荷 ) 同一符号、 且带 电压的绝对值大于辊 11、 可以吸附异物的电位差。因此， 作为形成转印辊 51 的外层部 51c 的原材料， 就希望选定相对于清洁辊 11 为同一极性、 在无损稳定的吸附性的范围内所产生 的电位差尽可能大的原材料。
如果清洁辊 11 的带电量恒定， 转印辊 51 的带电压就取决于所产生的电位差 ( 与 辊 51、 11 间的表面特性差异相应的电位差 )。例如， 如果清洁辊 11 显示 -300V 的带电压， 清 洁辊 11、 转印辊 51 间的电位差为 300V， 转印辊 51 显示负特性， 转印辊 51 就显示 -600V 的 带电压。
因通过清洁辊 11 和转印辊 51 的接触剥离所产生的电位差而被转印到转印辊 51 侧的异物， 通过停止转印辊 51 的旋转， 转印辊 51 自身将丧失基于静电力的吸附性， 所以就 能够从转印辊 51 比较容易地进行除去。这里， 作为从转印辊 51 除去异物的手段， 采用例如 擦拭、 冲洗、 利用橡胶制的刮刀等进行刮取、 鼓风其他适宜手段即可。
因而， 通过静电力被吸附于清洁辊 11 的异物， 若通过清洁辊 11 的旋转与转印辊 51 进行接触， 则由于转印辊 51 和清洁辊 11 之间产生电位差， 所以异物离开清洁辊 11 外周面 被转印 ( 移动 ) 到转印辊 51 外周面。
据此， 清洁辊 11 外周面上的异物不断地被转印到转印辊 51 侧， 清洁辊 11 无论何 时都是能够发挥清洁效果的状态， 所以清洁辊 11 能够比较长期间地继续进行异物吸附动 作。因而， 就不需要定期地除去清洁辊 11 外周面的异物或者更换清洁辊 11 的维护作业， 维 护性改善。
在此情况下， 如图 7 所示， 还能够双联配置清洁单元 U11、 U12， 并对于转印辊 51A、 51B 接触的清洁辊 11A、 11B， 设置使辊 11A、 11B 上所带电的电荷的符号变得相反的带电控制 辊 21A、 21B。 通过使清洁辊 11A、 11B 上所带电的电荷的符号也变得相反， 就能够分别将附着 于被清洁材料 S 的正带电性的异物用负带电的清洁辊 11A 除去， 并将负带电性的异物用正 带电的清洁辊 11B 进行除去。
如图 8 所示， 通过使用外部电源 31 变更带电控制辊 21 的基准 ( 在使用接地时为 0V)， 就能够变更清洁辊 11 的带电压。例如， 在带电控制辊 21 上施加了 -300V 的情况下， 清 洁辊 11 的带电压就显示在辊 21、 11 间所产生的电位差上相加了 -300V 的值。
如图 9 所示， 还能够隔着被清洁材料 S 在与清洁辊 11 相反侧配置导辊 41。此导辊 41 提高清洁辊 11 通过静电力来吸附在被清洁材料 S 的表面上附着的异物用的电场强度。
在此情况下， 对于导辊 41 还设置带电控制辊 71， 通过导辊 41 进一步提高被夹在清 洁辊 11 和导辊 41 之间的被清洁材料 S 上作用的电场强度， 能够使清洁性改善。例如， 通过 对于导辊 41 导入电位差为 300V 显示负特性的带电控制辊 71， 就能够使导辊 41 的带电压为 +300V。
此外， 当然在还需要被清洁材料 S 里面的清洁的情况下， 能够取代导辊 41 而设置 清洁辊。在此情况下， 如图 9 点划线所示， 通过导入转印辊 72， 就可以成为在被清洁材料 S 的里面也具有转印机构的单元， 能够与上述情况同样地采取双联配置。接下来， 就使用了转印辊时的异物除去试验 2 进行说明。
( 试验方法 )
使绝缘性的部件 ( 未图示 ) 所保持的带电控制辊 21 以及清洁辊 11 进行接触， 以 5m/min 的圆周速度使其牵连旋转， 并在带电控制辊 21 的芯轴上附与地电压 0V 或者利用外 部电源的电压 ±500V。 此外， 在后述的实施例以及比较例的说明中， 在未特别明确记述的情 况下就附与地电位 0V。
对此， 使用在薄膜状的被清洁材料 S(PET 薄膜 ： 15cm×15cm×100μm) 上散布了异 物 ( 平均径 1μm、 10μm 的聚苯乙烯树脂或者丙烯树脂 ) 的试料， 评价了清洁辊的异物除去 性能。此外， 评价实验以薄膜状的被清洁材料 10 张作为 1 组合， 并连续进行了 5 组合。
另外， 确认清洁结束后的清洁辊 11 上附着的异物以及确认通过包含水的擦机器 用的废棉纱头擦拭了转印辊 51 后的转印辊 51 上残存的异物。
使用表面电位计 55、 56(TREK 公司制造 Model 341B) 测定了清洁中的清洁辊 11 以 及转印辊 51 的表面电位。
( 实施例以及比较例的说明 )
在接下来的表 6、 7 中表示进行了异物除去试验 2 的有关实施例以及比较例的辊 构造， 关于它们的内层 / 外层的组成在表 3 中表示。表 6、 7 所示的实施例以及比较例的 辊的制作方法也与上述异物除去试验 1 的情况相同， 在芯轴 ( 材质 ： 铝合金制、 尺寸 ： 直径 φ28mm× 长度 250mm) 上成形内层部 ( 厚度 6mm/ 宽度 ( 芯轴的延长方向的尺寸 )240mm)， 具有外层部就进一步成形外层部 ( 厚度 30μm/ 宽度 240mm)， 弹性层为外径 φ40mm、 宽度 240mm。另外， 对于不具有内层部的辊 ( 实施例 20 的转印辊就符合条件 )， 就在与上述相同 的芯轴上直接成形外层部 ( 厚度 30μm/ 宽度 240mm)。
[ 表 6]
[ 表 7]( 试验结果 )
表 8 是异物为丙烯树脂时的试验结果， 表 9 是异物为聚苯乙烯树脂时的试验结果。
这里， 表 8、 9 中○ × 标记是与异物除去试验 1 的情况同样地使用数字显微镜 ( 数 字显微镜 VHX-200 KEYENCE 公司制造、 透镜倍率 450 倍 ) 对 650μm×500μm 的范围进行 3 点确认， 并用○标记表示在所有点未确认到异物的情况， 用 × 标记表示确认到异物的情 况。 。
[ 表 8]
[ 表 9]在转印辊 51 的带电压相对于清洁辊 11 的带电压为同一极性， 且转印辊 51 的带电 压的绝对值大于清洁辊 11 的带电压的绝对值的实施例 18 ～ 22 中， 在所有组合中， 吸附于 清洁辊 11 上的异物被转印到转印辊 51， 清洁效果继续得以发挥。
相对于此， 在转印辊 51 的带电压相对于清洁辊 11 的带电压为同一极性， 转印辊 51 的带电压的绝对值却小于清洁辊 11 的带电压的绝对值的比较例 10 及转印辊 51 的带电压 相对于清洁辊 11 的带电压为不同极性的比较例 12 中， 异物不会从清洁辊 11 转印到转印辊 51。
此外， 比较例 11、 13 在转印辊 51 上采用了以往的粘着辊， 如在现有技术一栏所说 明那样， 无法转印 1μm 的异物。
