クリーニングシステム
【課題】メンテナンス性に優れ、フィルムなどの薄い被クリーニング材上に付着する異物を除去するような場合でも、被クリーニング材がローラ表面に張り付くのを回避する。
【解決手段】被クリーニング材Ｓの表面Ｓ１にクリーニングローラ１１を接触させ、被クリーニング材Ｓの表面Ｓ１上に付着する塵埃などの異物Ｔを静電気を利用して取り除く。クリーニングローラ１１は、芯金１１ａと、芯金１１ａの外側に設けられる円筒状の円筒状の内層部１１ｂと、その内層部１１ｂの外側に設けられる円筒状の外層部１１ｃとを備え、外層部１１ｃは５０°以上の硬度（ＪＩＳ−Ａ）を有しかつ内層部１１ｂよりも高抵抗である。クリーニングローラ１１の外層部１１ｃを形成する材料としては、被クリーニング材Ｓの表面上に付着する異物Ｔを静電気により吸着する電荷を帯電し得るものが選択される。
【解決手段】被クリーニング材Ｓの表面Ｓ１にクリーニングローラ１１を接触させ、被クリーニング材Ｓの表面Ｓ１上に付着する塵埃などの異物Ｔを静電気を利用して取り除く。クリーニングローラ１１は、芯金１１ａと、芯金１１ａの外側に設けられる円筒状の円筒状の内層部１１ｂと、その内層部１１ｂの外側に設けられる円筒状の外層部１１ｃとを備え、外層部１１ｃは５０°以上の硬度（ＪＩＳ−Ａ）を有しかつ内層部１１ｂよりも高抵抗である。クリーニングローラ１１の外層部１１ｃを形成する材料としては、被クリーニング材Ｓの表面上に付着する異物Ｔを静電気により吸着する電荷を帯電し得るものが選択される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばフィルム、シートなどの薄い被クリーニング材の表面に付着する異物も除去することができるクリーニングシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）のガラス基板や、貼り合わせフィルムなどの薄い被クリーニング材の表面上に付着する塵埃などの異物を除去するクリーニングシステムとしては、粘着ローラを用い、それの粘着力を利用して前記異物を除去するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００８−１６８１８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような粘着ローラでは、平均径１μｍ以下の異物を取り除くことができず、また粘着ローラの表面（粘着層）に一旦付着した塵埃などの異物を完全に除去するのが困難であり、メンテナンス性に劣る。また、被クリーニング材に粘着ローラをある程度圧力を加えて押し付け、異物を粘着除去するようにしているので、被クリーニング材が例えばフィルムであると、前記異物を除去するだけでなく、フィルムがローラ表面に張り付くおそれがある。
【０００４】
そこで、発明者は、電子写真技術を応用し、被クリーニング材から塵埃などの異物を除去する際に、接触帯電によりクリーニングローラの外周面に、前記異物を静電気により吸着する電荷を帯電させれば、前記被クリーニング材から前記クリーニングローラにより前記異物を除去することができることに着想し、本発明をなしたものである。
【０００５】
この発明は、メンテナンス性に優れ、フィルム、シートなどの薄い被クリーニング材上の異物（塵埃など）を除去するような場合でも、被クリーニング材がローラ表面に張り付くのを回避して前記異物を除去できるクリーニングシステム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】
請求項１の発明は、被クリーニング材の表面に接触しつつ回転しながら前記被クリーニング材に対し相対移動するクリーニングローラを備え、前記被クリーニング材の表面上に付着する塵埃などの異物を前記クリーニングローラによって静電気を利用して取り除くクリーニングシステムであって、前記クリーニングローラは、導電性を有する芯棒と、この芯棒の外側に設けられる円筒状の内層部と、その内層部の外側に設けられる円筒状の外層部とを備え、前記外層部は５０°以上の硬度（ＪＩＳ−Ａ）を有しかつ前記内層部よりも高抵抗であり、前記クリーニングローラの外層部を形成する材料は、前記被クリーニング材の表面上に付着する異物を吸着する電荷を帯電し得るものであることを特徴とする。ここで、外層部の硬度を５０°以上とするのは、５０°未満であれば、被クリーニング材がフィルムなどの薄いものである場合には、それをクリーニングローラが巻き込むんでしまうおそれがあるからである。また、内層部および外層部を形成する材料は、金属を除く材料（例えば高分子材料）から選択される。前記外層部の硬度は６０°以上がより好ましい。
【０００７】
なお、 本明細書において、「高抵抗」とは、電気抵抗が高いことを意味する。また、前記外層部の硬度は、外層部を形成する材料で成形された厚さ２ｍｍの平板を用いて測定されるものである。
【０００８】
このようにすれば、クリーニングローラの外層部が、内層部よりも高抵抗で、前記被クリーニング材の表面上に付着する異物を吸着し得る電荷を帯電し得る材料からなるので、ローラ表面(外層部）の誘電率を高めて、被クリーニング材に付着する異物を、前記ローラ表面に静電気を利用して吸着させ、被クリーニング材の表面から除去することができる。
【０００９】
このように、ローラ表面に異物を静電気により吸着しているだけであるので、クリーニングローラの外周面を水やアルコールで拭くことにより残存異物を前記ローラ表面から容易に取り除くことができ、粘着ローラをクリーニングローラとして利用したクリーニングシステムに比べて、メンテナンス性が優れる。
【００１０】
しかも、前記クリーニングローラは外層部を５０°以上の高硬度とし、ローラ表面硬度を高めているので、ローラ表面の粘着性を低下させることができる。よって、被クリーニング材がフィルム、シートなどの薄物であっても、薄物である被クリーニング材のローラへの巻き付きを防止して、被クリーニング材表面のクリーニングを実施することができる。
【００１１】
さらに、従来の粘着ローラは低硬度にするために軟化剤、オイルなどを添加する必要があるため、粘着ローラ表面にそれら添加剤のブリードが生じるという問題があるが、前記クリーニングローラは外層部を５０°以上の高硬度とし、低硬度にする必要がないので、前記粘着ローラに生じるブリードの問題を改善する上で有利である。
【００１２】
この場合、請求項２に記載のように、前記内層部は前記外層部よりも低硬度であることが望ましい。
【００１３】
このようにすれば、内層部を外層部よりも低硬度とすることができるので、外層部が５０°以上の硬度を有していても、ローラ全体としての硬度を従来のローラと同様の低硬度に維持して、ニップ幅を確保することができ、また、異物を噛み込んで被クリーニング材が損傷するという事態の発生を回避することができる。
【００１４】
この場合、請求項３に記載のように、前記内層部は導電性を有する弾性材料で形成され、前記外層部はアクリル混合ウレタンあるいはフッ素混合ウレタンで形成されている構成とすればよい。
【００１５】
このようにすれば、誘電性の高いウレタンをローラ外周面に用いる場合において誘電極性を調整することができ、アクリル混合ウレタンであればマイナスに帯電しやすい異物が、フッ素混合ウレタンであればプラスに帯電しやすい異物が、被クリーニング材から除去されやすくなる。
【００１６】
請求項４に記載のように、前記外層部を形成する材料には、誘電フィラーが混合されていることが望ましい。
【００１７】
このようにすれば、誘電フィラーが混合されていることで、ローラ表面の静電容量が高められ、クリーニングローラに対し相対移動する被クリーニング材との接触ないし摩擦帯電などによりローラ表面に必要とする電荷が保持されやすくなり、前記ローラ表面に異物を吸着させ、被クリーニング材上から除去する上で有利となる。
