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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich allgemein auf Tonerkassetten in Bilderzeugungsvorrichtungen
und insbesondere auf die Reduzierung oder Beseitigung des Aufbaus
elektrostatischer Ladung an Tonerkassetten während eines Transports.
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Momentan bestehen verschiedene Typen von
Techniken, die in Druck- und Kopier-Systemen verwendet werden. Elektrophotographische
Druckvorrichtungen, wie z. B. Laserdrucker
und Kopierer, verwenden Tonerpartikel, um das gewünschte Bild auf
dem Druckmedium zu bilden, das üblicherweise eine
bestimmte Art von Papier ist. Sobald der Toner auf das Papier aufgebracht
ist, wird das Papier entlang des Papierwegs zu einem Fixierer weitergeleitet.
Bei vielen Druckern, Kopierern und anderen elektrophotographischen
Druckvorrichtungen umfaßt
der Fixierer eine erwärmte
Fixierrolle, die durch eine Gegendruckrolle in Eingriff genommen
ist. Wenn das Papier zwischen den Rollen hindurchläuft, wird
der Toner auf das Papier fixiert, durch einen Prozeß aus Wärme und
Druck.
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4 ist
ein Diagramm einer typischen Laserdruckvorrichtung 400,
die einen Elektrophotographieprozeß (EP-Prozess) verwendet. Zum
monochromatischen Drucken wird eine einzelne Farbe von Tonerpartikeln 401 (z. B.
schwarz) in einem Tonervorratsbehälter 402 gehalten.
Tonerpartikel 401 sind üblicherweise
kleine Kunststoffpartikel (z. B. Styren)
im Größenbereich
von 5 μm (10–6).
Eine Rührvorrichtung
oder ein Rührblatt 403 ist üblicherweise
aus Kunststoff oder Mylar hergestellt und stellt sicher, daß Tonerpartikel 401 einheitlich
entlang der Entwicklerbuchse 404 positioniert sind, während dieselbe
eine negative Ladung auf den Tonerpartikeln in dem Bereich von –30 bis –40 Mikrocoulomb
pro Gramm (μc/g)
induziert. Die Entwicklerbuchse 404 dreht sich in einer
Richtung gegen den Uhrzeigersinn um einen internen stationären Magneten 405,
der als ein Schaft wirkt. Die Tonerpartikel 401 werden
durch die Magnetkräfte
des stationären
Magneten 405 an die sich drehende Entwicklerbuchse 404 angezogen. Ein
Schabermesser 406 hilft beim Laden der Tonerpartikel 401 und
beim Ausmessen eines genauen und einheitlichen Betrags von Tonerpartikeln 401 auf
der Entwicklerbuchse 404, während sich deren äußere Oberfläche extern
zu dem Tonervorratsbehälter 402 dreht.
Das Entwicklerdichtblatt 407 entfernt überschüssige Tonerpartikel 401,
die an die Entwicklerbuchse 404 angebracht sind, während sich
deren äußere Oberfläche zurück in den
Tonervorratsbehälter 402 dreht.
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Die primäre Laderolle (PCR; PCR = primary charging
roller) 408 konditioniert die organische Photoleitertrommel (OPC;
OPC = organic photoconductor) 409 unter Verwendung eines konstanten
Stromflusses, um eine Decke aus einheitlicher negativer Ladung auf
der Oberfläche
der OPC-Trommel 409 zu erzeugen. Die Erzeugung der einheitlichen
Ladung durch die PCR 408 erzeugt ferner den Effekt des
Entfernens von Restladungen, die von dem vorangehenden Zyklus übrig sind.
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Eine Hauptkomponente des EP-Prozesses ist
die OPC-Trommel 409. Die OPC-Trommel 409 ist ein
dünnwandiger
Aluminiumzylinder, der mit einer photoleitfähigen Schicht ummantelt ist.
Die photoleitfähige
Schicht kann eine Photodiode bilden, die eine Ladung von der PCR 408 annimmt
und hält.