就具有上述清洁部的清洁系统的全体构成一例进行说明。
如图 11 所示， 清洁系统 61 具备 ： 利用静电力清除在被清洁材料 S 的表面 S1 上附 着的尘埃等异物 ( 导体或者电介质 ) 的清洁部 62 ； 向该清洁部 62 搬送被清洁材料 S 的搬 入部 63 ； 从清洁部 62 搬出清洁后的被清洁材料 S 的搬出部 64。
搬入部 63 在一对辊 63A、 63B 上卷绕搬送带 63C， 将搬送带 63C 上的被清洁材料 S 向清洁部 62 进行搬送。
搬出部 64 在一对辊 64A、 64B 上卷绕搬送带 64C， 将从清洁部 62 排出到搬送带 64C 上的被清洁材料 S 沿从清洁部 62 离开的方向进行搬送。
清洁部 62 具备对于被清洁材料 S 的表面 S1( 上面 ) 上一边使外周面接触一边旋
转的一对清洁辊 11A、 11B， 带电控制辊 21A、 21B 以及转印辊 51A、 51B 的外周面对于各清洁辊 11A、 11B 一边接触一边旋转。另外， 对于被清洁材料 S 的里面 ( 下面 )， 也对应于上侧的清 洁辊 11A、 11B 配置一对清洁辊 11A’ 、 11B’ ， 在清洁辊 11A、 11B 之间夹着被清洁材料 S 使被清 洁材料 S 移动到搬出部 64 侧。在此清洁辊 11A’ 、 11B’ 上与带电控制辊 71A、 71B 一并对应 设置有转印辊 72A、 72B。驱动辊 74 的旋转力经由驱动带 73 被传递到清洁辊 11A’ 、 11B’ 的 轴部， 以使清洁辊 11A’ 、 11B’ 进行旋转驱动。
( 第 1 具体实施方式 )
如图 12(a) 所示， 本发明所涉及的清洁系统中所用的清洁单元 U 在被清洁材料 S 的表面 S1 上一边接触于清洁辊 111 的表面进行旋转一边对被清洁材料 S 进行相对移动， 并 借助于清洁辊 111 利用静电力去除在被清洁材料 S 的表面 S1 上附着的尘埃等异物 ( 导体 或者电介质图示省略 )。
此清洁辊 111 可以在表面带电通过静电力来吸附在被清洁材料 S 的表面 S1 上附 着的异物的电荷， 并利用此清洁辊 111 的辊表面 ( 外周面 ) 的带电性来吸附异物。此清洁 辊 111 用具有绝缘性的部件 ( 未图示 ) 可以旋转地进行保持， 并在与被清洁材料 S 相反侧 设置有一边接触于清洁辊 111 的表面 ( 外周面 ) 一边进行旋转的带电控制辊 121 以及转印 辊 131， 以构成一个清洁单元 U。这些两辊 121、 131 均被具有绝缘性的部件 ( 未图示 ) 可以 旋转地进行保持。
带电控制辊 121 可以使通过静电力来吸附在被清洁材料 S 的表面 S1 上附着的异 物用的电荷， 对清洁辊 111 外周面 ( 外层部 ) 稳定地带电。另外， 转印辊 131 可以使通过静 电力来吸附在清洁辊 111 的表面上附着的异物用的电荷， 对转印辊 131 外周面 ( 外层部 ) 稳定地带电。
转印辊 131 与清洁辊 111 进行牵连旋转， 在两辊 131、 111 间依据各辊 131、 111 的 表面特性 ( 例如带电序列 ) 差异而产生电位差。据此通过清洁辊 111 和转印辊 131 的旋转 所造成的接触剥离， 在转印辊 131 上产生与清洁辊 111 的表面特性 ( 例如带电序列 ) 差异 相应的电位差， 并带电通过静电力来吸附在清洁辊 111 的表面上附着的异物用的电荷。
接下来， 分别就清洁辊 111、 带电控制辊 121 以及转印辊 131 进行说明。
( 清洁辊 111)
清洁辊 111 具备 ： 芯轴 ( 芯棒 )111a ； 设置于芯轴 111a 外侧的圆筒状的内层部 111b ； 设置于该内层部 111b 外侧并由比内层部 111b 高电阻的材料组成的薄圆筒状的外层 部 111c( 例如厚度 30μm 左右 )， 为二层构造。
形成这种清洁辊 111 的外层部 111c 的材料与上述清洁辊 11 的情况同样地选择可 以带电通过静电力来吸附在被清洁材料 S 的表面 S1 上附着的尘埃等异物的电荷。
清洁辊 111 的外层部 111c 的厚度也因与上述清洁辊 11 的情况同样的理由最好是 2 ～ 500μm( 更理想是 5 ～ 50μm)， 还能够取代芯轴 111a 而采用具有导电性的碳原材料或 合成树脂复合材料等组成的芯棒。
此清洁辊 111 的外层部 111c 上所用的材料也与上述清洁辊 11 的情况相同。
另外， 清洁辊 111 的内层部 11b 也与上述清洁辊 11 的情况相同。
( 带电控制辊 121)
带电控制辊 121 具备 ： 具有导电性的芯轴 121a ； 设置于此芯轴 121a 外侧的圆筒状的内层部 121b ； 设置于此内层部 121b 外侧的圆筒状的外层部 121c， 并进行设定以使外层部 121c 的体积电阻率高于内层部 121b。 此带电控制辊 121 的芯轴 121a、 内层部 121b 以及外层 部 121c 亦能够采用例如依据与清洁辊 11 的表面特性差异产生电位差的材料而分别形成。 此外， 如图 12(b) 所示的清洁单元 U’ 那样， 作为带电控制辊 121’ 还可以是在芯轴 121a’ 外 侧直接具备圆筒状的外层部 121c’ 这一构造。
另外， 在此带电控制辊 121、 121’ 的芯轴 121a、 121a’ 上连接第 1 外部电源 141， 并 能够通过第 1 外部电源 141 在带电控制辊 121、 121’ 的芯轴 121a、 121a’ 上施加电压。据 此， 就能够任意地变更对于清洁辊 111 使其带电的电荷 ( 电荷的符号及电荷的大小 )， 以便 通过静电力吸附在被清洁材料 S 的表面 S1 上附着的异物。
而且， 带电控制辊 121 可以使通过静电力来吸附在被清洁材料 S 的表面 S1 上附着 的异物的电荷， 对清洁辊 111 进行带电， 在图 12(a) 所示的情况下， 带电控制辊 121 的芯轴 121a 采取作为基准的电位 ( 例如地电位亦即 0V)。
与此带电控制辊 121 相牵连的清洁辊 111 也与上述清洁辊 11 的情况同样地通过 与带电控制辊 121 之间的接触剥离而带电， 并在清洁辊 111 和带电控制辊 121 之间依据它 们的表面特性差异， 基于带电序列而产生电位差。
( 转印辊 131)
转印辊 131 具备 ： 具有导电性的芯轴 ( 芯棒 )131a ； 设置于此芯轴 131a 外侧的圆 筒状的内层部 131b ； 设置于此内层部 131b 外侧的外层部 131c， 并构成为可以在辊表面带有 通过静电力吸附在清洁辊 111 的表面因静电力而附着的异物的电荷。转印辊 131 的外层部 131c 的体积电阻率高于内层部 131b。但是， 如图 12(b) 所示， 转印辊 131’ 也可以是在芯轴 131a’ 直接具备圆筒状的外层部 131c’ ( 弹性层部 ) 这一构造。另外， 作为转印辊 131’ 的 外层部 131c’ 的原材料， 就希望选定通过与清洁辊 111 的旋转所造成的接触剥离， 而依据清 洁辊 111 与转印辊 131’ 的表面特性差异所产生的电位差， 在无损稳定的吸附性的范围内尽 可能大的原材料。