【００１８】
請求項５に記載のように、前記クリーニングローラの芯棒に、ローラ外周面に前記異物を静電気により吸着する電荷を帯電させ得る電圧が印加されていることが望ましい。
【００１９】
このようにすれば、ローラ外周面に異物を吸着する電荷を帯電させる電圧が印加されていることで、ローラ表面に前記異物を吸着するのに必要とされる高い電位が保持されやすくなる。よって、前記ローラ表面に異物を静電気により吸着させ、被クリーニング材上から除去する上で有利となる。
【００２０】
請求項６に記載のように、前記クリーニングローラは、前記内層部が導電性を有する一方、前記外層部が絶縁性を有し、前記被クリーニング材を挟んで、前記クリーニングローラとは反対側にガイドローラが配置され、前記ガイドローラは、導電性を有する芯棒と、前記芯棒の外側に導電性を有する内層部と、前記内層部の外側に絶縁性を有する外層部とを備え、前記ガイドローラの芯棒および前記クリーニングローラの芯棒に対し、前記両芯棒のいずれか一方が他方よりも電位が高くなるように電圧を印加することを特徴とする。
【００２１】
このようにすれば、２本のローラが被クリーニング材を挟んで対向しており、被クリーニング材がクリーニングローラ及びガイドローラが接触する位置において電界強度が最も高くなる。そして、与えられた電界に応じて被クリーニング材上の帯電異物がクリーニングローラに吸着され、除去される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、クリーニングローラの外層部が、内層部よりも高抵抗で、前記被クリーニング材の表面上に付着する異物を静電気により吸着し得る電荷を帯電し得る材料からなるので、前記ローラ表面に、塵埃などの異物を静電気にて吸着させ、被クリーニング材の表面から除去することができる。
【００２３】
しかも、前記クリーニングローラは外層部を５０°以上の高硬度とし、ローラ表面硬度を高めているので、ローラ表面の粘着性を低下させ、被クリーニング材がフィルム、シートなどの薄物であっても、薄物である被クリーニング材のローラへの巻き付きを防止し、クリーニングを実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を図面に沿って説明する。
【００２５】
図１は本発明に係るクリーニングシステムの一例による、塵埃などの異物を静電気を利用して除去する原理の説明図である。
【００２６】
図１に示すように、クリーニングシステム１は、被クリーニング材Ｓの表面Ｓ１に接触しつつ回転しながら前記被クリーニング材に対し相対移動するクリーニングローラ１１（帯電体）を備え、このクリーニングローラ１１によって被クリーニング材Ｓの表面Ｓ１上に付着する塵埃などの異物Ｔ（導体あるいは誘電体）を静電気を利用して取り除くものである。このクリーニングシステム１においては、具体的には図示していないが、クリーニングローラ１１が配置されている部位までは、クリーニング前の被クリーニング材Ｓが第１の搬送手段（図示せず）によって搬入され、クリーニング後の被クリーニング材Ｓが第２の搬送手段（図示せず）によって搬出されるようになっている。なお、このように被クリーニング材Ｓが搬送される場合だけでなく、逆に、静止状態に支持されている被クリーニング材Ｓに対しクリーニングローラ１１が移動して、表面Ｓ１がクリーニングされるようにすることもできるのはもちろんである。
【００２７】
クリーニングローラ１１は、導電性を有する芯金１１ａ（芯棒）と、芯金１１ａの外側に設けられる円筒状の内層部１１ｂと、その内層部１１ｂの外側に設けられ内層部１１ｂよりも高抵抗の材料からなる薄い円筒状の外層部１１ｃ（例えば、厚さ３０μｍ程度）とを備え、二層構造となっている。ここで、外層部１１ｃの厚さとしては、２〜５００μｍ（より好ましくは、５〜５０μｍ）が好ましい。これは、外層部１１ｃの厚さが２μｍ未満ではローラ表面（外層部表面）に電荷が帯電しにくい傾向にある一方、５００μｍを超える厚さにするのは工業的に効率的でないからである。なお、芯金１１ａに代えて、導電性を有するカーボン材や合成樹脂複合材等からなる芯棒を用いることもできる。芯棒の体積抵抗としては、１０7Ωｃｍ以下が望ましい。
【００２８】
内層部１１ｂに用いている材料は、外層部１１ｃよりも低硬度あるいは略同一の硬度とされる。内層部１１ｂに用いている材料の電気特性としては、外層部１１ｃよりも低抵抗であれば特に限定されるものではなく、誘電性を有するものであっても導電性を有するものであってもかまわないが、表面抵抗が１０10〜１０12Ω／□程度であることが好ましい。ただし、芯棒１１ａよりは高抵抗であることが好ましい。具体的には、導電性を有する弾性材料である、例えばカーボン（導電材）を含むポリエステル系ウレタン等を内部層１１ｂに用いることができる。
【００２９】
外層部１１ｃに用いている材料は、５０°以上（望ましくは５０°以上１００°以下、より望ましくは５５°以上１００°以下、さらに望ましくは６５°以上１００°以下）の硬度を有する。また、外層部１１ｃは内層部１１ｂよりも高抵抗である。外層部１１ｃは望ましくは１０8Ω／□以上の表面抵抗、より望ましくは１０10Ω／□以上の表面抵抗、さらに望ましくは１０11Ω／□以上の表面抵抗を有し、絶縁性を有する。
【００３０】
このようなクリーニングローラ１１の外層部１１ｂを形成する材料は、被クリーニング材Ｓの表面Ｓ１上に付着する塵埃などの異物Ｔを静電気により吸着する電荷を帯電し得るものが選択される。つまり、異物Ｔに帯電される電荷に対し電位差が生じるようなものであればよく、異物Ｔに対して、帯電序列がプラス側あるいはマイナス側になるものが選択される。
【００３１】
なお、被クリーニング材Ｓ上に付着している異物に、どのような電荷が帯電するかは、通常、被クリーニング材の種類によっても変わり得るが、被クリーニング材の種類に応じて、外層部１１ｂに用いる材料を選択することができる。
【００３２】
本発明におけるクリーニングローラ１１の外層部１１ｃを形成する材料の好ましい例としては、ウレタン樹脂が挙げられ、さらにはアクリル混合ウレタンあるいはフッ素混合ウレタンが挙げられる。ここで、「アクリル混合ウレタン」とは、アクリル樹脂（例えば、メタクリル酸ーメタクリル酸メチル共重合体からなる主鎖にアミノエチル基がグラフトされてなるグラフト化合物）とウレタン樹脂（例えば、ポリエステルポリウレタンまたはポリエーテルポリウレタン）との混合物からなるものであり、「フッ素混合ウレタン」とは、ポリウレタンを主成分とし、フッ素基（例えば、炭素を主体とする重合体に担持され、ポリウレタンと共重合体を構成するもの、炭素を主体とする重合体に担持され、かつイソシアネート基（例えば、多官能のブロックイソシアネート）を含有する共重合体）を有する合成樹脂である。
【００３３】
前記したクリーニングローラ１１によれば、クリーニングローラ１１が、クリーニングの対象とする被クリーニング材Ｓに付着する異物Ｔに接触することで、静電誘導により異物Ｔにクリーニングローラ１１の外周面とは異なる電荷が帯電され、塵埃などの異物との間に引力が発生し、前記異物が外層部１１ｂの表面に静電気により吸着され、被クリーニング材の表面から異物が除去される。
【００３４】
また、外層部１１ｃおよび内層部１１ｂをともに誘電体とする場合には、図２に示すように、外層部１１ｃにおける表面電荷密度は比較的小となり、外層部１１ｃを誘電体、内層部１１ｂを導電体とする場合には、図３に示すように、外層部１１ｃにおける表面電荷密度は比較的大となる。