Anfänglich
beträgt
das Potential der nichtfreiliegenden Oberfläche des OPC ungefähr –600 Volt. Üblicherweise weist
die photoleitfähige
Schicht drei Schichten auf, einschließlich, von außen nach
innen, eine Ladungstransportschicht (CTL; CTL = Charge transport
layer), eine Ladungserzeugungsschicht (CGL; CGL = Charge generation
layer) und eine Barriere- oder Oxidierungsschicht, die auf dem darunterlie genden
Aluminiumsubstrat gebildet ist. Die CTL ist eine klare Schicht von
einer Dicke von ungefähr
20 μm, die
ermöglicht,
daß Licht
durch die CGL passiert und die Ladungsaufnahme an dem OPC steuert.
Die CGL ist ungefähr
0,1 bis 1 μm dick und ermöglicht einen
Fluß von
Ionen. Die Barriereschicht bindet die photoleitfähige Schicht an das Aluminiumsubstrat.
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Der Laserstrahl 410 legt
an der OPC-Trommel 409 jeweils eine Zeile frei, an genau
den Positionen, die Toner empfangen (Papierpositionen, die dem Bild
entsprechen, das gedruckt wird). Die OPC-Trommel 409 wird
von –600 V
auf ungefähr –100 V
entladen, an Punkten, die für
den Laserstrahl 410 freigelegt werden, wodurch ein relativ
positiv geladenes latentes Bild an deren Oberfläche erzeugt wird. Die Transformation
des latenten Bildes in ein entwickeltes Bild beginnt, wenn die Tonerpartikel 401 magnetisch
an die sich drehende Entwicklerbuchse 404 angezogen werden.
Alternativ, wenn ein nichtmagnetischer Toner verwendet wird, kann
die Entwicklerbuchse 404 eine Schaumrolle aufweisen, um die
Tonerpartikel 401 mechanisch zu erfassen. In diesem Fall
kann eine Rolle aus offenzelligem Schaumstoff umfaßt sein,
um Toner auf die Entwicklerbuchse 404 aufzubringen. Der
weiterhin negativ geladene Toner, der durch die Entwicklerbuchse 404 gehalten wird,
wird an die relativ positiv geladenen Bereiche der Oberfläche der
OPC-Trommel 409 angezogen und "springt" über
einen kleinen Zwischenraum zu dem relativ positiv geladenen latenten
Bild auf der OPC-Trommel 409,
wodurch ein entwickeltes Bild erzeugt wird.
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Papier, das Toner von der OPC-Trommel 409 empfangen
soll, wird entlang des Papierwegs 411 zwischen der OPC-Trommel 409 und
der Übertragungsrolle 412 transportiert,
wobei das entwickelte Bild von der Oberfläche der OPC-Trommel 409 auf das
Papier übertragen
wird. Die Übertragung
tritt durch eine Aktion der Übertragungsrolle 412 auf,
die eine positive Ladung an die Unterseite des Papiers anlegt, wodurch
die negativ geladenen Tonerpartikel angezogen werden, um sich zu
dem Papier zu bewegen. Ein Wischerblatt 413 reinigt die
Oberfläche
der OPC-Trommel 409 durch Abstreifen des übrigen (nicht übertragenen)
Toners in einen Abfallbehälter 415,
während
das Abfangblatt 414 verhindert, daß der Abfalltoner zurück auf das
Papier fällt.
Das Fixieren tritt auf, wenn das Papier, einschließlich der
Tonerpartikel, durch eine Walzenspaltregion zwischen der erwärmten Rolle 416 und
der Druckrolle 417 hindurchgeleitet wird, wo der Toner
geschmolzen und an das Papier fixiert (oder "gebunden") wird. Die erwärmte Rolle 416 und
die Druckrolle 417 werden zusammen als Fixiereranordnung
bezeichnet.