此转印辊 131 被设定成在对于带电控制辊 121 的芯轴 121a 所设置的第 1 外部电 源 141 的施加电压例如为 0V 的情况下， 与通过牵连旋转在清洁辊 111 上产生的带电压同一 极性、 且在转印辊 131 上产生的带电压的绝对值大于在清洁辊 111 上产生的带电压的绝对 值。
因而， 通过静电力被吸附于清洁辊 111 的异物， 若通过清洁辊 111 的旋转与转印辊 131 进行接触， 就会在转印辊 131 和清洁辊 111 之间依据表面特性差异而产生电位差， 所以 异物离开清洁辊 111 的外周面被转印 ( 移动 ) 到转印辊 131 的外周面。
据此， 清洁辊 111 外周面上的异物不断地被转印到转印辊 131 侧， 清洁辊 111 无论 何时都是能够发挥清洁效果的状态， 所以清洁辊 111 就能够比较长期间地继续进行异物吸 附动作。因而， 就不需要定期地除去清洁辊 111 外周面的异物或者更换清洁辊 111 的维护 作业， 维护性改善。
另外， 在上述清洁系统中， 在第 1 外部电源 141 的施加电压与上述情况下的转印辊 131 的带电压极性相反且带电压的绝对值大时， 就能够使转印辊 131 的带电极性相反地进 行变更， 能够减弱转印辊 131 的吸附力。因而， 第 1 外部电源 141 通过除清洁辊 111 进行清 洁时外， 对带电控制辊 121 施加与转印辊 131 进行转印动作时在转印辊 131 的表面所带电的电荷相反符号、 绝对值大的电压， 附着在转印辊 131 上的异物的除去就变得容易。
因而， 在上述单元中， 例如在通过带电控制辊 121 和清洁辊 111 的牵连而发生的电 位差为 300V， 带电控制辊 121 相对于清洁辊 111 显示正侧带电性的情况下， 若设对于带电控 制辊 121 所设置的第 1 外部电源 141 的施加电压为 0V 则清洁辊 111 为 -300V。而且， 在通 过清洁辊 111 和转印辊 131 的牵连而发生的电位差为 300V， 清洁辊 111 相对于转印辊 131 显示正侧带电性的情况下， 转印辊 131 就为 -600V。在此情况下， 相对于清洁辊 111 显示正 侧带电性的异物通过静电力被吸附到清洁辊 111， 并从清洁辊 111 上转印到转印辊 131。
另一方面， 如果将第 1 外部电源 141 的施加电压变更成例如 0V 到 +900V， 则清洁辊 111 为 +600V， 转印辊 131 为 +300V， 转印辊 131 的带电极性就从负侧变更成正侧。其结果， 转印辊 131 就丧失对于通过静电力吸附到转印辊 131 的显示正侧带电性的异物的吸附力， 并易于从转印辊 131 除去异物。
可是， 作为从转印辊 131 除去异物的手段， 希望采用例如擦拭、 冲洗、 利用橡胶制 的刮刀等进行刮取、 鼓风其他适宜手段。
例如图 13 所示的清洁单元 U1 那样， 对于转印辊 131 可以旋转地设置清洁刷 151， 该清洁刷 151 与牵连方向反方向地进行旋转以刮除通过静电力附着在转印辊 131 的表面 上的异物， 并能够对于此清洁刷 151 以沿牵连方向进行旋转的方式设置例如不锈钢合金 (SUS304) 制的金属辊 152。此清洁刷 151 在芯轴 151a 上具有合成树脂制的毛部 151b( 刷 部 )。在此金属辊 152 上连接着第 2 外部电源 153 而成为与转印辊 131 之间产生电位差这 一构成。就是说， 通过第 2 外部电源 153 对金属辊 152 施加与清洁时在转印辊 131 的表面 所带电的电荷相同符号的电位以便与转印辊 131 之间产生电位差。 在金属辊 152 的表面附近设置前端刮除部接触于金属辊 152 表面的清洁刮刀 146， 通过此清洁刮刀 146 刮掉在金属辊 152 表面上附着的异物。此清洁刮刀 146 用合成树脂制 ( 例如热硬化性氨基甲酸乙酯树脂 ) 组成的弹性体而形成， 并通过具有绝缘性的保持器具 ( 未图示 ) 进行保持。此外， 还可以使清洁刮刀 146 的保持器具通过绝缘物来进行保持。
另外， 在金属辊 152 的表面附近设置有可以通过负压吸引异物的真空部件的吸入 口 145。由于清洁刮刀 146 被配置在此吸入口 145 的附近， 所以通过该吸入口 145 由清洁刮 刀 146 所刮掉的异物被吸引除去。据此就能够有效地除去附着在金属辊 152 上的异物。这 里， 作为真空部件只要可以通过负压吸引异物即可， 例如能够采用众所周知的真空泵。
借助于上述单元， 通过清洁辊 111 接触于作为清洁对象的被清洁材料 S 上附着的 异物， 尘埃等异物就被吸附到清洁辊 111 的表面 ( 外层部 111c)， 从被清洁材料 S 的表面 S1 除去。
然后， 通过静电力被吸附在清洁辊 111 表面上的异物， 若通过清洁辊 111 的旋转与 转印辊 131 的表面相接触， 就在转印辊 131 和清洁辊 111 面之间产生电位差， 所以异物离开 清洁辊 111 被转印 ( 移动 ) 到转印辊 131 的表面。
然后， 附着在转印辊 131 表面上的异物通过清洁刷 151 从转印辊 131 刮掉， 并吸附 到金属辊 152 的表面。附着在此金属辊 152 表面的异物通过清洁刮刀 146 进行刮除， 由清 洁刮刀 146 所刮掉的异物通过真空部件的吸入口 145 被吸引除去， 不会残留在金属辊 152 的表面上， 如果这样转印辊 131 及清洁刷 151、 金属辊 152 就能够长期地继续去除附着在清 洁辊 111 表面上的异物， 另外， 转印辊 131 及金属辊 152 的周边也不会因被刮掉的异物而弄
脏。 因而， 不仅不需要定期地除去清洁辊 111 及转印辊 131 表面的异物或者更换清洁 辊 111 及转印辊 131 的维护作业， 还几乎不用担心转印辊 131 周边因异物而弄脏， 所以在维 护性上表现出色。
这里， 虽然利用真空部件的吸引动作还可以经常进行， 但还能够采用除清洁辊 111 进行清洁时外才进行驱动这一构成。特别是， 第 1 外部电源 141 除清洁辊 111 进行清洁时 外， 能够对带电控制辊 121 施加与转印辊 131 进行转印动作时在转印辊 131 的表面所带电 的电荷相反符号、 绝对值大的电压， 如果采用这一构成， 通过对带电控制辊 121 施加这种电 压， 使源于转印辊 131 的异物吸附力变无， 就能够更加有效地进行异物的吸引除去。在此情 况下， 是否是清洁辊 111 进行清洁时， 既可以电气或者机械地检测被清洁材料的移动来进 行判断， 也可以根据例如清洁辊 111 的芯轴 111a 的上下变位检测被清洁材料 S 的通过来进 行判断。另外， 还可以采用如下构造 ： 使清洁刮刀 146 可进退地进行支撑， 以便仅在真空部 件驱动时清洁刮刀 146 的前端刮除部接触于金属辊 152 的表面。