【００３５】
続いて、クリーニングローラの性能についての試験結果について説明する。ここで、実施例１〜９は内層部がカーボン（導電材）を４０vol％含むポリエステル系ウレタンで構成され、実施例１０，１１は内層部がカーボンを含まないポリエステル系ウレタンで構成される。実施例１〜１１は外層部が熱可塑性ポリウレタンで構成され、実施例２〜実施例１１はそれぞれ外層部が表１，２に記載の添加剤を含む。実施例１３は内層部がブチルゴム外層部が熱可塑性ポリウレタンで構成されるものであり、実施例１４は外層部が導電材を含まないものである。ただし、「フッ素」はウレタン・フッ素共重合体を、「アクリル」はアミノエチル化アクリルポリマーを、シリコンアクリルはシリコン・アクリル共重合体樹脂を意味する。尚、実施例３の外層部は、熱可塑性ポリウレタンとアクリル樹脂（アミノエチル化アクリルポリマー）とを６０：４０の割合で混合したものである。
【００３６】
比較例１は外層部がないもので便宜的に内層部として記載したカーボンを含むポリエステル系ウレタンのみの単層構造のローラであり、比較例２は同様にブチルゴムのみの単層構造のローラ、比較例３は外層部導電材として、カーボン４０phrおよびイオン導電性の機能性帯電防止剤（例えば三光化学工業株式会社製サンコノールＭＥＫ−１０Ｒ）１phrを添加したものである。比較例４〜６は外層部がないもので硬度を変化させたものである。なお、前記実施例および前記比較例のローラの寸法としては、全て外径４０ｍｍφ、芯金を除いた部分の長さを２５０ｍｍとした。
（ローラ硬度ー粘着性試験）
PICMAタックテスター（株式会社東洋精機製作所製）を用いて、ＰＥＴフィルムに対する付着力を測定した。ここで、テスト条件は、幅１５ｍｍ、加圧力５００ｇ、圧着時間１０ｓ、引き剥がし速度１００ｃｍ／ｍｉｎとした。ここで、各硬度はＪＩＳ−Ａ硬度で、内層硬度および外層硬度は厚さ２ｍｍのシートを作製して、ローラ硬度は所定構造のローラを作製して、それぞれ測定した。
【００３７】
【表１】
【００３８】
この表１に示す結果より、内層部硬度よりも外層部硬度を高硬度とし、ローラ全体としてのローラ硬度は低硬度（つまり内層硬度と同程度）に維持したまま、ローラの表面硬度（外層部硬度）を高めることで、ローラ表面の付着力（タック力）が低下することが分かる。
（ウエス拭き取り洗浄試験）
水あるいはアルコール（エタノール）を含ませた布ウエスを、異物が付着したローラ表面に対し一往復させ、水あるいはアルコール（エタノール）で拭いた、水洗浄後、アルコール洗浄後の残留異物を比較した。
【００３９】
【表２】
【００４０】
この表２に示す結果より、実施例１〜９および１３については、水やアルコールでローラ表面を拭いて洗浄した場合に、水の場合でもアルコールの場合でも、異物が確実に除去されることが分かる。よって、水洗浄後もアルコール洗浄後も、残留異物がなく、メンテナンス性に優れる。これは、ローラ表面の付着力が、粘着力ではなく、静電気的な吸着力であることから、簡単に除去できるものと考えられる。
（フィルム張り付き試験）
平板上に静電したＰＥＴフィルム（厚さ１００μｍ，５０μｍ）の上を、ローラに１ｋｇの荷重をかけて転がし、フィルムの巻き付きの有無を調べた。
【００４１】
【表３】
【００４２】
この表３に示す結果より、表面硬度が小さくなると（表２参照）、フィルムの、ローラへの巻き付きがあることが分かる。
（異物除去性能試験１−ローラ表面電位測定試験）
ＰＥＴフィルム上に異物（平均径１０μｍ、１μｍ、０．５μｍの微粒子）を散布し、１ｋｇの荷重をかけたローラを転がし、異物除去試験を行った。また、このときのローラ外周面の表面電位を測定した。
【００４３】
【表４】
【００４４】
この表４の結果より、外層部の抵抗値が変化すると、異物除去性能が変化することが分かる。つまり、内層部の抵抗値に対して外層部の抵抗値が小さいと、径が０．５μｍ、１μｍの異物の除去ができず、径が１０μｍの異物の除去が困難になる。
【００４５】
高誘電率の添加剤（例えばチタン酸バリウムεs＝１２００、酸化チタンεs＝８３〜１８３など）を混合することにより（表１，２参照）、外層部の誘電性が高められる。
（イオン化ポテンシャルーローラ表面電位測定試験）
光電子分光装置AC-1（理研計器株式会社）を用いて、ローラ外周面のイオン化ポテンシャルを測定した。また、１ｋｇの荷重をかけたローラをＰＥＴフィルム上に転がしたときのローラ外周面の表面電位を測定した。ここで、フッ素はウレタン・フッ素共重合体を、アクリルはアミノエチル化アクリルポリマーである。
【００４６】
【表５】
【００４７】
この表５の結果より、ローラ外周面の帯電性を、添加剤の添加により制御できることが分かる。
（異物除去性能試験２）
ＰＥＴフィルム上に異物としての毛（人間の髪の毛：長さ３００μｍ）、アクリル樹脂（１００μｍ大）、スチレン樹脂（１００μｍ大）、テフロン（１００μｍ大）を散布し、１ｋｇの荷重をかけたローラを転がし、異物除去試験を行った。
【００４８】
【表６】
【００４９】
物質の帯電極性により電位差が生じやすい物質と生じにくい物資が存在し、クリーニング性が異なることが分かる。
（異物除去性能試験３）
ＰＥＴフィルム上に異物としての毛（人間の髪の毛：３００μｍ）、アクリル樹脂（１００μｍ大）、スチレン樹脂（１００μｍ大）、テフロン（１００μｍ大）を散布し、１ｋｇの荷重をかけたローラを転がし、異物除去試験を行った。ただし、このとき、ローラ芯金に外部電源を用い、＋１ｋＶ、−１ｋＶの電圧を印加しつつ行った。また、ローラ帯電性を測定した。結果を前記異物除去性能試験２の結果と対比して、次の表７に示す。
【００５０】
【表７】
【００５１】
外部からの電圧の印加を行うことにより、異物との間に安定した電位差を生じ、高いクリーニング性を有するシステム設計が可能となる。
【００５２】
また、外部からの印加する電圧の符号が摩擦帯電により生じる符号と逆極性である場合に、吸着した異物を放出できることが分かる（表７の＊参照）。
（損傷試験）
ＰＥＴフィルム上にガラス粉を散布し、５ｋｇの荷重をかけたローラを転がし、ＰＥＴフィルムについた傷を確認した。
【００５３】
【表８】
【００５４】
表８より、比較例４〜６のウレタン単層のローラにおいて硬度を高くすると傷が生じるが、実施例１では、低硬度の内層部の外側にそれよりも高硬度の外層部を設けていても、ローラ全体としては低硬度を維持することができ、傷の発生を防止できることが分かる。
【００５５】
前記実施の形態では、クリーニングローラ１１を被クリーニング材Ｓの表面Ｓ１に接触させ、表面Ｓ１側をクリーニングするようにしているだけであるが、裏面Ｓ２側だけのクリーニングするようにしてもよいし、また表面Ｓ１側だけのクリーニングだけでよい場合には、図４に示すように、被クリーニング材Ｓを挟んで、クリーニングローラ１１とは反対側にガイドローラ２１を配置することも可能である。この場合、ガイドローラ２１は、芯金２１ａと、この芯金２１ａの外側に導電性を有する内層部２１ｂと、この内層部２１ｂの外側に絶縁性を有する外層部２１ｃとを備える。ガイドローラ２１の芯金２１ａ、内層部２１ｂおよび外層部２１ｃは、例えばクリーニングローラの芯金１１ａ、内層部１１ｂおよび外層部１１ｃと実質的に同一の材料を用いてそれぞれ形成することができ、内外層部ガイドローラ２１の芯金２１ａの電位が、クリーニングローラ１１の芯金１１ａの電位より低くなるように、あるいはその逆になるように、各芯金２１ａ，１１ａに電圧が印加されている。
【００５６】
