JP2004029813A - 電子写真式印刷装置における排トナーのための攪拌および橋状物形成防止デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】排トナーによる塊および橋状物の形成という実際上の問題を克服した電子写真式印刷機のクリーニングステーションを提供する。
【解決手段】電子写真式印刷装置内の受光体１０から残存トナーを除去するためのクリーニングステーション２０において、残存トナーがホッパー内に蓄積し、ホッパーの底部に設けられたオーガ２８が、蓄積したトナーを除去する。攪拌器３０を構成する薄い可撓性部材が、ホッパの最上部からオーガ２８へ、ほぼ垂直方向に延伸する。攪拌器３０の端部に設けられたフィンガが、オーガ２８のフライトに接触する。フィンガは、オーガ２８のフライト数より１つから３つだけ多く設けられており、その不一致によって、オーガ２８の回転時に攪拌器３０がうねる。
【選択図】　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真式印刷装置に関し、特にそのような装置から排トナーを除去する際に使用する攪拌デバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
固体印字材料（ｄｒｙ　ｍａｒｋｉｎｇ　ｍａｔｅｒｉａｌ）を用いた静電写真式印刷（以下、概括的に電子写真と呼ぶ）の基本原理は、以下のとおりに周知である。受光体や他の電荷受容体などの帯電表面上に静電潜像を生成し、その潜像を備蓄トナー粒子にさらす。トナー粒子が、適切に帯電された潜像内の領域へ要求通りに誘引され、潜像が現像される。それらのトナー粒子を、イメージの形状のまま、受光体から印刷シートへ転写する。続いて印刷シートを加熱することにより、トナー粒子をシート上に永久的に溶着させ、恒久的なイメージを形成する。
【０００３】
受光体から印刷シートへのイメージ転写後に受光体上に残る残存トナー粒子は、たとえばクリーニングブレード、ブラシ、および／または吸引器などを含む周知の手段のいずれかを用いて除去する。典型的な実施形態では、除去したトナーをホッパ内に蓄積させ、通常はオーガを用いて、蓄積した排トナーを廃物容器へ送出する。
【０００４】
排トナーの蓄積およびその他の処理をするための数々のデバイスにおける実際上の問題の一つとしては、排トナーが、現像材料備蓄内の新しいトナーと同様の望ましい物理的特性（流動性など）を示さない点が挙げられる。新しいトナーと比較すると、排トナーは電子写真工程を経た結果、固体粒子対他の添加物の比率が変化している上、基本静電特性も変化している。したがって排トナーは、特に閉鎖空間内を移動させようとした場合に、望ましくない「塊」や「橋状物（ｂｒｉｄｇｉｎｇ）」を形成することが多い。たとえば排トナーを回収ボトルへ送出する目的などでオーガを用いる場合、排トナーがオーガを覆うように蓄積することが知られている。それにより、オーガはやがて単に、ぎっしり詰まった排トナーの塊を貫通するトンネルとなってしまい（すなわち排トナーが「橋」を形成し）、捉えられるトナー表面がなくなってしまう。そのような状態では、オーガによってトナーを除去できず、トナーはもっぱらクリーニングデバイス内に蓄積してしまう。
【０００５】
電子写真式印刷機の現像ステーションにおいて、印字材料中の塊および橋状物を粉砕する提案として、例えば、トナー攪拌器がある（例えば特許文献１）。この攪拌器は攪拌オーガがコイル状に形成されているものを開示している。コイル内に設けられた特殊形状のロッドが、コイルに接触してコイルの一部を変形することによって、コイルに付着し得る印字材料中の塊および橋状物が粉砕される。
【０００６】
また、ヒューレットパッカード社から「Ｄ６４０」として市販されている電子写真式印刷機では、クリーニングステーションから排トナーを除去するオーガと共に、一式の可撓性フィンガを用いる。これに関しては、オーガに対する可撓性フィンガの位置を、本願の構成と比較するために、本願の説明後、図５において詳述する。
【０００７】
【特許文献１】
米国特許第５，５７５，４０８号明細書