此外， 在上述任意情况下， 清洁辊 111 均相对于转印辊 131 具有 +300V 的电位差， 所以相对于清洁辊 111 显示正侧带电性的异物一旦被转印到转印辊 131 以后， 就不会被再 转印到清洁辊 111。
另外， 因依据上述辊 111、 121 间的表面特性差异而发生的电位差以带电控制辊 121 为基准 ( 例如对地电压 0V 等 ) 而发生电位差， 故在一定圆周速度下就稳定地显示一定 的数值。
如图 14 所示， 通过双联配置清洁单元 U1、 U2， 并使各单元的清洁辊 111、 111A 的 符号相反， 就能够分别将附着在被清洁材料 S 的正带电性异物用负带电的清洁辊 111 进行 除去， 将负带电性的异物用正带电的清洁辊 111A 进行除去。这样一来， 就能够使通过清洁 单元 U1、 U2( 清洁辊 111、 111A) 从被清洁材料 S 上能够除去的异物的范围扩大。在此情况 下在各清洁单元 U1、 U2 中还设置有带电控制辊 121、 121A ； 转印辊 131、 131A ； 第 2 外部电源 153、 153A ； 真空部件的吸入口 145、 145A 以及清洁刮刀 146、 146A ； 清洁刷 151、 151A 和金属 辊 152、 152A。
如图 15 所示， 还可以隔着被清洁材料 S 设置导辊 154， 被清洁材料 S 在清洁辊 111 以及导辊 154 接触的位置从上下进行支撑， 在稳定性良好地得以支撑的状态下进行异物除 去。
在此情况下， 通过对导辊 154 设置带电控制辊 121” 以及第 1 外部电源 141” ， 使导 辊 154 相对于清洁辊 111 电位差变大而带电， 就能够进一步增强作用于被清洁材料 S 的电 场强度， 以使清洁性得以改善。就是说， 由于被清洁材料 S 在清洁辊 111 以及导辊 154 接触 的位置处电场强度最高， 所以通过对导辊 154 设置带电控制辊 121” ， 依据所附与的电场被 清洁材料 S 上的带电异物被效率良好地吸附到清洁辊 111 并除去。
另外， 还可以取代导辊 154， 如图 16 所示那样通过使用清洁辊 111B 而使得被清洁 材料 S 里面的清洁与通过清洁单元 U3 的表面清洁同时进行。在此情况下， 还设置有带电控 制辊 121、 121B ； 转印辊 131、 131B ； 第 2 外部电源 153、 153B ； 真空部件的吸入口 145、 145B 以 及清洁刮刀 146、 146B ； 清洁刷 151、 151B 和金属辊 152、 152B。
不言而喻在这些图 15 以及图 16 所示的情况下， 还可以与图 14 所示的情况同样地
进行双联配置。
接下来， 就与清洁辊 111 的异物除去性能有关的试验进行说明。
( 方法 )
在图 17 所示的清洁系统中， 使具有绝缘性的部件 ( 未图示 ) 所保持的带电控制辊 121 以及清洁辊 111、 转印辊 131 进行接触， 以 5m/min 的圆周速度使其牵连旋转， 并通过第 1 外部电源 141 在带电控制辊 121 的芯轴 121a 上附与任意的电压 ( 接地 0V、 第 1 外部电源 ±900V)。第 1 外部电源 141 采取的设定是在被清洁材料通过时、 亦即在清洁时设为 0V， 在 除此以外的情况下施加任意的电压 ( 在表 14 的情况下是第 1 外部电源 +900V、 在表 15 的情 况下是第 1 外部电源 -900V)。在对于转印辊 131 经由清洁刷 151 所设置的金属辊 152 上连 接第 2 外部电源 153， 该第 2 外部电源 153 以与清洁时的转印辊电位相同符号经常施加绝对 值 300V。清洁刷 151 设置成相对于转印辊 131 与牵连方向反方向地进行旋转， 金属辊 152 设置成相对于清洁刷 151 沿牵连方向进行旋转。
真空部件的吸入口 145 与金属辊 152 的表面 ( 外周面 ) 的间隙长为 2mm， 并在从吸 入口 145 的开口端正下方的辊表面到辊的行进方向后方 5mm 的位置设置了清洁刮刀 146。
对此， 使用在被清洁材料 S(PET 薄膜 ： 15cm×15cm×100μm) 上散布了异物 ( 平均 径 1μm、 10μm 的聚苯乙烯树脂或者丙烯树脂 ) 的试料， 评价了清洁辊 111 的异物除去性 能。此外， 评价实验以薄膜 50 张作为 1 组合， 并连续进行了 5 组合。
另外， 确认清洁结束后的清洁辊 111 上附着的异物以及确认转印辊 131 上附着的 异物。
使用表面电位计 161、 162、 163(TREK 公司制造 Model 341B) 测定了清洁中的清洁 辊 11、 带电控制辊 121 以及转印辊 131 的表面电位。
( 实施例以及比较例的说明 )
在接下来的表 10、 11 中表示进行了异物除去试验 1 的有关实施例 23 ～ 28 以及比 较例 14、 15 的辊构造， 关于它们的内层 / 外层的组成在表 3 中表示。表 10、 11 所示的实施 例以及比较例的辊的制作方法如下。
在芯轴 ( 材质 ： 铝合金制、 尺寸 ： 直径 φ28mm× 长度 250mm) 上成形内层部 ( 厚度 6mm/ 宽度 ( 芯轴的延长方向的尺寸 )240mm)。具有外层部就进一步在上述内层部的外侧成 形外层部 ( 厚度 30μm/ 宽度 240mm)。据此， 弹性层就为外径 φ40mm、 宽度 240mm。但是， 对 于不具有内层部的辊 ( 实施例 25、 28 的转印辊就符合条件 )， 就在与上述相同的芯轴上直接 成形外层部 ( 厚度 30μm/ 宽度 240mm)。
[ 表 10]
[ 表 11]( 试验结果 )
表 12 是异物为丙烯树脂时的试验结果， 表 13 是异物为聚苯乙烯树脂时的试验结 果。这里， 表中○ × 标记是使用数字显微镜 ( 数字显微镜 VHX-200 KEYENCE 公司制造、 透 镜倍率 450 倍 ) 对 650μm×500μm 的范围进行 3 点确认， 并用○标记表示在所有点未确认 到异物的情况， 用 × 标记表示确认到异物的情况。
[ 表 12]
