JP2006031000A - 客先交換可能な電子写真方式のプリンタカートリッジに適したキャリアピックオフシステム - Google Patents

Abstract

【課題】電子写真方式の印刷装置の内部において動作するカートリッジを提供する。
【解決手段】カートリッジ１００は、ピックオフ部材であって、これに付随する磁気特性を有し、感光体１０の近くに配設されたピックオフ部材を備える。ピックオフ部材が、その上に、キャリア粒子を、カートリッジ１００の寿命の間にわたって磁気的に保持する。
【選択図】図２

Description

本開示は、電子写真方式による印刷技術に関しており、特に、電子写真方式のクリーニング工程において、感光体の表面から、２成分現像材料からキャリア粒子を除去することに関する。

電子写真方式の印刷機器においては、例えば、感光体（photoreceptor）のような感光部材（photoconductive member）を、実質的に均一な電位に帯電させて、その表面に感光性を持たせる。感光体の帯電部分は、その後、選択的に露光させられる。帯電させられた感光体を露光することで、その表面上の電荷が、照射領域において放散させられる。これによって、複写対象となっている原稿内に含まれている情報領域に対応して、感光体上に静電潜像が記録される。静電潜像は、感光体上に記録された後に、“現像”される。現像プロセスにおいては、感光体上の潜像と同様のパターンでトナーが堆積させられる。続いて、この現像トナーが、印刷シートに転写される。さらに、このシートを加熱することで、それに、そのトナー画像が画像形状で恒久的に固定される。

いくつかの現像システムに一般的に用いられる静電気によって引き寄せることが可能な現像材料は、本明細書において“トナー”と称する着色樹脂系粉末、および鉄、スチール、またはフェライトの各コア材が、帯電列においてトナーから離れた材料で被覆されたもので形成された、より大きな粒状のキャリア粒子からなる“キャリア”を含んでおり、摩擦電気による帯電が、そのトナー粉末と粒状のキャリアとの間に生じるようになっている。そのトナーが、キャリアブラシ（carrier bristles）から静電潜像に引き寄せられて、感光体の絶縁表面上に可視粉末画像を生じさせる。

但し、実際の用途では、キャリア粒子のなかには、感光体におけるある領域が現像ゾーンを通り過ぎた後に、感光体に付着することになるものもある。これらの付着しているキャリア粒子により、支持表面（例えば、シート状の紙）とトナー粒子との間における密接な接触が妨げられて、作成されるコピーの品質に影響を及ぼすおそれがある。さらに、そのような付着しているキャリア粒子は硬いので、クリーニングゾーンに達する前に除去されないと、感光体の表面を摩耗させるおそれがある。従って、そのようなキャリア粒子を全て、感光体の１サイクル毎に、感光体から除去することが望ましい。

電子写真方式のプリンタおよびコピー機の数多くの設計においては、以下、本明細書において、“客先交換可能なユニット（customer-replaceable units）”またはＣＲＵと呼ぶもの、より一般的には、“カートリッジ”と呼ばれるものを用いる。通常、ＣＲＵは、感光体と、例えば、コロトロンまたは同等の帯電装置およびクリーニングステーションのような補助的なハードウェアを含むものである。ＣＲＵは、簡単に、より大型の機器から取り外され、実質的に新しいＣＲＵと交換されるように設計されている。使用されたＣＲＵを、様々なやり方で、再生（再製品化）することが可能であって、例えば、ＣＲＵをクリーニングして、例えば、感光体のような、使用済みの部品を交換して、ＣＲＵに新しいマーキング材料を補充することによって再生することが可能である。本開示は、ＣＲＵに内蔵するのに好適なキャリア粒子ピックオフ装置に関する。

特許文献１には、感光体ベルトの近傍に粒子受けが配設されており、キャリア粒子を引き寄せて取り除くための粒子ピックオフ装置が開示されている。その引き寄せられたキャリア粒子は、コンテナのなかに蓄積させられる。