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Während
der Verschiffung einer Tintenkassette können die inneren Teile einer
derartigen OPC-Trommel 409, die PCR 408, die Übertragungsrolle 412 und
die Entwicklerrolle 404 relativ zueinander reiben, wodurch
statische Ladungen erzeugt werden. Große statische Ladungen können in
dem organischen Photoleiter (OPC; OPC = organic photoconductor)
auf der OPC-Trommel 409 gefangen werden und einen Defekt
bei Druckeroperationen verursachen, wenn die Tonerkassette in einer
Bilderzeugungsvorrichtung positioniert wird, wie z. B.
einem Drucker oder einem Kopierer. Diese Auswirkung wird "Überschußladungsspeicher" oder "Reibungsspeicher" genannt. Der Reibungsspeicher
kann negativ oder positiv sein. Eine negative Änderung innerhalb des organischen
Photoleiters erzeugt eine Abstoßhandlung,
die einen Abschnitt der OPC-Trommel 409 ungeladen läßt. Ungeladene
Abschnitte einer OPC-Trommel können
zu nichtbedruckten Bereichen auf der bedruckten Seite führen.
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Während
des normalen Betriebs ist die PCR 408 angeordnet, um die
Oberfläche
der OPC-Trommel 409 einheitlich zu laden. Die Ladung, die
während
des Transports in dem organischen Material der OPC-Trommel 409 gefangen
wird, unterbricht das konstante Ladungsfeld, das von der PCR 408 übertragen
wird. Dies verursacht eine nichteinheitliche Ladung über die
Oberfläche
der OPC-Trommel 409, was zu einer nichteinheitlichen Druckdichte
und anderen Defekten auf den bedruckten Seiten führt. Somit, um diese Druckdefekte
zu eliminieren, ist es notwendig, daß eine konstante Ladung an
die OPC-Trommel 409 angelegt
wird, vor der Modulation der Ladung durch ein Laser- oder projiziertes
Bild.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Tonerkassette mit reduzierter elektrostatischer
Ladung und ein Verfahren zum Reduzieren elektrostatischer Ladung
auf einer Tonerkassette zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Tonerkassette
gemäß Anspruch
1 oder 18 und durch ein Verfahren gemäß Anspruch 12 gelöst.
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Die vorliegende Erfindung richtet
sich auf ein System, das eine entfernbare Abdeckung verwendet, um
einen organischen Photoleiter von zumindest einer anderen Komponente
einer Tonerkassette zu trennen. Die vorliegende Erfindung umfaßt ferner
ein Verfahren zum Reduzieren der elektrostatischen Ladung an einem
Photoleiter, das die Schritte des Trennens des Photoleiters von
anderen Komponenten in einer Tonerkassette mit einer entfernbaren
Abdeckung, das Entfernen der entfernbaren Abdeckung vor der Einfügung der
Tonerkassette in eine elektrophotographische Druckvorrichtung und
das Einfügen der
Tonerkassette in die Vorrichtung umfaßt.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden
Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden
Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
Seitenansicht einer vereinfachten Kassette im Querschnitt mit einer
entfernbaren Abdeckung gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 ein
Flußdiagramm
eines Verfahrens zum Reduzieren oder Eliminieren von Überschußladungsspeicher;
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3 eine
perspektivische Ansicht einer Abdeckung für eine OPC-Trommel, die eine
leitfähige Schicht
ge mäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung umfaßt;
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4 eine
Seitenansicht eines vereinfachten Kassettenquerschnitts des Stands
der Technik; und
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5 einen
Querschnitt eines Abdeckungsmaterials, das eine leitfähige Schicht
umfaßt.
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Während
des Verschiffens und der Handhabung von Tonerkassetten verursachen
Vibrationen, daß verschiedene
Komponenten einer Tonerkassette gegeneinander reiben, was möglicherweise zu einem Aufbau von elektrostatischen
Ladungen führt.
Diese elektrostatischen Ladungen können innerhalb oder auf der
Photoleiterrolle gefangen werden, wie z. B.
im OPC 102 (1).
Die vorliegende Erfindung verhindert oder eliminiert diese elektrostatischen
Ladungen durch mechanisches und elektrisches Trennen der Rolle von
umgebenden Strukturen der Tonerkassette. Die Reduzierung oder Eliminierung
dieser Ladungen verhindert oder reduziert Defekte auf bedruckten Materialien,
die aus der Ansammlung dieser Ladungen resultieren.