[ 表 13]在带电控制辊 121 的芯轴 121a 上连接第 1 外部电源 141， 并对第 1 外部电源 141 的施加电压进行了控制的实施例 23 ～ 28， 在任一组合中都没有异物的蓄积， 未确认到时间 经过所导致的清洁性降低。相对于此， 在带电控制辊 121 上接地的比较例 1、 2 中， 却有对转 印辊 131 的异物蓄积， 并确认到时间经过所导致的清洁性降低。
因而， 通过利用第 1 外部电源 141 进行电压控制， 就能够维持清洁辊 111 的清洁性 能、 转印辊 131 的转印性能， 不存在异物的蓄积， 所以就不需要实施定期地除去 ( 清扫 ) 在 清洁辊 111 及转印辊 131 的辊表面附着的异物， 或者定期地更换附着有上述异物的清洁辊 111 及转印辊 131 之类的维护作业。
另外， 通过利用第 1 外部电源 141 的电压施加， 对于带电控制辊 121 施加与清洁时 在转印辊 131 的表面所带电的电荷相反符号、 绝对值大的电压， 由此还确认到如果使转印 辊 131 具有的带电性为相反极性以减弱转印辊 131 上所吸附的异物的吸附力， 从转印辊 131 的异物除去就变得容易。
就具有上述清洁部的清洁系统的全体构成一例进行说明。
如图 18 所示， 清洁系统 171 具备 ： 利用静电力清除在被清洁材料 S 的表面 S1 上附
着的尘埃等异物 ( 导体或者电介质 ) 的清洁部 172 ； 向该清洁部 172 搬送被清洁材料 S 的 搬入部 173 ； 从清洁部 172 搬出清洁后的被清洁材料 S 的搬出部 174。
搬入部 173 在一对辊 173A、 173B 上卷绕搬送带 173C， 将搬送带 173C 上的被清洁材 料 S 向清洁部 172 进行搬送。
搬出部 174 在一对辊 174A、 174B 上卷绕搬送带 174C， 将从清洁部 172 排出到搬送 带 174C 上的被清洁材料 S 沿从清洁部 172 离开的方向进行搬送。
清洁部 172 具备对于被清洁材料 S 的表面 S1( 上面 ) 上一边使表面接触一边旋转 的一对清洁辊 111， 带电控制辊 121 以及转印辊 131 的表面对于各清洁辊 111 一边接触一边 旋转。另外， 对于被清洁材料 S 的里面 ( 下面 )， 也对应于上侧的清洁辊 111 配置一对清洁 辊 111， 在清洁辊 111 之间夹着被清洁材料 S 使被清洁材料 S 移动到搬出部 174 侧。在此清 洁辊 111 上与带电控制辊 121 一并对应设置有转印辊 131。驱动辊 176 的旋转力经由驱动 带 175 被传递到清洁辊 111 的轴部， 以使清洁辊 111 进行旋转驱动。
另外， 在各带电控制辊 121 的芯轴上连接第 1 外部电源 ( 高压电源 )141， 在各转 印辊 131 经由清洁刷 151 设置金属辊 152， 并对于此金属辊 152 设置有真空泵 178( 真空部 件 ) 的吸入口 145 以及清洁刮刀 146。各吸入口 145 经由过滤器 177 连接到真空泵 178。
虽然在上述实施方式中， 对于转印辊 131 可以旋转地设置清洁刷 151， 对于此清洁 刷 151 设置金属辊 152， 并在金属辊 152 的表面附近设置清洁刮刀 146 及真空部件的吸入 口 145， 但本发明并不限定于这种构造， 还能够采用省略清洁刷及金属辊， 并在转印辊的表 面附近设置清洁刮刀 146 及真空部件的吸入口 145 这一构造。
另外， 虽然上述实施方式， 对于清洁辊 111 设置有带电控制辊 121， 但还可以如图 19 所示对于转印辊 131 进行设置。
接下来， 就与清洁辊 111 的异物除去性能有关的试验进行说明。
( 方法 )
在图 19 所示的清洁系统中， 使具有绝缘性的部件 ( 未图示 ) 所保持的清洁辊 111 以及带电控制辊 121、 转印辊 131 进行接触， 以 5m/min 的圆周速度使其牵连旋转， 并通过第 1 外部电源 141 在带电控制辊 121 的芯轴 121a 上附与任意的电压 ( 接地 0V)。在对于转印 辊 131 经由清洁刷 151 所设置的金属辊 152 上连接第 2 外部电源 153， 该第 2 外部电源 153 在清洁时以与清洁时的转印辊电位相同符号附与绝对值 1kV， 在除此以外的情况下就以与 清洁时的转印辊电位相反符号附与绝对值 1kV。清洁刷 151 设置成相对于转印辊 131 与牵 连方向反方向地进行旋转， 金属辊 152 设置成相对于清洁刷 151 沿牵连方向进行旋转。
真空部件的吸入口 145 与金属辊 152 的表面 ( 外周面 ) 的间隙长为 2mm， 并在从吸 入口 145 的开口端正下方的辊表面到辊的行进方向后方 5mm 的位置设置了清洁刮刀 146。
对此， 使用在被清洁材料 S( 带铜箔的玻璃环氧基板 ： 12cm×12cm×2mm) 上散布了 异物 ( 平均径 1μm、 10μm 的聚苯乙烯树脂或者丙烯树脂 ) 的试料， 评价了清洁辊 111 的异 物除去性能。这里， 表中○ × 标记是使用数字显微镜 ( 数字显微镜 VHX-200 KEYENCE 公司 制造、 透镜倍率 450 倍 ) 对 650μm×500μm 的范围进行 3 点确认， 并用○标记表示在所有 点未确认到异物的情况， 用 × 标记表示确认到异物的情况。此外， 评价实验以玻璃环氧基 板 50 张作为 1 组合， 并连续进行了 5 组合。
另外， 使用表面电位计 (TREK 公司制造 Model 341B) 测定了清洁中的清洁辊 111的表面电位。 进而， 将被清洁材料的铜箔面与大地连接， 测定了清洁时在上述铜箔面上流过 的电流值。
此外， 在表 14 中表示与实施例 29 ～ 32 以及比较例 16 ～ 19 有关的辊构造， 关于 它们的内层 / 外层的组成在表 3 中表示。比较例 16 ～ 19 如图 13 所示， 带电控制辊 121 采 用对于清洁辊 111 一边接触于其表面一并旋转的辊配置。
( 实施例以及比较例的说明 )
在芯轴 ( 材质 ： 铝合金制、 尺寸 ： 直径 φ28mm× 长度 250mm) 上成形内层部 ( 厚度 6mm/ 宽度 ( 芯轴的延长方向的尺寸 )240mm)。具有外层部就进一步在上述内层部的外侧成 形外层部 ( 厚度 30μm/ 宽度 240mm)。据此， 弹性层就为外径 φ40mm、 宽度 240mm。但是， 对 于不具有内层部的辊 ( 带电控制辊就符合条件 )， 就在与上述相同芯轴上直接成形外层部 ( 厚度 30μm/ 宽度 240mm)。
[ 表 14]
根据表 14 所示的结果， 在对于转印辊 131 设置带电控制辊 121 的实施例 29 ～ 32 中， 可知在任一试料中异物都被除去， 不存在时间经过所导致的清洁性降低， 长期间获得稳 定的清洁性能。相对于此， 在对于清洁辊 111 设置带电控制辊 121 的比较例 16 ～ 19 中， 确 认到时间经过所导致的清洁性降低。