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の構成では、十分に排トナーによる塊および橋状物の形成を防止できないと共に、形成された後には排除することもできない。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、排トナーによる塊および橋状物の形成という実際上の問題を克服した電子写真式印刷機のクリーニングステーションを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の一実施形態によれば、印字材料を蓄積するためのホッパを構成する手段を有する電子写真式印刷装置が提供される。そのホッパ内に、オーガが回転自在に取り付けられる。オーガは、有効長手部分を有し、その有効長手部分に沿って複数のフライト（ｆｌｉｇｈｔ）が形成されている。さらに、攪拌器がホッパ内に設けられる。攪拌器は、薄い可撓性部材から成り、ホッパの実質的最上部に取り付けられオーガまで延伸する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、静電写真または電子写真式印刷装置の主要要素を示す簡略説明図（立面図）である。周知のとおり、図示しない手段によって、静電潜像を電荷受容体または受光体１０の表面上に生成する。その潜像に、現像ロール１２などを用いて備蓄トナー粒子を接触させることで、潜像を現像する。当業界で知られているとおり、現像ロール１２は、磁気ブラシロールまたはドナーロールなどの様々な構成のいずれを採用したものでもよい。トナー粒子は、適切に帯電された潜像内の領域に付着する。続いて、受光体１０の表面は矢印の方向に移動し、全体的に符号１４で示す転写ゾーンに至る。同時に、所望のイメージが印刷される印刷シートが、備蓄スタック１６から引き出され、転写ゾーン１４へ移送される。
【００１２】
転写ゾーン１４では、このポイントでトナー粒子を担持する受光体１０の表面に、印刷シートを接触あるいは少なくとも近接させる。転写ゾーン１４に設けられたコロトロンまたは他の電荷源が、受光体１０上のトナーを印刷シート上へ電気的に移転させる。その後に印刷シートを、当業界で周知のとおり、溶着器や仕上げデバイス（図示せず）などの後続のステーションへ移送する。
【００１３】
転写ゾーンにおいてトナー粒子の大部分を印刷シートへ転写した後に、受光体１０の表面上に残る残存トナーを、全体的に符号２０で示すクリーニングステーションにて除去する。図２に、本発明の実施形態を表すクリーニングステーション２０の説明図（立面図）を示す。図示するとおり、受光体１０の表面に押しつけるよう設けられたクリーニングブレード２２が、表面から残存トナーを掻き落とす。そのようにして除去されたトナーは、トナーを蓄積するためのホッパを形成するハウジング２４内へ落下する。受光体１０の全長にわたって延伸する可撓性フラップシール２６が、掻き落とされたトナーをホッパから漏出させないようにする。
【００１４】
ホッパの下部に、オーガ２８が設けられる。図では、オーガの端面を示す。オーガは、受光体の実質的全長にわたって延伸する。オーガ２８は、回転されることによって、トナー粒子をホッパ下部からいずれかの廃物容器（図示せず）へ搬送する。
【００１５】
上述のとおり、クリーニングブレード２２によって除去された排トナーは、電子写真工程を経た結果、固体粒子対他の添加物の比率が変化している上、基本静電特性も変化している。したがって排トナーは、受光体１０およびハウジング２４によって形成されるホッパ内などの閉鎖空間内を移動させようとした場合に特に、望ましくない「塊」や「橋状物」を形成することが多い。たとえばオーガ２８等を用いる場合、排トナーがオーガを覆うように蓄積することが知られている。それにより、オーガはやがて単に、ぎっしり詰まった排トナーの塊を貫通するトンネルとなってしまい（すなわち排トナーがオーガ２８上に「橋」を形成し）、排トナーを捉えられるトナー表面がなくなってしまう。そのような状態では、オーガによってトナーを除去できず、トナーはもっぱらクリーニングステーション内に蓄積してしまう。
【００１６】