この場合には、２本のローラ１１，２１が被クリーニング材Ｓを挟んで対向しており、被クリーニング材Ｓがクリーニングローラ１１及びガイドローラ２１が接触する位置において電界強度が最も高くなり、与えられた電界に応じて被クリーニング材Ｓ上の帯電異物がクリーニングローラ１１の外周面に静電気により吸着され、被クリーニング材Ｓ上から効果的に除去される。
【００５７】
また、図５に示すように、クリーニングローラ１１の、被クリーニング材Ｓとは反対側に転写ローラ３１を設け、クリーニングローラ１１に付着した異物を、転写ローラ３１に転写させるようにすることも可能である。なお、転写ローラ３１は、芯金４１ａと、この芯金４１ａの外側に導電性を有する内層部４１ｂと、この内層部４１ｂの外側に絶縁性を有する外層部４１ｃとを備える。この転写ローラ３１の芯金３１ａ、内層部３１ｂおよび外層部３１ｃも、例えば、クリーニングローラの芯金１１ａ、内層部１１ｂおよび外層部１１ｃと実質的に同一の材料を用いてそれぞれ形成することができ、外層部３１ｃへの添加剤の添加などにより、外層部３１ｃの外周面が、クリーニングローラ１１の外周面に付着する異物を静電気により吸着する電荷を帯電し得るようになっている。つまり、転写ローラ３１の外周面と、クリーニングローラ１１の外周面との間には、クリーニングローラ１１の外周面に付着している異物を転写ローラ３１の外周面に転写（移動）させ得る程度の電位差が生じるようになっている。よって、クリーニングローラ１１の外周面に付着する異物が、クリーニングローラ１１の回転により転写ローラ３１付近に到達すると、クリーニングローラ１１から転写ローラ３１に転写（移動）することになり、クリーニングローラ１１の外周面から異物が除去され、クリーニングローラ１１は外周面に異物を吸着していないことが維持されることになる。
【００５８】
この場合、図５において鎖線で示すように、被クリーニング材Ｓの裏面Ｓ２側に、表面Ｓ１側のクリーニングローラ１１や転写ローラ３１に対応して、裏面Ｓ２側をクリーニングするためのクリーニングローラ１１や転写ローラ３１を設け、被クリーニング材Ｓの表裏面Ｓ１，Ｓ２を同時にクリーニングすることも可能である。尚、裏面側にクリーニングローラ１１や転写ローラ３１を設けない場合には、前述したガイドローラを設けるようにすることも可能である。
【００５９】
図５に示すクリーニングシステムは、具体的には、例えば図６に、クリーニングローラと転写ローラとを有する場合の一例を示す構造とすることができる。つまり、クリーニングローラ１１と転写ローラ２１とによって構成されるクリーニング部Ｗの上流側に、複数本の丸ベルト２５ａ、駆動ローラ２５ｂおよび従動ローラ２５ｃによってクリーニング前の被クリーニング材Ｓ（例えば帯状のフィルム）を搬送する上流側ベルトコンベヤ２５が配置され、下流側に、複数本の丸ベルト２６ａ、駆動ローラ２６ｂおよび従動ローラ２６ｃによってクリーニング後の被クリーニング材Ｓを搬送する下流側ベルトコンベヤ２６が配置されている。なお、丸ベルト２６ａを用いるのは、被クリーニング材Ｓとの接触部分を少なくして、異物の付着を回避するためである。クリーニング部Ｗおよびコンベヤ２５，２６の駆動系の具体的な構成は図示を省略している。
【００６０】
さらに、図７に示すように、クリーニングローラ１１の上流側には、帯電ローラ４１を設け、異物Ｔに帯電される電荷に対して一定の電位差を有する電荷（つまり、異物を静電気により吸着し得る電荷）を、クリーニングローラ１１の外周面（外層部）に予め帯電させ、クリーニングローラ１１の外周面が所定の電荷を帯電するのをアシストするように構成することも可能である。なお、帯電ローラ４１は、電圧が印加される芯金４１ａと、この芯金４１ａの外側に導電性を有する内層部４１ｂと、この内層部４１ｂの外側に絶縁性を有する外層部４１ｃとを備える。この帯電ローラ４１の芯金４１ａ、内層部４１ｂおよび外層部４１ｃも、例えばクリーニングローラの芯金１１ａ、内層部１１ｂおよび外層部１１ｃと実質的に同一の材料を用いてそれぞれ形成することができ、芯金１１ａに所定の電圧を印加することで、外層部４１ｃの外周面にクリーニングローラ１１の外周面を接触させることで、クリーニングローラ１１の外周面に対し、異物を静電気により吸着し得る電荷を帯電させるようになっている。この場合も、被クリーニング材Ｓの裏面Ｓ２側に、表面Ｓ１側のクリーニングローラ１１、転写ローラ３１および帯電ローラ４１に対応して、裏面Ｓ２側をクリーニングするためのクリーニングローラ１１、転写ローラ３１および帯電ローラ４１を設け、被クリーニング材Ｓの表裏面Ｓ１，Ｓ２を同時にクリーニングすることも可能であるし、前述したガイドローラを設けるようにすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明に係るクリーニングシステムの一例による、塵埃などの異物を静電気を利用して除去する原理の説明図である。
【図２】外層部および内層部をともに誘電体とした場合のイメージ図である。
【図３】外層部を誘電体、内層部を導電体とした場合のイメージ図である。
【図４】クリーニングローラに対しガイドローラを用いる場合の説明図である。
【図５】クリーニングローラに対し転写ローラを用いる場合の説明図である。
【図６】搬送系も含むクリーニングシステム全体の概略構成図である。
【図７】クリーニングローラに対し転写ローラ及び帯電ローラを用いる場合の説明図である。
【符号の説明】
【００６２】
Ｓ 被クリーニング材
Ｔ 異物
１ クリーニングシステム
１１ クリーニングローラ
１１ａ 芯金
１１ｂ 内層部
１１ｃ 外層部
２１ ガイドローラ
２１ａ 芯金
２１ｂ 内層部
２１ｃ 外層部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばフィルム、シートなどの薄い被クリーニング材の表面に付着する異物も除去することができるクリーニングシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）のガラス基板や、貼り合わせフィルムなどの薄い被クリーニング材の表面上に付着する塵埃などの異物を除去するクリーニングシステムとしては、粘着ローラを用い、それの粘着力を利用して前記異物を除去するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００８−１６８１８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような粘着ローラでは、平均径１μｍ以下の異物を取り除くことができず、また粘着ローラの表面（粘着層）に一旦付着した塵埃などの異物を完全に除去するのが困難であり、メンテナンス性に劣る。また、被クリーニング材に粘着ローラをある程度圧力を加えて押し付け、異物を粘着除去するようにしているので、被クリーニング材が例えばフィルムであると、前記異物を除去するだけでなく、フィルムがローラ表面に張り付くおそれがある。
【０００４】
そこで、発明者は、電子写真技術を応用し、被クリーニング材から塵埃などの異物を除去する際に、接触帯電によりクリーニングローラの外周面に、前記異物を静電気により吸着する電荷を帯電させれば、前記被クリーニング材から前記クリーニングローラにより前記異物を除去することができることに着想し、本発明をなしたものである。
【０００５】
この発明は、メンテナンス性に優れ、フィルム、シートなどの薄い被クリーニング材上の異物（塵埃など）を除去するような場合でも、被クリーニング材がローラ表面に張り付くのを回避して前記異物を除去できるクリーニングシステム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】