另外， 还确认到通过对于转印辊 131 设置带电控制辊 121， 就可防止自第 2 外部电 源 153 发生的电流流入清洁辊 111， 流经被清洁材料 S 的电流被减低， 即便被清洁材料 S 为 导电物等也能够防止被清洁材料 S 的电气损伤。就是说， 在对于清洁辊 111 设置一边接触 于清洁辊 111 的表面一并旋转的带电控制辊 121 的系统中， 虽然自第 2 外部电源 153 发生 的电流流入清洁辊 111， 在被清洁材料 S 为导电物等情况下有可能会损失被清洁材料 S， 但 通过不是在清洁辊 111 上而是在转印辊 131 上导入将带电控制辊 121， 就能够防止自第 2 外 部电源 153 发生的电流流入清洁辊 111， 并防止被清洁材料 S 的电气损伤。
图 20 中表示具有上述清洁部的清洁系统的全体构成一例。
( 第 2 具体实施方式 )
如图 21(a) 所示， 在清洁系统所用的清洁单元 U 中， 在被清洁材料 S 的表面 S1 上 一边接触于清洁辊 211 的表面 ( 外周面 ) 并进行旋转一边相对移动， 并借助于清洁辊 211 利用静电力去除在被清洁材料 S 的表面 S1 上附着的尘埃等异物 ( 导体或者电介质图示省 略 )。
此清洁辊 211 可以通过与被清洁材料 S 的接触剥离在表面带电通过静电力来吸附 在被清洁材料 S 的表面 S1 上附着的异物用的电荷， 具备 ： 具有导电性的芯轴 ( 芯棒 )211a ；
设置于芯轴 211a 外侧的圆筒状的内层部 211b ； 设置于该内层部 211b 外侧由比内层部 211b 高电阻的材料组成的薄圆筒状的外层部 211c( 例如厚度 30μm 左右 )， 为二层构造。而且， 在清洁辊 211 的芯轴 211a 上连接第 1 外部电源 21。
对于利用辊表面的带电性通过静电力来吸附异物的清洁辊 211， 设置有一边接触 于清洁辊 211 的表面一边旋转的转印辊 231。此转印辊 231 可以在表面带电通过静电力来 吸附在清洁辊 211 的表面上附着的异物用的电荷。使通过静电力附着于清洁辊 211 的异物 转印 ( 移动 ) 到转印辊 231 侧。与此同时， 通过变更清洁辊 211 上所连接的第 1 外部电源 221 的施加电压， 就能够任意地变更转印辊 231 的通过静电力吸附上述异物用的带电压。
转印辊 231 具备 ： 具有导电性的芯轴 ( 芯棒 )231a ； 设置于此芯轴 231a 外侧的圆 筒状的内层部 231b ； 设置于此内层部 231b 外侧的外层部 231c， 此外层部 231c 的体积电阻 率高于内层部 231b。
对于此转印辊 231， 可以旋转地设置清洁刷 243， 该清洁刷 243 与牵连方向反方向 地进行旋转以刮除通过静电力附着在转印辊 31 的表面上的异物， 并能够对于此清洁刷 243 以沿牵连方向进行旋转的方式设置例如不锈钢合金 (SUS304) 制的金属辊 244。此清洁刷 243 在芯轴 243a 上具有合成树脂制的毛部 243b( 刷部 )。在此金属辊 244 上连接着第 2 外 部电源 245 而成为与转印辊 231 之间产生电位差这一机构。就是说， 通过第 2 外部电源 245 对金属辊 244 施加与清洁时在转印辊 231 的表面所带电的电荷相同符号的电位。
金属辊 244 的表面附近设置前端刮除部接触于金属辊 244 表面的清洁刮刀 241， 通过此清洁刮刀 241 刮掉在金属辊 244 表面上附着的异物。此清洁刮刀 241 用合成树脂制 ( 例如热硬化性氨基甲酸乙酯树脂 ) 组成的弹性体而形成， 并通过具有绝缘性的保持器具 ( 未图示 ) 进行保持。此外， 还可以使清洁刮刀 241 的保持器具通过绝缘物来进行保持。
另外， 对金属辊 244 的表面附近即转印辊 231 的辊表面和清洁刮刀 241 的前端刮 除部的接触部分附近， 设置有可以通过负压吸引异物的真空部件的吸入口 242。 由于清洁刮 刀 241 被配置在此吸入口 242 的附近， 所以通过该吸入口 242 由清洁刮刀 241 所刮掉的异 物被吸引除去。据此就能够有效地除去附着在金属辊 244 上的异物。这里， 作为真空部件 只要可以通过负压吸引异物即可， 例如能够采用众所周知的真空泵。
这样， 在从金属辊 244 吸引除去异物的情况下， 通过采取清洁刮刀 241 的前端刮除 部接触于真空部件的吸入口 242 附近的金属辊 244 上以刮除异物这一构造， 附着在金属辊 44 上异物就效率良好地得以除去不会弄脏周围。
另外， 清洁辊 211 和转印辊 231 用绝缘性的原材料 ( 未图示 ) 进行保持， 转印辊 231 与清洁辊 211 进行牵连旋转， 在两辊 231、 211 间依据各辊 231、 211 的表面特性差异而产 生电位差。据此通过清洁辊 211 和转印辊 231 的旋转所造成的接触剥离， 在转印辊 231 的 辊表面上产生与清洁辊 211 的表面特性 ( 例如带电序列 ) 差异相应的电位差， 并带电通过 静电力来吸附在清洁辊 211 的表面上附着的异物用的电荷。
能够通过第 1 外部电源 221 在清洁辊 211 的芯轴 211a 上施加电压， 例如在清洁辊 211 的芯轴 211a 上连接的第 1 外部电源 221 的施加电压为 0V 时， 在将相对于通过牵连旋转 在转印辊 231 产生的带电压的极性为同一极性的电压附与第 1 外部电源 221 的情况下， 清 洁辊 211 就可以从被清洁材料 S 吸附异物， 转印辊 231 就可以转印在清洁辊 211 上附着的 异物。通过上述条件吸附于转印辊 231 的异物， 在上述条件的施加电压为 0V 的情况下， 由第 1 外部电源 221 对清洁辊 211 的芯轴 211a 施加与通过牵连旋转在转印辊 231 产生的 带电压相反极性、 且绝对值大于该带电压的绝对值的电压， 由此转印辊 231 丧失吸附异物 的吸附力 ( 静电力 )。据此， 上述异物由清洁刷 243 刮掉并移动到金属辊 244 的表面。然 后， 移动到金属辊 244 表面的异物由清洁刮刀 241 刮掉并通过真空部件的吸入口 242 被吸 引除去。
虽然这里所用的转印辊 231 是与清洁辊 211 同样的构造， 但也能够如图 21(b) 所 示的单元 U1’ 那样， 作为转印辊 231’ 采用除去内层部并在芯轴 231a’ ( 芯棒 ) 的外侧直接 具备圆筒状的外层部 231c’ 这一构造。此外， 作为外层部的原材料， 希望在无损利用静电力 的稳定吸附力的范围内， 使电位差相对于清洁辊 211 的带电压尽可能大地进行选定。
清 洁 辊 211 的 外 层 部 211c 的 厚 度 与 上 述 清 洁 辊 11、 111 同 样 地 最 好 是 2 ～ 500μm( 更理想的是 5 ～ 50μm)。此外， 还能够取代芯轴 211a 而采用具有导电性的碳原材 料料及合成树脂复合材等组成的芯棒。