この問題に対処するために、ホッパ内に、符号３０で示すいわゆる攪拌器を設ける。攪拌器３０は、その大部分が薄い可撓性部材から成り、その上端部が、ホッパの最上部付近表面に堅く取り付けられている。攪拌器３０は、下方に延伸し、オーガ２８のフライトと相互作用する。図２に示すとおり本実施形態では、攪拌器３０はオーガ２８のフライトに接触する。以下で詳述するとおり、攪拌器３０のどの特定の部分がオーガ２８のどの表面に接触するかによって、いずれの時点においても攪拌器３０の異なる各部分が、３０’で記す位置、あるいは３０と３０’との間のいずれかの位置に配置される。
【００１７】
ホッパ内の排トナーによる塊および橋状物の形成を回避するには、攪拌器３０のいくつかの特徴が重要である。第一に攪拌器は、ホッパの実質的「最上部」から延伸する。すなわち、排トナーがオーガ２８を覆うように蓄積して橋状物を形成し得る空間を、攪拌器が占領する。第二に攪拌器は、実質的に垂直方向に配置され、攪拌器の平面軸が垂直線に対して４５°以下、好ましくは２５°未満の角度を成すよう取り付けられるべきである。この配置によって、攪拌器自体が、ホッパ内に排トナーを留める原因にならないことを確実にする。
【００１８】
図３は、図２に示す図に直交する説明図（立面図）であり、攪拌器３０の一部とオーガ２８のフライトとの相互作用を示す。攪拌器３０の大部分を構成する薄い可撓性部材の下方縁部に、複数のフィンガ３２が形成されている。フィンガの寸法は、オーガ２８を構成するフライトの間隔の寸法に、だいたい匹敵する。ただしフィンガ３２は、オーガ２８のフライトに完全には整列していない。正確に言えば、オーガ２８の有効長手部分（すなわち、オーガ２８の長手部分のうち、ホッパ内に配置される部分、あるいは受光体１０の長さに該当する部分）と平行して、オーガ２８上のフライトの数より少なくとも１つだけ且つ多くとも３つだけ多い数の歯３２が、攪拌器３０上に設けられる。この間隔の不一致を、図３に示す。
【００１９】
図２と図３とを比べて見ると、フィンガ３２が設けられた箇所において、ある時点で、オーガ２８の２つのフライトの間でフィンガが、図２の３０に示すように、攪拌器３０の弾性によってオーガ２８の芯に近づけて配置される。それに対し、フィンガ３２がオーガ２８のフライトに近接または接触する箇所では、フィンガはオーガのフライトに押され、図２の３０’の位置により近づけて配置される。
【００２０】
図４は、図２または図３の線４−４を貫通し、実質的に攪拌器３０を貫通する断面を示す図である。フィンガ３２とオーガ２８のフライトとの間隔の不一致によって、攪拌器３０の薄い可撓性部材が曲げられていることがわかる。より本質的に説明すると、印刷装置が運転され、オーガ２８がコンベヤ作用によってホッパの底部から排トナーを送出するよう動作する際に、移動中のフライトと静止中のフィンガ３２との変化する位置関係によって、攪拌器３０がシヌソイド状にうねり、攪拌器３０上の数々のフィンガが、図２の位置３０と３０’との間をくねって移動する。このうねりによって、オーガ２８のフライト間のゾーンが清掃されると共に、ホッパ内のオーガ２８上方に位置する排トナー粒子が、運動状態に維持される。うねりの頻度は、フィンガ３２の間隔とオーガ２８のフライトとの不一致に起因する「ビート頻度（ｂｅａｔ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）」に関係する。繰り返しになるが、実際的な実施形態の一つでは、オーガ２８の有効長手部分と平行して、オーガ２８上のフライトの数より少なくとも１つだけ且つ多くとも３つだけ多い数の歯３２が設けられる。（本装置において、オーガ２８のフライトの数より１つから３つだけ少ない数の歯３２を用いても、同じく好適なうねりが得られる。）
【００２１】
実際的な実施形態において、攪拌器３０の全体または大部分を形成する薄い可撓性部材は、マイラー（登録商標）またはアセテートから成る。その厚さは、０．１５から０．４ｍｍの間であり、最も好ましくは約０．２５ｍｍである。歯３２の頂点間の間隔は、約７．５ｍｍである。攪拌器は、歯３２と、ホッパ内の表面に取り付けられる上縁部との間に、２ｃｍから５ｃｍの長さを有するべきである。ホッパの大部分を形成するハウジング２４は、印刷機全体における恒久的な部分として形成されてもよいし、あるいは、より大きな印刷装置から簡単に取り外し可能なモジュールの一部分であってもよい。そのようなモジュールは、図１の点線４０で示すようにさらに、受光体１０や、電子写真工程において有用な他の要素を含むことが可能である。
