JP2004021264A - トナーカートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】輸送中に内部の構成要素が擦れ合うことによるトナーカートリッジ上に蓄積される静電荷を低減又は排除することができるトナーカートリッジを提供する。
【解決手段】本発明のトナーカートリッジは、感光ドラム（１０２）と、感光ドラムを前記トナーカートリッジ内の他の構成要素（１０３、１０４、１０５、１０６、１０７）の少なくとも１つから分離するために、感光ドラムに取り付けることができる取り外し可能なカバー（１０１）とを含む。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、概して撮像装置のトナーカートリッジに関する。より詳細には、本発明は、輸送中にトナーカートリッジ上に電荷が蓄積することを低減又は排除することができるトナーカートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、印刷及び複写システムにおいて、いくつかの形式の技術が利用されている。レーザプリンタ及び複写機のような電子写真式印刷装置は、トナー粒子を使用して、通常はある種の紙である印刷媒体上に所望の画像、イメージを形成する。トナーが紙に適用されると、その紙は用紙経路に沿って定着器、フューザーに送られる。多くのプリンタ、複写機及び他の電子写真式印刷装置では、定着器は、連動する加圧ローラによって係合される加熱式定着ローラを含む。紙がそのローラ間を通過する際に、加熱及び加圧のプロセスを介して、トナーが紙に定着する。
【０００３】
図４は、電子写真（ＥＰ）プロセスを使用する典型的なレーザ印刷装置４００を示す。モノクロ印刷の場合、単色（例えば黒色）のトナー粒子４０１がトナー供給ホッパ４０２に保持されている。トナー粒子４０１は、典型的には、約５μｍ（５×１０^−６ｍ）の寸法の小さなプラスチック（例えばスチレン）の粒子である。攪拌器又は攪拌ブレード４０３は、通常プラスチック又はマイラーから形成され、トナー粒子４０１上に１グラム当たり３０〜４０マイクロクーロン（μＣ／ｇ）の範囲の負の電荷を発生させながら、トナー粒子４０１を現像スリーブ４０４に沿って均一に配置することを確実にする。現像スリーブ４０４は、シャフトとして機能する内部固定磁石４０５を中心にして反時計方向に回転する。トナー粒子４０１は、固定磁石４０５の磁力によって、回転する現像スリーブ４０４に引き寄せられる。ドクターブレード４０６は、トナー粒子４０１を帯電させる機能を有するとともに、現像スリーブ４０４の外側表面がトナー供給ホッパ４０２に対して外側に回転する際に、現像スリーブ４０４上へ、トナー粒子４０１の量を正確にかつ均一に計量する。現像封止ブレード４０７は、現像スリーブ４０４の外側表面が回転し、トナー供給ホッパ４０２内に戻る際に、現像スリーブ４０４に付着した余分なトナー粒子４０１を除去する。
【０００４】
主帯電ローラ（ＰＣＲ）４０８は、一定の電流を用いて有機感光体（ＯＰＣ）ドラム４０９を調整し、ＯＰＣドラム４０９の表面上を一面に一様に覆う負の電荷を生成する。ＰＣＲ　４０８によって均一な電荷を生成することにより、先行するサイクルから残された残留電荷を消去する効果ももたらされる。
【０００５】
ＥＰプロセスの主要な構成要素はＯＰＣドラム４０９である。ＯＰＣドラム４０９は、感光層、光導電層で被覆されている肉薄のアルミニウム製円筒体である。感光層は、ＰＣＲ　４０８からの電荷を受容し、保持するフォトダイオードを形成することがある。最初に、露光されていないＯＰＣの表面電位は約−６００　Ｖである。通常、感光層は、下層をなすアルミニウム基板上に最も内側から外側に向かって形成されている障壁又は酸化層、電荷生成層（ＣＧＬ）、電荷輸送層（ＣＴＬ）を含む３つの層からなる。ＣＴＬはおおよそ２０　μｍの厚みの透明な層であり、光はそのＣＴＬ層の内部を通過してＣＧＬに達することができ、ＯＰＣへの電荷の受容を制御する。ＣＧＬは約０．１〜１μｍの厚みであり、イオンの流動が可能である。障壁層は感光層をアルミニウム基板に結合する。