外层部 211c 上所用的材料及内层部 211b 上所用的材料亦与上述的清洁辊 11、 111 相同。
转印辊 231 具备 ： 具有导电性的芯轴 ( 芯棒 )231a ； 设置于此芯轴 231a 外侧的圆 筒状的内层部 231b ； 设置于此内层部 231b 外侧的外层部 231c， 并构成为可以将通过静电力 吸附在清洁辊 211 的表面上附着的异物用的电荷， 在辊表面进行带电。转印辊 231 的外层 部 231c 其体积电阻率高于内层部 231b。与第 1 外部电源 221 上附与的电压同一极性、 绝 对值大地进行设定。与此同时， 转印辊 231 能够通过清洁辊 211 的芯轴 211a 上所连接的第 1 外部电源 221 任意地变更用于通过静电力来吸附在清洁辊 211 表面上附着的异物的带电 压。
据此通过静电力附着于清洁辊 211 的异物伴随于旋转被依次转印 ( 移动 ) 到转印 辊 231 侧。其结果由于在清洁辊 211 的表面上不会残留异物， 再者异物不会回到被清洁材 料 S 的表面 S1 上， 所以清洁辊 211 能够长期间继续进行异物吸附动作。
借助于上述单元， 通过清洁辊 211 接触于作为清洁对象的被清洁材料 S 上附着的 异物， 尘埃等异物就被吸附到清洁辊 211 的表面 ( 外层部 211c)， 从被清洁材料 S 的表面 S1 除去。
然后， 通过静电力被吸附在清洁辊 211 表面上的异物， 若通过清洁辊 211 的旋转与 转印辊 231 的表面相接触， 就在转印辊 231 和清洁辊 211 面之间产生电位差， 所以异物离开 清洁辊 211 被转印 ( 移动 ) 到转印辊 231 的表面。
然后， 附着在转印辊 231 表面上的异物通过清洁刷 243 从转印辊 231 刮掉， 并吸附 到金属辊 244 的表面。附着在此金属辊 244 表面的异物通过清洁刮刀 241 进行刮除， 由清 洁刮刀 241 所刮掉的异物通过真空部件的吸入口 242 被吸引除去。
据此由于在清洁辊 211 的表面上不会残留异物， 异物不会回到被清洁材料 S 的表 面 S1 上， 所以清洁辊 211 能够长期间继续进行异物吸附动作。 另外， 因为由清洁刮刀 241 从 金属辊 211 所刮掉的异物通过真空部件的吸入口 242 立即被吸引除去， 所以金属辊 211 的 周边也不会因被刮掉的异物而弄脏。
因而， 不仅不需要定期地除去清洁辊 211 及转印辊 231 表面的异物或者更换清洁辊 211 及转印辊 231 的维护作业， 还几乎不用担心转印辊 231 周边因异物而弄脏， 所以就在 维护性上表现出色。
这里， 虽然利用真空部件的吸引动作还可以经常进行， 但还能够采用第 1 外部电 源 221 除清洁辊 211 进行清洁时， 对清洁辊 211 施加与转印辊 231 进行转印动作时在转印 辊 231 的表面所带电的电荷相反符号、 绝对值大于转印辊 231 的带电压的绝对值的电压这 一构成， 上述真空部件除清洁辊 211 进行清洁时才进行驱动这一构成。这里， “清洁时” 是 指清洁辊 211 一边接触于被清洁材料的表面进行旋转一边相对移动这一时候。清洁辊 211 进行清洁时既可以电气或者机械地检测被清洁材料的移动来进行判断， 也可以根据例如清 洁辊 211 的芯轴 211a 的上下变位检测被清洁材料 S 的通过来进行判断。另外， 还可以采用 如下构造 ： 使清洁刮刀 241 可进退地进行支撑， 以便仅在真空部件驱动时清洁刮刀 241 的前 端刮除部接触于金属辊 211 的表面。
接下来， 就上述清洁单元 U1 中的清洁辊 211 与转印辊 231 之关系一例进行说明。
首先， 在上述清洁单元中， 在通过转印辊 231 和清洁辊 211 的牵连而发生的电位 差为 300V， 清洁辊 211 相对于转印辊 231 显示正侧带电性的情况下 ( 在带电序列成为正 侧时 )， 如图 22(a) 所示， 清洁辊 211 上连接的外部电源 221 的施加电压为 0V， 转印辊 231 为 -300V， 清洁辊 211 为 0V。
另外， 如图 22(b) 所示， 如果将外部电源 221 的施加电压设为 -300V， 则转印辊 231 为 -600V， 清洁辊 211 为 -300V， 在正侧带电性的异物被吸附到清洁辊 211 以后， 被转印吸附 到转印辊 231。
之后， 如图 22(c) 所示， 如果将外部电源 221 的施加电压设为 +600V， 则转印辊 231 为 +300V， 清洁辊 211 为 +600V， 显示正侧带电性的异物就要从正侧带电的转印辊 231 离开。 在此状态下， 通过清洁刷 243 从转印辊 231 刮掉上述异物， 并移动到金属辊 244 的表面上。 移动到此金属辊 244 表面的异物在真空部件的吸入口 242 附近由清洁刮刀 241 的前端刮除 部进行刮掉， 通过真空部件的吸入口 242 被吸引， 并从金属辊 244 的辊表面上除去。
另外， 在通过转印辊 231 和清洁辊 211 的牵连而发生的电位差为 300V， 清洁辊 211 相对于转印辊 231 显示负侧带电性的情况下 ( 在带电序列成为负侧时 )， 如图 22(d) 所示， 清洁辊 211 上连接的外部电源 221 的施加电压为 0V， 转印辊 231 为 +300V， 清洁辊 211 为 0V。
然后， 如图 22(e) 所示， 如果将外部电源 221 的施加电压设为 +300V， 则转印辊 231 为 +600V， 清洁辊 211 为 +300V， 负侧带电性的异物被吸附到清洁辊 211 以后， 被转印吸附到 转印辊 231。
之后， 如图 22(f) 所示， 如果将外部电源 221 的施加电压设为 -600V， 则转印辊 231 为 -300V， 清洁辊 211 为 -600V， 显示负侧带电性的异物就要从负侧带电的转印辊 231 离开。 在此状态下， 通过清洁刷 243 从转印辊 231 刮掉上述异物， 并移动到金属辊 244 的表面上。 移动到此金属辊 244 表面的异物在真空部件的吸入口 242 附近由清洁刮刀 241 的前端刮除 部进行刮掉， 通过真空部件的吸入口 242 被吸引， 并从金属辊 244 的辊表面上除去。
因依据上述辊 211、 231 间的表面特性差异所发生的电位差以清洁辊 211 的带电压 为基准发生电位差， 故在一定圆周速度下就稳定地显示一定的数值。