【００２２】
図５は、図２に類似の説明図（立面図）であって、電子写真式印刷機（具体的には、上述のヒューレットパッカード社のＤ６４０）のクリーニングステーションにおける、オーガに対する可撓性歯の、従来技術による配置を示す。この例では、一式の可撓性歯１３０がオーガ１２８と相互作用するが、本発明とは異なり、歯は垂直線よりも水平線に近い方向に配置され、オーガ上方に設けられるより大きな攪拌器部材上に設置されたものではない。したがって従来技術の歯は、図５のＴで示すようにオーガ上方に橋状物が形成されることを防止できない。また従来技術では、歯の数は、オーガの有効長手部分に沿って設けられたフライトの総数より約１０個も多い。
【００２３】
総括すると、ここで開示する実施形態は、排トナーによる塊および橋状物の形成という実際上の問題を克服した電子写真式印刷機のクリーニングステーションを提供する。オーガのフライトは、フィンガの運動によって常に清掃される。排トナーの大規模な蓄積は、ホッパの空間の大部分において実施される薄い可撓性部材のうねりによって阻止される。これらの効果は、クリーニングステーション内に追加の機械的駆動デバイスを設ける必要なく、達成される。
【００２４】
本発明の実際的な用途としては、クリーニングステーションでの使用が即座に挙げられるが、現像ステーションなどの、電子写真式印刷における他の用途にも有用であることが考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】静電写真式印刷装置の主要要素を示す説明図である。
【図２】静電写真式印刷装置のクリーニングステーションを示す詳細説明図である。
【図３】図２に直交する説明図であって、オーガのフライトと攪拌器の一部分との相互作用を示す説明図である。
【図４】図２または図３の線４−４を貫通し、実質的に攪拌器を貫通する断面を示す説明図である。
【図５】図２に類似の立面図であって、電子写真式印刷機のクリーニングステーションにおける、オーガに対する可撓性歯の、従来技術による配置を示す説明図である。
【符号の説明】
１０　受光体、２０　クリーニングステーション、２４　ハウジング、２８　オーガ、３０　攪拌器、３２　フィンガ。

Claims (8)

1. 電子写真式印刷装置であって、
   印字材料を蓄積するためのホッパを構成する手段と、
   前記ホッパ内に回転自在に取り付けられ、有効長手部分を有し、その有効長手部分に沿って複数のフライトが形成されているオーガと、
   前記ホッパ内に設けられ、薄い可撓性部材から成り、前記ホッパの実質的最上部に取り付けられオーガまで延伸する攪拌器と、
   を含み、
   前記オーガの前記有効長手部分に沿って設けられる前記フライトの数から、少なくとも１つだけ且つ多くとも３つだけ異なる数のフィンガが、前記攪拌器に形成されている、印刷装置。
2. 請求項１に記載の装置であって、
   前記薄い可撓性部材の上縁部が、前記ホッパの前記最上部に堅く取り付けられる、印刷装置。
3. 請求項１に記載の装置であって、
   前記薄い可撓性部材が、その上縁部と前記オーガとの間において、少なくとも長さ２ｃｍの延伸部分を有する、印刷装置。
4. 請求項１に記載の装置であって、
   前記薄い可撓性部材が、垂直線から４５°以内の角度にて配置される、印刷装置。
5. 請求項４に記載の装置であって、
   前記薄い可撓性部材が、垂直線から２５°以内の角度にて配置される、印刷装置。
6. 請求項１に記載の装置であって、
   前記ホッパが、残存印字材料を蓄積するよう構成される、印刷装置。
7. 請求項６に記載の装置であって、
   さらに、
   電荷受容体の表面から残存印字材料を除去する手段を含み、
   除去された残存印字材料が、前記ホッパに進入する、印刷装置。
8. 請求項１に記載の装置であって、
   前記装置は、より大きな印刷装置から簡単に取り外し可能なモジュールの形態であり、
   前記モジュールが、電荷受容体を含む、印刷装置。

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