特許文献２には、電子写真方式のプリンタにおいて、感光体から、キャリアではなく、１成分磁性トナーを除去するための装置が開示されている。

ゼロックス（Xerox）（登録商標）１０９０（登録商標）コピー機には、ピックオフ装置が搭載されている。

米国特許第４，８６８，６０７号明細書 米国特許第５，３１５，３５７号明細書

本発明は、電子写真方式の印刷装置の内部において動作するカートリッジを提供する。

本発明の１つの態様によれば、電子写真方式の印刷装置の内部において動作するカートリッジであって、回転可能な電荷受容体と係合するブレードと、ピックオフ部材であって、これに付随する磁気特性を有し、前記ブレードの近くに配設されたピックオフ部材と、を備えるカートリッジが提供される。前記ピックオフ部材は、その上に、キャリア粒子を、当該カートリッジの寿命の間にわたって磁気的に保持する。

本発明のもう１つの態様によれば、少なくとも１つの電子写真方式の印刷装置を動作させる方法が提供される。回転可能な電荷受容体と係合するブレードと、前記ブレードの近くに配設されたピックオフ部材であって、その上に、キャリア粒子を磁気的に保持するピックオフ部材と、を含むカートリッジが電子写真方式の印刷装置から取り外される。前記カートリッジの一部ではないワイパーを用いて、前記ピックオフ部材から、保持されているキャリア粒子が取り除かれる。

図１は、例えば、プリンタ、コピー機、または複合機のような、符号９９に概括的に図示された、静電写真方式または電子写真方式の印刷装置における各関連構成要素を示す簡略立面図である。この装置における特定の構成要素が、符号１００に概括的に図示されたＣＲＵつまりカートリッジの内部に配設される。以下に詳細に説明するように、マシン９９全体のうちの、交換または定期的な整備を必要とするそれらの各部品は、一般に、ＣＲＵ１００の内部に配置される一方で、より長期間使用できる部品は、そのマシンにおけるその他の位置に配置される。

よく知られているように、回転可能な電荷受容体（charge receptor）または感光体１０の表面上に、図示しない手段によって静電潜像が形成される。その潜像は、これに、トナー粒子を供給塗布することによって、例えば、現像ロール１２を用いて現像されるが、この現像ロール１２は、様々な設計のうちのいずれによるものであってもよく、当該技術分野においてよく知られているように、例えば、磁気ブラシロールまたはドナーロールを含むものであってもよい。トナー粒子は、その潜像の適切に帯電させられた領域に付着する。感光体１０の表面は、さらに、矢印で図示されたように、符号１４に概括的に図示された転写分離アセンブリによって形成された転写ゾーンに移動する。同時に、所望の画像が印刷されることになる印刷シートが、供給スタック１６から引き込まれ、同様に、転写ゾーン１４に搬送される。転写ゾーン１４において、印刷シートは、この点において表面上にトナー粒子を搬送している感光体１０の表面に、接触した状態または少なくとも近接した状態となる。転写ゾーン１４におけるコロトロンまたはその他の電荷源によって、感光体１０上のトナーが、印刷シートに電気的に転写される。印刷シートは、さらに、当該技術分野においてよく知られているように、例えば、定着器および仕上げ装置（図示せず）のような、以降の各ステーションに送られる。

転写ゾーンにおいて印刷シートにトナー粒子の大半が転写された後で、感光体１０の表面上に残っているあらゆる残留トナー粒子が、クリーニングステーションにおいて除去される。図２は、クリーニングステーションの細部を示す立面図であり、これは、本実施の形態において、ＣＲＵ１００の一部である。この図から明らかなように、感光体１０の表面に対して押圧されているクリーニングブレード２２によって、残留トナーが、その表面からこそぎ落とされる。こ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ー２４のなかに落下する。可撓性フラップ封止材２６が、感光体１０の全長に延在しており、これによって、行き先の定まらないトナー（loose toner）がホッパーから漏れ出ないようにする。オーガー２８を、ブリッジング防止装置３０とともに用いて、（キャリア粒子ではなく）廃トナーをホッパー２４から除去する。