請求項１の発明は、被クリーニング材の表面に接触しつつ回転しながら前記被クリーニング材に対し相対移動するクリーニングローラを備え、前記被クリーニング材の表面上に付着する塵埃などの異物を前記クリーニングローラによって静電気を利用して取り除くクリーニングシステムであって、前記クリーニングローラは、導電性を有する芯棒と、この芯棒の外側に設けられる円筒状の内層部と、その内層部の外側に設けられる円筒状の外層部とを備え、前記外層部は５０°以上の硬度（ＪＩＳ−Ａ）を有しかつ前記内層部よりも高抵抗であり、前記クリーニングローラの外層部を形成する材料は、前記被クリーニング材の表面上に付着する異物を吸着する電荷を帯電し得るものであることを特徴とする。ここで、外層部の硬度を５０°以上とするのは、５０°未満であれば、被クリーニング材がフィルムなどの薄いものである場合には、それをクリーニングローラが巻き込むんでしまうおそれがあるからである。また、内層部および外層部を形成する材料は、金属を除く材料（例えば高分子材料）から選択される。前記外層部の硬度は６０°以上がより好ましい。
【０００７】
なお、 本明細書において、「高抵抗」とは、電気抵抗が高いことを意味する。また、前記外層部の硬度は、外層部を形成する材料で成形された厚さ２ｍｍの平板を用いて測定されるものである。
【０００８】
このようにすれば、クリーニングローラの外層部が、内層部よりも高抵抗で、前記被クリーニング材の表面上に付着する異物を吸着し得る電荷を帯電し得る材料からなるので、ローラ表面(外層部）の誘電率を高めて、被クリーニング材に付着する異物を、前記ローラ表面に静電気を利用して吸着させ、被クリーニング材の表面から除去することができる。
【０００９】
このように、ローラ表面に異物を静電気により吸着しているだけであるので、クリーニングローラの外周面を水やアルコールで拭くことにより残存異物を前記ローラ表面から容易に取り除くことができ、粘着ローラをクリーニングローラとして利用したクリーニングシステムに比べて、メンテナンス性が優れる。
【００１０】
しかも、前記クリーニングローラは外層部を５０°以上の高硬度とし、ローラ表面硬度を高めているので、ローラ表面の粘着性を低下させることができる。よって、被クリーニング材がフィルム、シートなどの薄物であっても、薄物である被クリーニング材のローラへの巻き付きを防止して、被クリーニング材表面のクリーニングを実施することができる。
【００１１】
さらに、従来の粘着ローラは低硬度にするために軟化剤、オイルなどを添加する必要があるため、粘着ローラ表面にそれら添加剤のブリードが生じるという問題があるが、前記クリーニングローラは外層部を５０°以上の高硬度とし、低硬度にする必要がないので、前記粘着ローラに生じるブリードの問題を改善する上で有利である。
【００１２】
この場合、請求項２に記載のように、前記内層部は前記外層部よりも低硬度であることが望ましい。
【００１３】
このようにすれば、内層部を外層部よりも低硬度とすることができるので、外層部が５０°以上の硬度を有していても、ローラ全体としての硬度を従来のローラと同様の低硬度に維持して、ニップ幅を確保することができ、また、異物を噛み込んで被クリーニング材が損傷するという事態の発生を回避することができる。
【００１４】
この場合、請求項３に記載のように、前記内層部は導電性を有する弾性材料で形成され、前記外層部はアクリル混合ウレタンあるいはフッ素混合ウレタンで形成されている構成とすればよい。
【００１５】
このようにすれば、誘電性の高いウレタンをローラ外周面に用いる場合において誘電極性を調整することができ、アクリル混合ウレタンであればマイナスに帯電しやすい異物が、フッ素混合ウレタンであればプラスに帯電しやすい異物が、被クリーニング材から除去されやすくなる。
【００１６】
請求項４に記載のように、前記外層部を形成する材料には、誘電フィラーが混合されていることが望ましい。
【００１７】
このようにすれば、誘電フィラーが混合されていることで、ローラ表面の静電容量が高められ、クリーニングローラに対し相対移動する被クリーニング材との接触ないし摩擦帯電などによりローラ表面に必要とする電荷が保持されやすくなり、前記ローラ表面に異物を吸着させ、被クリーニング材上から除去する上で有利となる。
【００１８】
請求項５に記載のように、前記クリーニングローラの芯棒に、ローラ外周面に前記異物を静電気により吸着する電荷を帯電させ得る電圧が印加されていることが望ましい。
【００１９】
このようにすれば、ローラ外周面に異物を吸着する電荷を帯電させる電圧が印加されていることで、ローラ表面に前記異物を吸着するのに必要とされる高い電位が保持されやすくなる。よって、前記ローラ表面に異物を静電気により吸着させ、被クリーニング材上から除去する上で有利となる。
【００２０】
請求項６に記載のように、前記クリーニングローラは、前記内層部が導電性を有する一方、前記外層部が絶縁性を有し、前記被クリーニング材を挟んで、前記クリーニングローラとは反対側にガイドローラが配置され、前記ガイドローラは、導電性を有する芯棒と、前記芯棒の外側に導電性を有する内層部と、前記内層部の外側に絶縁性を有する外層部とを備え、前記ガイドローラの芯棒および前記クリーニングローラの芯棒に対し、前記両芯棒のいずれか一方が他方よりも電位が高くなるように電圧を印加することを特徴とする。
【００２１】
このようにすれば、２本のローラが被クリーニング材を挟んで対向しており、被クリーニング材がクリーニングローラ及びガイドローラが接触する位置において電界強度が最も高くなる。そして、与えられた電界に応じて被クリーニング材上の帯電異物がクリーニングローラに吸着され、除去される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、クリーニングローラの外層部が、内層部よりも高抵抗で、前記被クリーニング材の表面上に付着する異物を静電気により吸着し得る電荷を帯電し得る材料からなるので、前記ローラ表面に、塵埃などの異物を静電気にて吸着させ、被クリーニング材の表面から除去することができる。
【００２３】
しかも、前記クリーニングローラは外層部を５０°以上の高硬度とし、ローラ表面硬度を高めているので、ローラ表面の粘着性を低下させ、被クリーニング材がフィルム、シートなどの薄物であっても、薄物である被クリーニング材のローラへの巻き付きを防止し、クリーニングを実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を図面に沿って説明する。
【００２５】
図１は本発明に係るクリーニングシステムの一例による、塵埃などの異物を静電気を利用して除去する原理の説明図である。
【００２６】
図１に示すように、クリーニングシステム１は、被クリーニング材Ｓの表面Ｓ１に接触しつつ回転しながら前記被クリーニング材に対し相対移動するクリーニングローラ１１（帯電体）を備え、このクリーニングローラ１１によって被クリーニング材Ｓの表面Ｓ１上に付着する塵埃などの異物Ｔ（導体あるいは誘電体）を静電気を利用して取り除くものである。このクリーニングシステム１においては、具体的には図示していないが、クリーニングローラ１１が配置されている部位までは、クリーニング前の被クリーニング材Ｓが第１の搬送手段（図示せず）によって搬入され、クリーニング後の被クリーニング材Ｓが第２の搬送手段（図示せず）によって搬出されるようになっている。なお、このように被クリーニング材Ｓが搬送される場合だけでなく、逆に、静止状態に支持されている被クリーニング材Ｓに対しクリーニングローラ１１が移動して、表面Ｓ１がクリーニングされるようにすることもできるのはもちろんである。
【００２７】