【０００６】
レーザビーム４１０は、トナーを受容することとなる正確な位置（印刷されるべき画像に対応する紙の位置）において一度に１行だけＯＰＣドラム４０９を露光する。ＯＰＣドラム４０９のレーザビーム４１０に露光された点は、放電されて、−６００　Ｖから約−１００　Ｖまで変化し、ＯＰＣドラムの表面上に相対的に正に帯電された潜像が形成される。潜像から現像された画像への変換は、トナー粒子４０１が、回転する現像スリーブ４０４に磁気的に引き寄せられる際に始まる。代替的に、非磁性トナーが用いられる場合には、現像スリーブ４０４は、トナー粒子４０１を機械的に捕捉するための発泡体ローラを含むことがある。この場合には、トナーを現像スリーブ４０４に適用するために、連続気泡発泡体ローラを含んでもよい。現像スリーブ４０４によって保持される依然として負に帯電しているトナーは、ＯＰＣドラム４０９の表面の相対的に正に帯電された領域に引き寄せられ、小さな空隙を「飛び越えて」、ＯＰＣドラム４０９上の相対的に正に帯電された潜像に達し、現像された画像を形成する。
【０００７】
ＯＰＣドラム４０９からトナーを受容するための紙は、ＯＰＣドラム４０９と転写ローラ４１２の間の用紙経路４１１に沿って移送され、現像された画像がＯＰＣドラム４０９の表面から紙に転写される。その転写は、転写ローラ４１２が紙の裏側から正の電荷を適用し、負に帯電されているトナー粒子を引き寄せ、紙に移動させることによって行われる。ワイパーブレード４１３は、利用されなかった（転写されなかった）トナーを廃棄ホッパ４１５内に削り落とすことにより、ＯＰＣドラム４０９の表面の汚れを落とし、一方回収ブレード４１４は利用されなかったトナーが紙上に落下することを防ぐ。トナー粒子を有する紙が加熱ローラ４１６と加圧ローラ４１７の間のニップ領域を通過する際に、トナーは溶融され、紙に定着（又は「接着」）される。加熱ローラ４１６及び加圧ローラ４１７は合わせて定着アセンブリと呼ばれる。
【０００８】
インクカートリッジの輸送中に、ＯＰＣドラム４０９、ＰＣＲ　４０８、転写ローラ４１２、現像ローラ４０４のような内部部品が互いに擦り合わされて、それによって静電荷が生成されることがある。大きな静電荷はＯＰＣドラム４０９上の有機感光体（ＯＰＣ）内に捕らえられ、それにより、トナーカートリッジがプリンタ又は複写機のような撮像装置内に配置された際に、プリンタ動作に不具合が生じる恐れがある。この作用は「正電荷メモリ」又は「摩擦メモリ」と呼ばれる。摩擦メモリは正の電荷による場合も負の電荷による場合もある。有機感光体の内部に捕らえられた負の電荷は反発作用をもたらし、ＯＰＣドラム４０９の一部が帯電されないように作用するであろう。ＯＰＣドラム４０９の帯電されない部分は結果として、ページ上の印刷されるべき箇所に印刷されない領域を生じる場合がある。
【０００９】
通常の動作中に、ＰＣＲ　４０８はＯＰＣドラム４０９の表面を一様に帯電するように配置されている。しかしながら、輸送中にＯＰＣドラム４０９の有機材質に捕らえられた電荷は、ＰＣＲ　４０８から伝達される一定の電界を遮断する。これにより、ＯＰＣドラム４０９の表面全体にわたる電荷の分布が不均一になり、結果として、印刷されるページ上の印刷密度にむらができたり、他の欠陥が生じたりするようになる。したがって、これらの印刷上の欠陥をなくすために、レーザすなわち投影画像によって電荷を調整する前に、ＯＰＣドラム４０９には一定の電荷が適用されている必要がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