さらに、図２に示すように、永久磁石４０およびピックオフブレード４２がクリーニングブレード２２に連結されている。磁石４０およびブレード４２は、実質的に、クリーニングブレード２２の全長に（図２の図面において、そのページのなかに入り込む方向に）延在する。ピックオフブレード４２の先端部は、感光体１０から０．５ｍｍ〜２．０ｍｍの間に配置される。ピックオフブレード４２は、磁束が事実上これを通過するように、ある程度の強磁性特性を示すものであるべきである。磁石４０とピックオフブレード４２との相互作用の結果として、かなりの磁束が、ピックオフブレード４２の先端部を通じて生じることになる。このピックオフブレード４２から出ている磁束によって、キャリア粒子が、感光体１０の移動表面上においてクリーニングブレード２２によって受け止められる前に、またはそのときに、引き寄せられる。クリーニングブレード領域において、感光体表面からキャリア粒子を除去することによって、ピックオフブレード４２は、浮遊キャリア粒子によって感光体１０の表面が傷つけられるのを防ぐ。また、当然のことながら、クリーニングブレード２２によって、感光体１０から残留トナー粒子が除去されるが、その動作は、キャリア粒子の挙動とはほとんど無関係である。

上述したように、マシン９９全体における特定のハードウェア構成要素を、ＣＲＵ（客先交換可能なユニット）またはより一般的には“カートリッジ”１００のなかに隔離することが可能であり、このＣＲＵまたはカートリッジ１００は、プリンタ全体に対して容易に、取り外し可能（従って、交換可能）である。通常、ＣＲＵ１００には、そのマシンを使用するにつれて、摩耗したり、汚れてきたり、あるいは使い果たされたりするプリンタハードウェアにおける各部品が含まれる。図示された実施の形態において、そのような部品としては、感光体１０に加えて、様々な封止材およびブッシング（図示せず）が含まれる。マシン全体の設計に応じて、ＣＲＵ１００は、図１に示すように、コンテナ５０のなかにマーキング材料供給部を含むことが可能であり、その他の設計においては、マーキング材料供給部が、感光体１０を保持しているＣＲＵとは異なる第２のＣＲＵのなかにある。いずれにしても、ＣＲＵの一般的な“寿命”は、マシン９９によって出力される印刷枚数が数万枚程度であり、本明細書において用いるように、ＣＲＵまたはカートリッジの寿命は、カートリッジが、新品あるいは再生または修繕されたカートリッジと交換されることが必要となるまでに、そのカートリッジを良好に用いることができる量（例えば、時間、印刷枚数、または消耗材料の使用量で表すことが可能な量）で定義される。カートリッジが再生または修繕された場合に、それは、実用上において、“新品”となり、新たな寿命を得る。カートリッジの寿命は、カートリッジの場合の多数倍となることになっているマシン９９全体の寿命とは対照的である。

図２に戻るが、キャリア粒子がピックオフブレード４２の方に引き寄せられると、そのキャリア粒子は、ＣＲＵ１００の残りの寿命にわたってピックオフブレード上にとどまる。実用上、それらの粒子は、ＣＲＵ１００全体がマシン９９から取り外される時に、ピックオフブレード４２上にとどまっている。ＣＲＵ１００がマシン９９から取り外され、従って、ＣＲＵ１００の特定の寿命を終えて、さらに、ＣＲＵ１００に対して修繕プロセスが行われた後で初めて、それらの粒子がピックオフブレード４２から除去される。当然のことながら、寿命の終了時において、ＣＲＵ１００全体をそのまま廃棄処分にし、そこからキャリア粒子を除去することを不要とすることもできる。