クリーニングローラ１１は、導電性を有する芯金１１ａ（芯棒）と、芯金１１ａの外側に設けられる円筒状の内層部１１ｂと、その内層部１１ｂの外側に設けられ内層部１１ｂよりも高抵抗の材料からなる薄い円筒状の外層部１１ｃ（例えば、厚さ３０μｍ程度）とを備え、二層構造となっている。ここで、外層部１１ｃの厚さとしては、２〜５００μｍ（より好ましくは、５〜５０μｍ）が好ましい。これは、外層部１１ｃの厚さが２μｍ未満ではローラ表面（外層部表面）に電荷が帯電しにくい傾向にある一方、５００μｍを超える厚さにするのは工業的に効率的でないからである。なお、芯金１１ａに代えて、導電性を有するカーボン材や合成樹脂複合材等からなる芯棒を用いることもできる。芯棒の体積抵抗としては、１０7Ωｃｍ以下が望ましい。
【００２８】
内層部１１ｂに用いている材料は、外層部１１ｃよりも低硬度あるいは略同一の硬度とされる。内層部１１ｂに用いている材料の電気特性としては、外層部１１ｃよりも低抵抗であれば特に限定されるものではなく、誘電性を有するものであっても導電性を有するものであってもかまわないが、表面抵抗が１０10〜１０12Ω／□程度であることが好ましい。ただし、芯棒１１ａよりは高抵抗であることが好ましい。具体的には、導電性を有する弾性材料である、例えばカーボン（導電材）を含むポリエステル系ウレタン等を内部層１１ｂに用いることができる。
【００２９】
外層部１１ｃに用いている材料は、５０°以上（望ましくは５０°以上１００°以下、より望ましくは５５°以上１００°以下、さらに望ましくは６５°以上１００°以下）の硬度を有する。また、外層部１１ｃは内層部１１ｂよりも高抵抗である。外層部１１ｃは望ましくは１０8Ω／□以上の表面抵抗、より望ましくは１０10Ω／□以上の表面抵抗、さらに望ましくは１０11Ω／□以上の表面抵抗を有し、絶縁性を有する。
【００３０】
このようなクリーニングローラ１１の外層部１１ｂを形成する材料は、被クリーニング材Ｓの表面Ｓ１上に付着する塵埃などの異物Ｔを静電気により吸着する電荷を帯電し得るものが選択される。つまり、異物Ｔに帯電される電荷に対し電位差が生じるようなものであればよく、異物Ｔに対して、帯電序列がプラス側あるいはマイナス側になるものが選択される。
【００３１】
なお、被クリーニング材Ｓ上に付着している異物に、どのような電荷が帯電するかは、通常、被クリーニング材の種類によっても変わり得るが、被クリーニング材の種類に応じて、外層部１１ｂに用いる材料を選択することができる。
【００３２】
本発明におけるクリーニングローラ１１の外層部１１ｃを形成する材料の好ましい例としては、ウレタン樹脂が挙げられ、さらにはアクリル混合ウレタンあるいはフッ素混合ウレタンが挙げられる。ここで、「アクリル混合ウレタン」とは、アクリル樹脂（例えば、メタクリル酸ーメタクリル酸メチル共重合体からなる主鎖にアミノエチル基がグラフトされてなるグラフト化合物）とウレタン樹脂（例えば、ポリエステルポリウレタンまたはポリエーテルポリウレタン）との混合物からなるものであり、「フッ素混合ウレタン」とは、ポリウレタンを主成分とし、フッ素基（例えば、炭素を主体とする重合体に担持され、ポリウレタンと共重合体を構成するもの、炭素を主体とする重合体に担持され、かつイソシアネート基（例えば、多官能のブロックイソシアネート）を含有する共重合体）を有する合成樹脂である。
【００３３】
前記したクリーニングローラ１１によれば、クリーニングローラ１１が、クリーニングの対象とする被クリーニング材Ｓに付着する異物Ｔに接触することで、静電誘導により異物Ｔにクリーニングローラ１１の外周面とは異なる電荷が帯電され、塵埃などの異物との間に引力が発生し、前記異物が外層部１１ｂの表面に静電気により吸着され、被クリーニング材の表面から異物が除去される。
【００３４】
また、外層部１１ｃおよび内層部１１ｂをともに誘電体とする場合には、図２に示すように、外層部１１ｃにおける表面電荷密度は比較的小となり、外層部１１ｃを誘電体、内層部１１ｂを導電体とする場合には、図３に示すように、外層部１１ｃにおける表面電荷密度は比較的大となる。
【００３５】
続いて、クリーニングローラの性能についての試験結果について説明する。ここで、実施例１〜９は内層部がカーボン（導電材）を４０vol％含むポリエステル系ウレタンで構成され、実施例１０，１１は内層部がカーボンを含まないポリエステル系ウレタンで構成される。実施例１〜１１は外層部が熱可塑性ポリウレタンで構成され、実施例２〜実施例１１はそれぞれ外層部が表１，２に記載の添加剤を含む。実施例１３は内層部がブチルゴム外層部が熱可塑性ポリウレタンで構成されるものであり、実施例１４は外層部が導電材を含まないものである。ただし、「フッ素」はウレタン・フッ素共重合体を、「アクリル」はアミノエチル化アクリルポリマーを、シリコンアクリルはシリコン・アクリル共重合体樹脂を意味する。尚、実施例３の外層部は、熱可塑性ポリウレタンとアクリル樹脂（アミノエチル化アクリルポリマー）とを６０：４０の割合で混合したものである。
【００３６】
比較例１は外層部がないもので便宜的に内層部として記載したカーボンを含むポリエステル系ウレタンのみの単層構造のローラであり、比較例２は同様にブチルゴムのみの単層構造のローラ、比較例３は外層部導電材として、カーボン４０phrおよびイオン導電性の機能性帯電防止剤（例えば三光化学工業株式会社製サンコノールＭＥＫ−１０Ｒ）１phrを添加したものである。比較例４〜６は外層部がないもので硬度を変化させたものである。なお、前記実施例および前記比較例のローラの寸法としては、全て外径４０ｍｍφ、芯金を除いた部分の長さを２５０ｍｍとした。
（ローラ硬度ー粘着性試験）
PICMAタックテスター（株式会社東洋精機製作所製）を用いて、ＰＥＴフィルムに対する付着力を測定した。ここで、テスト条件は、幅１５ｍｍ、加圧力５００ｇ、圧着時間１０ｓ、引き剥がし速度１００ｃｍ／ｍｉｎとした。ここで、各硬度はＪＩＳ−Ａ硬度で、内層硬度および外層硬度は厚さ２ｍｍのシートを作製して、ローラ硬度は所定構造のローラを作製して、それぞれ測定した。
【００３７】
【表１】
【００３８】
この表１に示す結果より、内層部硬度よりも外層部硬度を高硬度とし、ローラ全体としてのローラ硬度は低硬度（つまり内層硬度と同程度）に維持したまま、ローラの表面硬度（外層部硬度）を高めることで、ローラ表面の付着力（タック力）が低下することが分かる。
（ウエス拭き取り洗浄試験）
水あるいはアルコール（エタノール）を含ませた布ウエスを、異物が付着したローラ表面に対し一往復させ、水あるいはアルコール（エタノール）で拭いた、水洗浄後、アルコール洗浄後の残留異物を比較した。
【００３９】
【表２】
【００４０】
この表２に示す結果より、実施例１〜９および１３については、水やアルコールでローラ表面を拭いて洗浄した場合に、水の場合でもアルコールの場合でも、異物が確実に除去されることが分かる。よって、水洗浄後もアルコール洗浄後も、残留異物がなく、メンテナンス性に優れる。これは、ローラ表面の付着力が、粘着力ではなく、静電気的な吸着力であることから、簡単に除去できるものと考えられる。
（フィルム張り付き試験）
平板上に静電したＰＥＴフィルム（厚さ１００μｍ，５０μｍ）の上を、ローラに１ｋｇの荷重をかけて転がし、フィルムの巻き付きの有無を調べた。
【００４１】
【表３】
【００４２】
この表３に示す結果より、表面硬度が小さくなると（表２参照）、フィルムの、ローラへの巻き付きがあることが分かる。
（異物除去性能試験１−ローラ表面電位測定試験）
ＰＥＴフィルム上に異物（平均径１０μｍ、１μｍ、０．５μｍの微粒子）を散布し、１ｋｇの荷重をかけたローラを転がし、異物除去試験を行った。また、このときのローラ外周面の表面電位を測定した。
【００４３】