したがって本発明は、輸送中に内部の構成要素が擦れ合うことによって生じるトナーカートリッジ上に蓄積される静電荷を低減又は排除することができるトナーカートリッジの提供を目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、取り外し可能なカバーを利用して、有機感光体を、トナーカートリッジ内の他の構成要素の少なくとも１つから分離するシステムに関する。また本発明は、感光体上の静電荷を低減する方法も含み、その方法は、取り外し可能なカバーを利用して、感光体をトナーカートリッジ内の他の構成要素から分離するステップと、トナーカートリッジを電子写真式印刷装置に挿入する前に、取り外し可能なカバーを取り外すステップと、トナーカートリッジを電子写真式印刷装置に挿入するステップとを含む。
【００１２】
【発明の実施の形態】
トナーカートリッジの出荷及び輸送中に、振動によってトナーカートリッジの種々の構成要素が互いに擦り合わされる結果として、場合によっては静電荷が蓄積されることがある。これらの静電荷は、ＯＰＣ　１０２（図１）のような感光体ローラの内部又は感光体ローラ上に捕らえられる場合がある。本発明は、トナーカートリッジを取り囲む構造体からローラを機械的に離隔し、電気的に絶縁することによって、これらの静電荷が捕らえられるのを防ぐか、又は静電荷を排除する。これらの電荷を低減又は排除することにより、これらの電荷の蓄積に起因して、被印刷材料上に欠陥が生じるのを防止又は低減することができる。
【００１３】
梱包設計、デザインを変更することによって、及び振動を低減するように設計された梱包箱によって、構成要素が互いに擦れ合う形態又は程度を最小限に抑えるための数多くの試みがなされてきた。本発明は、輸送中に、好ましくは薄いフィルムのような弾性発泡体又は類似の電気的絶縁性材料である梱包材料内に、好ましくはその構成要素を包むことにより、構成要素のうちの少なくとも１つを分離する。この梱包材料は、カートリッジをプリンタに挿入する前に、又はその作業の一部として容易に取り外すことができるように、除去可能なように設計されている。
【００１４】
またこの絶縁性包装層又は電気的絶縁性包装材料は、トナーカートリッジ内に設けられている既存のトナーダムに接続されることもある。トナーが現像エリアに流れ込み始めるためには、このトナーダムが取り外される必要がある。通常、内部トナーダムに引張タブ、プルタブが接続されており、プリンタ内でトナーカートリッジを使用する前に、このトナーダムが取り外されなければならない。同様に、トナーカートリッジがプリンタ内に挿入される前に、あるいは挿入又は導入後に取外し可能であるならば、少なくともカートリッジを使用する前に、本発明の一時保護用の取り外し可能なカバー（これ以降、単に「取り外し可能なカバー」）も取り外されなければならない。
【００１５】
取り外し可能なカバーは、ＯＰＣと、ＯＰＣに接触することのある何らかの他の構成要素との間に滑るように入れられること、挿入されることが好ましい。本発明はさらに、カバー上に蓄積する場合がある電荷を排出するために、グランドへの電気的接続、接地接続を含むことがある。これは、アルミニウムフィルムのような導電性材料を取り外し可能なカバーに重ね合わせることにより達成される。
【００１６】
取り外し可能なカバーは、約２５０　Ｖ以上の高電圧の静電荷を低減又は排除するように機能する。この大きさの電圧は、ＯＰＣドラムの有機材料に捕らえられるか、取り込まれる場合がある。プリンタの梱包及び／又はプリンタのシャーシに含まれている電気的ドレーンとともに組み合わされて使用される際に、取り外し可能なカバーはこの静電荷の大部分又は全てを排出し、ＯＰＣドラム内又はＯＰＣドラム上に捕らえられた電荷は低減又は排除される。
【００１７】