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Es wurden umfassende Bemühungen auf das
Minimieren des Typs und des Ausmaßes der Reibung zwischen Komponenten
mit Verpackungsentwurfsänderungen
und Kästen
gerichtet, die entworfen sind, um Vibrationen zu reduzieren. Die
vorliegende Erfindung trennt eine dieser Komponenten, vorzugsweise
durch Umschließen
dieser Komponente in einem Verpackungsmaterial, vorzugsweise einem
elastischen Schaumstoff oder einem ähnlichen elektrisch isolierenden
Material, wie z. B. einem Dünnfilm während des
Verschiffens. Dieses Material ist entworfen, um einfach vor dem
oder als Teil des Einfügens
der Kassette in den Drucker entfernt zu werden.
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Diese getrennte Verpackungsschicht
kann ferner mit einem existierenden Tonerdamm verbunden sein, der
in Tonerkasset ten vorgesehen ist. Das Entfernen dieses Tonerdamms
ist erforderlich, um den Toner zu veranlassen, in den Entwicklerbereich zu
fließen. Üblicherweise
ist eine Zugzunge mit dem internen Tonerdamm verbunden, die entfernt
werden muß,
bevor die Tonerkassette in dem Drucker verwendet wird. Auf ähnliche
Weise muß eine
vorübergehende
entfernbare Schutzabdeckung (hierin nachfolgend einfach eine "entfernbare Abdeckung") der vorliegenden
Erfindung ferner entfernt werden, bevor die Tonerkassette in den
Drucker eingefügt
wird, oder zumindest vor der Verwendung der Kassette, sollte ein
Entfernen nach der Einfügung
und Installation möglich
sein.
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Die entfernbare Abdeckung gleitet
vorzugsweise zwischen den OPC und eine andere Komponente, die denselben
kontaktiert. Die vorliegende Erfindung kann ferner eine elektrische
Verbindung zur Masse umfassen, um Ladungen abzuleiten, die sich auf
der Abdeckung aufbauen können.
Dies kann durch Laminieren eines leitfähigen Materials erreicht werden,
wie z. B. eines Aluminiumfilms, an
die entfernbare Abdeckung.
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Die entfernbare Abdeckung funktioniert,
um elektrostatische Hochspannungsladungen im Bereich von 250 oder
mehr Volt zu reduzieren oder zu beseitigen. Spannungen dieser Größe können in
den organischen Materialien der OPC-Trommel gefangen oder eingeschlossen
werden. Wenn dieselbe in Kombination mit elektrischen Drains verwendet
wird, die in der Verpackung und/oder dem Gehäuse des Druckers umfaßt sind,
dann leitet die entfernbare Abdeckung das meiste oder die gesamte
statische Ladung ab, um Ladungen zu reduzieren oder zu eliminieren, die
in oder auf der OPC-Trommel gefangen sind.
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Bezug nehmend auf 1 wird die entfernbare Abdeckung 101 während des
Aufbaus installiert, um die OPC 102 fast vollständig zu
umgeben, die zwischen dem OPC 102 und einer oder mehreren der
nachfolgenden Komponenten positioniert ist: primäre Ladungsrolle (PCR) 103,
Reinigungsblatt 104, Wisch blatt 105, Übertragungsrolle 106 und
Entwicklerrolle 107. Als ihre primäre Funktion trennt die entfernbare
Abdeckung 101 den OPC 102 von diesen anderen Komponenten,
um die Erzeugung von statischen Ladungen zu reduzieren oder zu eliminieren.
Die entfernbare Abdeckung 101 kann aus einem Schaummaterial
hergestellt sein, wie z. B. Polyurethan,
und kann ein leitfähiges
Laminat umfassen, das z. B. aus einem
Aluminiumfilm hergestellt ist. Die Federung, die durch den Schaum
der entfernbaren Abdeckung 101 bereitgestellt wird, hilft
beim Dämpfen der
Vibration zwischen den Komponenten. Die entfernbare Abdeckung kann
ferner jegliche verbleibende Ladung, die durch die Komponenten erzeugt
wird, die aneinander reiben, wenn das leitfähige Laminat umfaßt ist,
zu der Masse hin ableiten. Somit ist die leitfähige Schicht zu dem Verpackungsmaterial
mit Masse verbunden (in 1 nicht
gezeigt, aber aufgebaut, um einen elektrischen Kontakt mit der Kontaktabdeckung 101 während des
Transports herzustellen), so daß jegliche
elektrostatische Ladung weg von der OPC-Trommel 102 zu
der Masse geleitet wird.