【表４】
【００４４】
この表４の結果より、外層部の抵抗値が変化すると、異物除去性能が変化することが分かる。つまり、内層部の抵抗値に対して外層部の抵抗値が小さいと、径が０．５μｍ、１μｍの異物の除去ができず、径が１０μｍの異物の除去が困難になる。
【００４５】
高誘電率の添加剤（例えばチタン酸バリウムεs＝１２００、酸化チタンεs＝８３〜１８３など）を混合することにより（表１，２参照）、外層部の誘電性が高められる。
（イオン化ポテンシャルーローラ表面電位測定試験）
光電子分光装置AC-1（理研計器株式会社）を用いて、ローラ外周面のイオン化ポテンシャルを測定した。また、１ｋｇの荷重をかけたローラをＰＥＴフィルム上に転がしたときのローラ外周面の表面電位を測定した。ここで、フッ素はウレタン・フッ素共重合体を、アクリルはアミノエチル化アクリルポリマーである。
【００４６】
【表５】
【００４７】
この表５の結果より、ローラ外周面の帯電性を、添加剤の添加により制御できることが分かる。
（異物除去性能試験２）
ＰＥＴフィルム上に異物としての毛（人間の髪の毛：長さ３００μｍ）、アクリル樹脂（１００μｍ大）、スチレン樹脂（１００μｍ大）、テフロン（１００μｍ大）を散布し、１ｋｇの荷重をかけたローラを転がし、異物除去試験を行った。
【００４８】
【表６】
【００４９】
物質の帯電極性により電位差が生じやすい物質と生じにくい物資が存在し、クリーニング性が異なることが分かる。
（異物除去性能試験３）
ＰＥＴフィルム上に異物としての毛（人間の髪の毛：３００μｍ）、アクリル樹脂（１００μｍ大）、スチレン樹脂（１００μｍ大）、テフロン（１００μｍ大）を散布し、１ｋｇの荷重をかけたローラを転がし、異物除去試験を行った。ただし、このとき、ローラ芯金に外部電源を用い、＋１ｋＶ、−１ｋＶの電圧を印加しつつ行った。また、ローラ帯電性を測定した。結果を前記異物除去性能試験２の結果と対比して、次の表７に示す。
【００５０】
【表７】
【００５１】
外部からの電圧の印加を行うことにより、異物との間に安定した電位差を生じ、高いクリーニング性を有するシステム設計が可能となる。
【００５２】
また、外部からの印加する電圧の符号が摩擦帯電により生じる符号と逆極性である場合に、吸着した異物を放出できることが分かる（表７の＊参照）。
（損傷試験）
ＰＥＴフィルム上にガラス粉を散布し、５ｋｇの荷重をかけたローラを転がし、ＰＥＴフィルムについた傷を確認した。
【００５３】
【表８】
【００５４】
表８より、比較例４〜６のウレタン単層のローラにおいて硬度を高くすると傷が生じるが、実施例１では、低硬度の内層部の外側にそれよりも高硬度の外層部を設けていても、ローラ全体としては低硬度を維持することができ、傷の発生を防止できることが分かる。
【００５５】
前記実施の形態では、クリーニングローラ１１を被クリーニング材Ｓの表面Ｓ１に接触させ、表面Ｓ１側をクリーニングするようにしているだけであるが、裏面Ｓ２側だけのクリーニングするようにしてもよいし、また表面Ｓ１側だけのクリーニングだけでよい場合には、図４に示すように、被クリーニング材Ｓを挟んで、クリーニングローラ１１とは反対側にガイドローラ２１を配置することも可能である。この場合、ガイドローラ２１は、芯金２１ａと、この芯金２１ａの外側に導電性を有する内層部２１ｂと、この内層部２１ｂの外側に絶縁性を有する外層部２１ｃとを備える。ガイドローラ２１の芯金２１ａ、内層部２１ｂおよび外層部２１ｃは、例えばクリーニングローラの芯金１１ａ、内層部１１ｂおよび外層部１１ｃと実質的に同一の材料を用いてそれぞれ形成することができ、内外層部ガイドローラ２１の芯金２１ａの電位が、クリーニングローラ１１の芯金１１ａの電位より低くなるように、あるいはその逆になるように、各芯金２１ａ，１１ａに電圧が印加されている。
【００５６】
この場合には、２本のローラ１１，２１が被クリーニング材Ｓを挟んで対向しており、被クリーニング材Ｓがクリーニングローラ１１及びガイドローラ２１が接触する位置において電界強度が最も高くなり、与えられた電界に応じて被クリーニング材Ｓ上の帯電異物がクリーニングローラ１１の外周面に静電気により吸着され、被クリーニング材Ｓ上から効果的に除去される。
【００５７】
また、図５に示すように、クリーニングローラ１１の、被クリーニング材Ｓとは反対側に転写ローラ３１を設け、クリーニングローラ１１に付着した異物を、転写ローラ３１に転写させるようにすることも可能である。なお、転写ローラ３１は、芯金４１ａと、この芯金４１ａの外側に導電性を有する内層部４１ｂと、この内層部４１ｂの外側に絶縁性を有する外層部４１ｃとを備える。この転写ローラ３１の芯金３１ａ、内層部３１ｂおよび外層部３１ｃも、例えば、クリーニングローラの芯金１１ａ、内層部１１ｂおよび外層部１１ｃと実質的に同一の材料を用いてそれぞれ形成することができ、外層部３１ｃへの添加剤の添加などにより、外層部３１ｃの外周面が、クリーニングローラ１１の外周面に付着する異物を静電気により吸着する電荷を帯電し得るようになっている。つまり、転写ローラ３１の外周面と、クリーニングローラ１１の外周面との間には、クリーニングローラ１１の外周面に付着している異物を転写ローラ３１の外周面に転写（移動）させ得る程度の電位差が生じるようになっている。よって、クリーニングローラ１１の外周面に付着する異物が、クリーニングローラ１１の回転により転写ローラ３１付近に到達すると、クリーニングローラ１１から転写ローラ３１に転写（移動）することになり、クリーニングローラ１１の外周面から異物が除去され、クリーニングローラ１１は外周面に異物を吸着していないことが維持されることになる。
【００５８】
この場合、図５において鎖線で示すように、被クリーニング材Ｓの裏面Ｓ２側に、表面Ｓ１側のクリーニングローラ１１や転写ローラ３１に対応して、裏面Ｓ２側をクリーニングするためのクリーニングローラ１１や転写ローラ３１を設け、被クリーニング材Ｓの表裏面Ｓ１，Ｓ２を同時にクリーニングすることも可能である。尚、裏面側にクリーニングローラ１１や転写ローラ３１を設けない場合には、前述したガイドローラを設けるようにすることも可能である。
【００５９】
図５に示すクリーニングシステムは、具体的には、例えば図６に、クリーニングローラと転写ローラとを有する場合の一例を示す構造とすることができる。つまり、クリーニングローラ１１と転写ローラ２１とによって構成されるクリーニング部Ｗの上流側に、複数本の丸ベルト２５ａ、駆動ローラ２５ｂおよび従動ローラ２５ｃによってクリーニング前の被クリーニング材Ｓ（例えば帯状のフィルム）を搬送する上流側ベルトコンベヤ２５が配置され、下流側に、複数本の丸ベルト２６ａ、駆動ローラ２６ｂおよび従動ローラ２６ｃによってクリーニング後の被クリーニング材Ｓを搬送する下流側ベルトコンベヤ２６が配置されている。なお、丸ベルト２６ａを用いるのは、被クリーニング材Ｓとの接触部分を少なくして、異物の付着を回避するためである。クリーニング部Ｗおよびコンベヤ２５，２６の駆動系の具体的な構成は図示を省略している。
【００６０】