図１を参照すると、組立中に、取り外し可能なカバー１０１が、ＯＰＣドラム１０２を概ね完全に取り囲み、ＯＰＣドラム１０２と次の構成要素の１つ又はそれ以上、すなわち主帯電ローラ（ＰＣＲ）１０３、クリーニングブレード１０４、ワイパーブレード１０５、転写ローラ１０６、現像ローラ１０７のうちの１つ又はそれ以上の構成要素との間に配置されるように導入されている。その主な機能として、取り外し可能なカバー１０１は、これらの他の構成要素からＯＰＣドラム１０２を分離し、静電荷の発生を低減又は排除する。取り外し可能なカバー１０１は、ポリウレタンのような発泡材料から形成されることがあり、例えばアルミニウムフィルムから形成されている導電性積層体を含むことがある。取り外し可能なカバー１０１の発泡材によってもたらされる緩衝作用によって、構成要素間の振動が減衰される。また、導電性積層体が含まれる場合に、取り外し可能なカバーは、ともに擦れ合う構成要素により生成される何らかの残存電荷を接地に排出することもできる。したがって、導電層は梱包材料（図１には示さないが、輸送中にコンタクトカバー１０１と電気的に接触するように構成されている）に接地されている。導電層は梱包材料を介して接地に接続されている。これによってあらゆる静電荷がＯＰＣドラム１０２から接地に排出されるようになる。
【００１８】
取り外し可能なカバー１０１は、タブ又は他の構造によって、トナーダム１０８に接続されている（接続は図示されない）。取り外し可能なカバー１０１及びトナーダム１０８は、輸送中に適所に維持され、カートリッジがプリンタに導入される直前にのみ、又は相対的配置が可能であるなら導入後に取り外される。取り外し可能なカバー１０１は矢印１０９によって示されている方向に取り外すことができ、トナーダム１０８は矢印１１０によって示されている方向に取り外すことができる。上記のように、２つが相互に接続される場合には、一方を取り外すことにより、他方も取り外すことができる。
【００１９】
図２は、印刷システムの一構成要素の電荷メモリ又は摩擦メモリを低減又は排除する方法を示す図である。ステップ２０１では、発砲挿入体のような挿入体が、有機感光（ＯＰＣ）ドラム１０２（図１）と、輸送中にＯＰＣドラムとともに静電荷を生成することがある他のシステム構成要素の少なくとも１つの間に配置される。１つの好ましい実施形態では、取り外し可能なカバー１０１（図１）が、ＯＰＣドラム１０２を他の全てのシステム構成要素から電気的に分離する。挿入体上に挿入タブが設けられ、その取外しが容易になる。この挿入タブは、ステップ２０１の出荷及び輸送中にトナーの漏れを防ぐプルタブに接続されることがある。上述のように、取り外し可能なカバーは、ステップ２０３において接地に接続される導電層３０２（図３）を含むことがある。ステップ２０４では、この保護された出荷形態でトナーカートリッジが出荷される。トナーカートリッジが使用される前に、取り外し可能なカバーが、トナーダム（ステップ２０６）とともに取り外される（ステップ２０５）。発泡挿入体１０１がトナーダム１０８に接続されている場合には、これらは同時に取り外される場合がある。取外しを容易にするために、ただ一つの引張タブ、プルタブ（図示せず）をトナーダム１０８及び発泡挿入体１０１の双方に接続することができる。ステップ２０７では、トナーカートリッジがプリンタ内に配置され、ステップ２０８においてプリンタが動作する。
【００２０】
図３は、積層構造を含む取り外し可能なカバーの代替的な実施形態３００の１つの実現可能な構成形態を示す。この実施形態では、１つの積層体の内部発泡体の特性、造作３０１が振動の吸収を助長するとともに、構成要素間の物理的な障壁をもたらし、第２の導電層３０２の導電特性が、蓄積した静電荷の全てを接地に排出するための機能を果たす。代替的には、取り外し可能なカバー３００が、両側に形成されている導電性積層発泡体から構成されることがある。取り外し可能なカバー３００の端部３０３がカートリッジ内に滑ってはいる。
【００２１】