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Die entfernbare Abdeckung 101 kann
mit dem Tonerdamm 108 verbunden sein (Verbindung nicht
gezeigt), durch eine Zunge oder eine andere Struktur. Während der
Verschiffung bleiben sowohl die entfernbare Abdeckung 101 als
auch der Tonerdamm 108 an Ort und Stelle und werden nur
entfernt, unmittelbar bevor die Kassette in dem Drucker installiert
wird oder nach der Installation, falls der Aufbau dies erlaubt.
Die entfernbare Abdeckung 101 kann in einer Richtung entfernt
werden, die durch den Pfeil 109 angezeigt ist, und der
Tonerdamm 108 kann in einer Richtung entfernt werden, die
durch den Pfeil 110 angezeigt ist. Wenn die beiden miteinander
verbunden sind, wie oben erörtert
wurde, wird die Entfernung von einem derselben zur Entfernung des
anderen dienen.
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2 ist
ein Diagramm eines Verfahrens zum Reduzieren oder Beseitigen eines
Ladungsspeichers, einer Komponente eines Drucksystems. Bei Schritt 201 wird
eine Einlage, wie z. B. eine Schaumeinlage,
zwischen die organische Photoleitertrommel 102 (1) und zumindest eine andere
Systemkomponente plaziert, die zusammen mit der OPC-Trommel eine
elektrostatische Ladung während
der Verschiffung erzeugen kann. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
trennt die Abdeckung 101 (1)
die OPC-Trommel 102 elektrisch von allen anderen Systemkomponenten.
Eine Einfügezunge kann
an der ersten Einlage umfaßt
sein, um bei deren Entfernung behilflich zu sein. Diese Einfügezunge kann
mit der Zugzunge verbunden sein, die ein Tonerlecken während der
Verschiffung oder des Durchgangs bei Schritt 201 verhindert.
Wie erörtert
wurde, kann die entfernbare Abdeckung eine leitfähige Schicht 302 (3) umfassen, die bei Schritt 203 an die
Masse angebracht wird. Die Tonerkassette wird in dieser geschützten Verschiffungskonfiguration
bei Schritt 204 verschifft. Bevor die Tonerkassette verwendet
wird, wird die entfernbare Abdeckung entfernt (Schritt 205),
zusammen mit dem Tonerdamm (Schritt 206). Wenn die Schaumeinlage 101 mit
dem Tonerdamm 108 verbunden ist, können dieselben gleichzeitig
entfernt werden. Eine einzelne Zugzunge (nicht gezeigt) kann sowohl
mit dem Tonerdamm 108 als auch mit der Schaumeinlage 101 verbunden
sein, für
ein leichteres Entfernen. Bei Schritt 207 wird die Tonerkassette
in dem Drucker plaziert und der Drucker wird bei Schritt 208 betrieben.
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3 zeigt
einen möglichen
Aufbau eines alternativen Ausführungsbeispiels 300 der
entfernbaren Abdeckung, einschließlich eines laminierten Aufbaus.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
helfen die Charakteristika 301 des Innenschaums aus einem Laminat,
die Vibrationen zu absorbieren, und liefern eine physikalische Barriere
zwischen den Komponenten, und die Leiteigenschaften einer zweiten
leitfähigen
Schicht 302 wirken, um jeglichen Aufbau statischer Ladungen
zu der Masse abzuleiten. Alternativ kann die entfernbare Abdeckung 300 aus
einem leitfähigen
Laminatschaum aufgebaut sein, der an beiden Seiten gebildet ist.
Das Ende 303 der entfernbaren Abdeckung 300 gleitet
in die Kassette.
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5 zeigt
einen Querschnitt eines Abdeckungsmaterials, das eine leitfähige Schicht 501 umfaßt.