図３は、ＣＲＵ再生プロセスにおけるいくつかの工程を示す簡単なフローチャートである。ステップ３００において、ＣＲＵ１００は、例えば、時間、印刷枚数、故障の検出等のような様々な基準のうちの１つまたは複数によって、その寿命の終了時であると判断され、マシン９９から取り外される。取り外されたＣＲＵ１００は、ステップ３０２において、開けられて全体的にクリーニングされるが、このクリーニングには、ピックオフブレード４２に磁気的に付着しているキャリア粒子を除去することが含まれる。このピックオフブレード４２からキャリア粒子を除去することは、例えば、ブラシ、ブレード、および／または真空装置（一般に、“ワイパー”と呼ばれるもの）を用いるような、一般に知られている手段によって行うことが可能であり、ＣＲＵ１００の全体に対する全体的なクリーニング処理の一部であることが可能である。それらのキャリア粒子をピックオフブレード４２から除去するためのブラシ、ブレード、および／または真空装置は、本実施の形態において、ＣＲＵ１００それ自体の一部ではない。このカートリッジ再生処理において用いられるその他の一般的な各工程としては、感光体１０の交換（ステップ３０４）および現像剤供給部５０の補充（ステップ３０６）が含まれる。ＣＲＵ１００が再度組み立てられた上で、適正な動作のための検査が行われると、ＣＲＵ１００は、同一または別のマシン９９に再度取り付けるための準備が整った状態となり（ステップ３０８）、ＣＲＵの新たな寿命が開始すると考えられる。

図示された実施の形態では、キャリア粒子は、ピックオフブレード上に保たれており、これは、クリーニングブレードから、かつ感光体から、所定の距離をあけて配置されているが、その他の実施の形態において、ピックオフブレードまたはピックオフ部材を、例えば、直接、クリーニングブレードに接触した状態とすることも可能であろう。代替的に、ピックオフ部材は、ＣＲＵの内壁から取り付けることも可能であろう。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更することができる。

静電写真方式または電子写真方式の印刷装置における各構成要素を示す簡略立面図である。 ＣＲＵまたはカートリッジの一部であるクリーニングステーションを示す立面図である。 ＣＲＵ再生プロセスにおけるいくつかの工程を示す簡単なフローチャートである。

符号の説明

１０ 感光体、１２ 現像ロール、１４ 転写ゾーン、１６ 供給スタック、５０ コンテナ、９９ マシン（印刷装置）、１００ ＣＲＵ（カートリッジ）。

Claims (5)

1. 電子写真方式の印刷装置の内部において動作するカートリッジであって、
   回転可能な電荷受容体と係合するブレードと、
   ピックオフ部材であって、これに付随する磁気特性を有し、前記電荷受容体の近くに配設されたピックオフ部材と、
   を備え、
   前記ピックオフ部材が、その上に、キャリア粒子を、当該カートリッジの寿命の間にわたって磁気的に保持するカートリッジ。
2. 請求項１に記載のカートリッジであって、回転可能な電荷受容体をさらに備えるカートリッジ。
3. 請求項１に記載のカートリッジであって、キャリア粒子を含むマーキング材料供給部をさらに備えるカートリッジ。
4. 請求項１に記載のカートリッジであって、キャリア粒子を前記ピックオフ部材から取り除く部材を含まないカートリッジ。
5. 少なくとも１つの電子写真方式の印刷装置を動作させる方法であって、
   回転可能な電荷受容体と係合するブレードと、前記ブレードおよび電荷受容体の近くに配設されたピックオフ部材であって、その上に、キャリア粒子を磁気的に保持するピックオフ部材と、を含むカートリッジを、電子写真方式の印刷装置から取り外すこと、および、
   前記カートリッジの一部ではないワイパーを用いて、前記ピックオフ部材から、保持されているキャリア粒子を取り除くことを含む方法。
   
   

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