さらに、図７に示すように、クリーニングローラ１１の上流側には、帯電ローラ４１を設け、異物Ｔに帯電される電荷に対して一定の電位差を有する電荷（つまり、異物を静電気により吸着し得る電荷）を、クリーニングローラ１１の外周面（外層部）に予め帯電させ、クリーニングローラ１１の外周面が所定の電荷を帯電するのをアシストするように構成することも可能である。なお、帯電ローラ４１は、電圧が印加される芯金４１ａと、この芯金４１ａの外側に導電性を有する内層部４１ｂと、この内層部４１ｂの外側に絶縁性を有する外層部４１ｃとを備える。この帯電ローラ４１の芯金４１ａ、内層部４１ｂおよび外層部４１ｃも、例えばクリーニングローラの芯金１１ａ、内層部１１ｂおよび外層部１１ｃと実質的に同一の材料を用いてそれぞれ形成することができ、芯金１１ａに所定の電圧を印加することで、外層部４１ｃの外周面にクリーニングローラ１１の外周面を接触させることで、クリーニングローラ１１の外周面に対し、異物を静電気により吸着し得る電荷を帯電させるようになっている。この場合も、被クリーニング材Ｓの裏面Ｓ２側に、表面Ｓ１側のクリーニングローラ１１、転写ローラ３１および帯電ローラ４１に対応して、裏面Ｓ２側をクリーニングするためのクリーニングローラ１１、転写ローラ３１および帯電ローラ４１を設け、被クリーニング材Ｓの表裏面Ｓ１，Ｓ２を同時にクリーニングすることも可能であるし、前述したガイドローラを設けるようにすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明に係るクリーニングシステムの一例による、塵埃などの異物を静電気を利用して除去する原理の説明図である。
【図２】外層部および内層部をともに誘電体とした場合のイメージ図である。
【図３】外層部を誘電体、内層部を導電体とした場合のイメージ図である。
【図４】クリーニングローラに対しガイドローラを用いる場合の説明図である。
【図５】クリーニングローラに対し転写ローラを用いる場合の説明図である。
【図６】搬送系も含むクリーニングシステム全体の概略構成図である。
【図７】クリーニングローラに対し転写ローラ及び帯電ローラを用いる場合の説明図である。
【符号の説明】
【００６２】
Ｓ 被クリーニング材
Ｔ 異物
１ クリーニングシステム
１１ クリーニングローラ
１１ａ 芯金
１１ｂ 内層部
１１ｃ 外層部
２１ ガイドローラ
２１ａ 芯金
２１ｂ 内層部
２１ｃ 外層部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被クリーニング材の表面に接触しつつ回転しながら前記被クリーニング材に対し相対移動するクリーニングローラを備え、前記被クリーニング材の表面上に付着する塵埃などの異物を前記クリーニングローラによって静電気を利用して取り除くクリーニングシステムであって、
前記クリーニングローラは、導電性を有する芯棒と、この芯棒の外側に設けられる円筒状の内層部と、その内層部の外側に設けられる円筒状の外層部とを備え、前記外層部は５０°以上の硬度（ＪＩＳ−Ａ）を有しかつ前記内層部よりも高抵抗であり、
前記クリーニングローラの外層部を形成する材料は、前記被クリーニング材の表面上に付着する異物を静電気により吸着する電荷を帯電し得るものであることを特徴とするクリーニングシステム。
【請求項２】
前記内層部は前記外層部よりも低硬度であることを特徴とする請求項１記載のクリーニングシステム。
【請求項３】
前記内層部は導電性を有する弾性材料で形成され、前記外層部はアクリル混合ウレタンあるいはフッ素混合ウレタンで形成されていることを特徴とする請求項１または２記載のクリーニングシステム。
【請求項４】
前記外層部を形成する材料には、誘電フィラーが混合されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のクリーニングシステム。
【請求項５】
前記クリーニングローラの芯棒に、ローラ外周面に前記異物を静電気により吸着する電荷を帯電させ得る電圧が印加されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のクリーニングシステム。
【請求項６】
前記クリーニングローラは、前記内層部が導電性を有する一方、前記外層部が絶縁性を有し、
前記被クリーニング材を挟んで、前記クリーニングローラとは反対側にガイドローラが配置され、
前記ガイドローラは、導電性を有する芯棒と、前記芯棒の外側に導電性を有する内層部と、前記内層部の外側に絶縁性を有する外層部とを備え、
前記ガイドローラの芯棒および前記クリーニングローラの芯棒に対し、前記両芯棒のいずれか一方が他方よりも電位が高くなるように電圧を印加することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のクリーニングシステム。
【請求項１】
被クリーニング材の表面に接触しつつ回転しながら前記被クリーニング材に対し相対移動するクリーニングローラを備え、前記被クリーニング材の表面上に付着する塵埃などの異物を前記クリーニングローラによって静電気を利用して取り除くクリーニングシステムであって、
前記クリーニングローラは、導電性を有する芯棒と、この芯棒の外側に設けられる円筒状の内層部と、その内層部の外側に設けられる円筒状の外層部とを備え、前記外層部は５０°以上の硬度（ＪＩＳ−Ａ）を有しかつ前記内層部よりも高抵抗であり、
前記クリーニングローラの外層部を形成する材料は、前記被クリーニング材の表面上に付着する異物を静電気により吸着する電荷を帯電し得るものであることを特徴とするクリーニングシステム。
【請求項２】
前記内層部は前記外層部よりも低硬度であることを特徴とする請求項１記載のクリーニングシステム。
【請求項３】
前記内層部は導電性を有する弾性材料で形成され、前記外層部はアクリル混合ウレタンあるいはフッ素混合ウレタンで形成されていることを特徴とする請求項１または２記載のクリーニングシステム。
【請求項４】
前記外層部を形成する材料には、誘電フィラーが混合されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のクリーニングシステム。
【請求項５】
前記クリーニングローラの芯棒に、ローラ外周面に前記異物を静電気により吸着する電荷を帯電させ得る電圧が印加されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のクリーニングシステム。
【請求項６】
前記クリーニングローラは、前記内層部が導電性を有する一方、前記外層部が絶縁性を有し、
前記被クリーニング材を挟んで、前記クリーニングローラとは反対側にガイドローラが配置され、
前記ガイドローラは、導電性を有する芯棒と、前記芯棒の外側に導電性を有する内層部と、前記内層部の外側に絶縁性を有する外層部とを備え、
前記ガイドローラの芯棒および前記クリーニングローラの芯棒に対し、前記両芯棒のいずれか一方が他方よりも電位が高くなるように電圧を印加することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のクリーニングシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−９９５６５（Ｐ２０１０−９９５６５Ａ）
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２７１７９７（Ｐ２００８−２７１７９７）
【出願日】平成２０年１０月２２日（２００８．１０．２２）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．テフロン
【出願人】（０００００５０６１）バンドー化学株式会社 (429)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２２日（２００８．１０．２２）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．テフロン
【出願人】（０００００５０６１）バンドー化学株式会社 (429)
【Ｆターム（参考）】
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