此外， 在图 22(a) ～ (c) 的情况下， 因清洁辊 211 相对于转印辊 231 在正侧具有+300V 的电位， 故一度被转移到转印辊 231 显示正侧带电性的异物就不会被再度转印到清 洁辊 211。同样地， 在图 22(d) ～ (f) 的情况下， 因清洁辊 211 相对于转印辊 231 在负侧具 有 -300V 的电位， 故一度被转移到转印辊 231 显示负侧带电性的异物就不会被再度转印到 清洁辊 211。在这些情况下作为基准的就是清洁辊 211 的芯轴 211a 上连接的第 1 外部电源 221 的施加电压。
接下来， 就与清洁辊 211 的性能有关的试验结果进行说明。
( 方法 )
在图 23 所示的清洁系统中， 使绝缘性的部件 ( 未图示 ) 所保持的转印辊 231 以及 清洁辊 211 进行接触， 以 5m/min 的圆周速度使其牵连旋转， 并通过第 1 外部电源 221 在清 洁辊 211( 芯轴 211a) 上附与任意的电压 (±300V、 ±600V)。
第 1 外部电源 221 的设定是在被清洁材料 S 通过时 ( 亦即清洁时 ) 施加 ±300V 中的某一个， 在除此以外的情况下则以与先前所施加的电位相反极性施加 ±600V 的电压。 第 2 外部电源 245 经常施加与第 1 外部电源 221 在被清洁材料通过时施加的电压相同值。
设置成清洁刷 243 相对于转印辊 231 与牵连方向反方向地进行旋转， 金属辊 244 相对于清洁刷 243 沿牵连方向进行旋转。真空部件的吸入口 242 与金属辊 244 的辊表面的 间隙长为 2mm， 并在从吸入口 242 的开口端正下方的辊表面到金属辊 244 的行进方向后方 5mm 的位置设置了清洁刮刀 241。
对此， 使用在被清洁材料 S(PET 薄膜 ： 15cm×15cm×100μm) 上散布了异物 ( 平均 径 1μm、 10μm 的聚苯乙烯树脂或者丙烯树脂 ) 的试料， 评价了清洁辊 211 的异物除去性 能。此外， 评价实验以薄膜 10 张作为 1 组合， 并连续进行了 5 组合。
另外， 确认清洁结束后的清洁辊 211 上附着的异物以及确认转印辊 231 上附着的 异物。
使用表面电位计 261、 262(TREK 公司制造 Model 341B) 测定了清洁中的清洁辊 211 以及转印辊 231 的表面电位。
( 实施例以及比较例的说明 )
在接下来的表 15、 16 中表示进行了异物除去试验 1 的有关实施例 33 ～ 48 以及比 较例 20、 21 的辊构造， 关于它们的内层 / 外层的组成在表 3 中表示。表 15、 16 所示的实施 例 33 ～ 48 以及比较例 20、 21 的辊的制作方法如下。
在芯轴 ( 材质 ： 铝合金制、 尺寸 ： 直径 φ28mm× 长度 250mm) 上成形内层部 ( 厚度 6mm/ 宽度 ( 芯轴的延长方向的尺寸 )240mm)。具有外层部就进一步在上述内层部的外侧成 形外层部 ( 厚度 30μm/ 宽度 240mm)。据此， 弹性层就为外径 φ40mm、 宽度 240mm。但是， 对 于不具有内层部的辊 ( 实施例 33、 41 的转印辊就符合条件 )， 就在与上述相同的芯轴上直接 成形外层部 ( 厚度 30μm/ 宽度 240mm)。
[ 表 15]
[ 表 16]
( 试验结果 )
表 17 是异物为丙烯树脂的情况， 表 18 是异物为聚苯乙烯树脂的情况。这里， 表中 ○ × 标记是使用数字显微镜 ( 数字显微镜 VHX-200 KEYENCE 公司制造、 透镜倍率 450 倍 ) 对 650μm×500μm 的范围进行 3 点确认， 并用○标记表示在所有点未确认到异物的情况， 用 × 标记表示确认到异物的情况。
[ 表 17]
[ 表 18]根据表 17、 18， 在清洁辊 211 上连接第 1 外部电源 221 并施加了电压的实施例 33 ～ 48 中即便进行连续使用， 也未确认异物蓄积到转印辊并且未发现清洁性降低。
相对于此， 在清洁辊上使用了未获得本发明效果的转印辊的比较例 20、 21 中， 无 法获得连续的清洁性。
另外， 如图 24 所示， 通过双联配置清洁单元 U1、 U2， 并使各单元 U1、 U2 的清洁辊 211、 211A 上所带电的电荷的符号相反， 就能够分别将附着在被清洁材料 S 上显示正侧带电 性的异物用负侧带电的清洁辊 211 进行除去， 将显示负侧带电性的异物用正侧带电的清洁 辊 211A 进行除去。221、 221A 是第 1 外部电源， 231、 231A 是转印辊。
进而， 如图 25 所示， 隔着被清洁材料 S 在清洁辊 211 的相反侧设置导辊 251B， 相 对于此导辊 251B 设置转印辊 231B， 并通过导辊 251B 进一步增强被夹在清洁辊 211 和导辊 251B 之间的被清洁材料 S 上作用的电场强度， 能够使清洁性得以改善。
在此情况下， 还可以通过取代导辊 251B 而使用清洁辊， 同时进行被清洁材料 S 里 面的清洁。另外， 还可以与图 24 所示的情况同样地双联配置单元。
就具有上述清洁部的清洁系统的全体构成一例进行说明。
如图 26 所示， 清洁系统 271 具备 ： 利用静电力清除在被清洁材料 S 的表面 S1 上附 着的尘埃等异物 ( 导体或者电介质 ) 的清洁部 272 ； 向该清洁部 272 搬送被清洁材料 S 的 搬入部 273 ； 从清洁部 272 搬出清洁后的被清洁材料 S 的搬出部 274。
搬入部 273 在一对辊 273A、 273B 上卷绕搬送带 273C， 将搬送带 273C 上的被清洁材 料 S 向清洁部 272 进行搬送。
搬出部 274 在一对辊 274A、 274B 上卷绕搬送带 274C， 将从清洁部 272 排出到搬送 带 274C 上的被清洁材料 S 沿从清洁部 272 离开的方向进行搬送。
清洁部 272 具备对于被清洁材料 S 的表面 S1( 上面 ) 上一边使外周面接触一边旋 转的一对清洁辊 211， 转印辊 231 的表面对于各清洁辊 211 一边接触一边旋转。另外， 对于 被清洁材料 S 的里面 ( 下面 )， 也对应于上侧的清洁辊 211 配置一对清洁辊 211， 在清洁辊 211 之间夹着被清洁材料 S 使被清洁材料 S 移动到搬出部 274 侧。在此清洁辊 211 上还对 应设置有转印辊 231。驱动辊 276 的旋转力经由驱动带 275 被传递到清洁辊 211 的轴部， 以 使清洁辊 211 进行旋转驱动。
另外， 在各清洁辊 211 的芯轴上连接第 1 外部电源 ( 高压电源 )221， 在各转印辊 231 经由清洁刷 243 设置金属辊 244， 在各金属辊 244 上连接有第 2 外部电源 245。另外， 对 于金属辊 244 设置有真空泵 278( 真空部件 ) 的吸入口 242 以及清洁刮刀 241。各吸入口 242 经由过滤器 277 连接到真空泵 278。