図５は導電層５０１を含むカバー材料の断面を示す。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は、感光ドラム１０２を、トナーカートリッジ内の他の構成要素１０３、１０４、１０５、１０６、１０７のうちの少なくとも１つから分離するために使用される取り外し可能なカバー１０１を含む。感光ドラムは感光性材料により被覆されている円筒体である。本発明の他の実施態様は、感光ドラム上の静電荷を減少させる方法を含み、この方法は、取り外し可能なカバーにより、感光ドラムをトナーカートリッジ内の他の構成要素から分離するステップと、イメージデバイス、撮像装置にトナーカートリッジを挿入する前に取り外し可能なカバーを取り外すステップ、撮像装置にトナーカートリッジを挿入するステップとを含む。このような構成であることにより、輸送中に内部の構成要素が擦れ合うことによって生じるトナーカートリッジ上に蓄積される静電荷を低減又は排除することができるトナーカートリッジが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による取り外し可能なカバーを適所に備えるカートリッジの簡略化された側断面図である。
【図２】正電荷メモリを低減又は排除する方法の流れ図である。
【図３】本発明の一実施形態による導電層を含むＯＰＣドラムのためのカバーの斜視図である。
【図４】従来技術のカートリッジの簡略化された側断面図である。
【図５】導電層を含むカバー材料の断面図である。
【符号の説明】
１０１　　取り外し可能カバー
１０２　　有機感光体ドラム
１０３　　主帯電ローラ（ＰＣＲ）
１０４　　クリーニングブレード
１０５　　ワイパーブレード
１０６　　転写ローラ
１０７　　現像ローラ
１０８　　トナーダム

Claims (10)

1. トナーカートリッジであって、
   感光ドラム（１０２）と、
   前記感光ドラムを、前記トナーカートリッジ内の他の構成要素（１０３、１０４、１０５、１０６、１０７）の少なくとも１つから分離するために、前記感光ドラムに取り付けることができる取り外し可能なカバー（１０１）と、
   を含むトナーカートリッジ。
2. 前記取り外し可能なカバー（１０１）が可撓性の静電遮蔽板を含む請求項１に記載のトナーカートリッジ。
3. 前記遮蔽板（１０１）が発泡体である請求項２に記載のトナーカートリッジ。
4. 前記取り外し可能なカバー（１０１）が非導電層及び導電層を含む請求項１に記載のトナーカートリッジ。
5. 前記取り外し可能なカバー（１０１）がさらに、前記感光ドラムから前記取り外し可能なカバーを取り外すためのタブを含む請求項１に記載のトナーカートリッジ。
6. 前記取り外し可能なカバー（１０１）がさらに、前記取り外し可能なカバーから接地への電気的接続を含む請求項１に記載のトナーカートリッジ。
7. 主帯電ローラ（１０３）、クリーニングブレード（１０４）、ブローアウトシール、現像ローラ（１０７）、転写ローラ（１０６）のうちの少なくとも１つをさらに含む請求項１に記載のトナーカートリッジ。
8. 前記取り外し可能なカバー（１０１）が、前記主帯電ローラ（１０３）、前記クリーニングブレード（１０４）、前記ブローアウトシール、前記現像ローラ（１０７）、前記転写ローラ（１０６）のいずれかを含む任意のものから前記感光ドラムを分離する請求項６に記載のトナーカートリッジ。
9. 現像ユニットをさらに含み、この現像ユニットが、
   その中にトナーを格納するためのトナーホッパ（４０２）と、
   前記ホッパを一時的に封止して、そこからトナーが排出されるのを防ぐように、前記トナーホッパに取外し可能に固定され、かつ作業者により取り外されるように適合されている封止ストリップと
   を含む請求項１に記載のトナーカートリッジ。
10. 前記封止ストリップと前記取り外し可能なカバー（１０１）の間に、前記封止ストリップと前記取り外し可能なカバーの取り外しを同時に行うことを可能とする接続子をさらに含む請求項８に記載のトナーカートリッジ。

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