JP2006146216A - キャリアビードの除去装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】コンパクトであり、コストも低くできる、画像支持面のキャリアビードを除去するキャリアビード・ピックオフ装置を提供する。
【解決手段】キャリアビード・ピックオフ装置150は、第1細長セグメント164と主要磁気部材180で成る第2細長セグメント166を有し、ピックオフ領域Rp内に磁界を発生させる細長い固定コア162と、固定コア162上に同軸に取り付けられた回転可能な非強磁性円筒形シェル160と、シェルの外面の一部の上に形成された細長強磁性ストリップ152とを備え、強磁性ストリップは、ピックオフ領域内の磁界を通って回転するときに一時的に磁化して強磁性キャリアビードに接触して保持する。
【選択図】図2

Description

本開示は、静電写真式印刷機等の画像複製機、特に、こうした複製機の静電潜像現像装置を出た後に感光体の表面に残ることがある、二成分現像剤のキャリアビードをピックオフ(すなわちキャリアビードを感光体表面からつまみだすように除去)するための、ピックオフ装置すなわち除去装置に関する。
静電写真式画像複製機においては、移動する感光体の表面が、帯電ステーションを通過する間に実質的に一様な電位に帯電され、次いで、像形成ステーションを通過するとき、帯電された画像支持面が、コピーされるべき原稿書類の光像に露光される。光像は、帯電した感光体の表面の一部に選択的に放電して、原稿書類を複製する静電潜像を形成する。この潜像は、次いで、現像ステーションを通るように移動し、そこで現像された画像支持面と現像剤パウダーすなわちトナーと接触することによって現像され、静電潜像と一致するパウダー像を形成する。パウダー像が、感光体と共に転写ステーションに移動し、そこでコピーシート上に転写され又はオフセット印刷される。転写されたパウダー像は、コピーシート表面に融着され、それにより原稿書類の恒久的なコピーが作成される。次いで、感光体が、現像された画像支持面から残留トナーが除去されるクリーニング・ステーションを通って帯電ステーションに戻る。
米国特許第5081503号明細書 米国特許第5391455号明細書 米国特許第5404215号明細書
現像ステーション装置が二成分現像剤材料を用いて静電潜像をパウダー像に現像する場合には、微細なトナー粒子すなわちパウダーが、摩擦電気引力によって粗い強磁性キャリアビードの表面に付着されることになる。この二成分現像剤は、磁気ブラシ形成ローラのような適切な手段によって現像された画像支持面に接触して、トナーをキャリアビードから静電潜像に転写し、それにより一致するパウダー像を形成することになる。残念なことに、キャリアビードの幾つかはまた、現像ステーションを出たときに、現像された画像支持面に引き寄せられ、パウダー像と共にそこに保持される。「ビードキャリーアウト」として知られるこの現象は、静電写真式画像複製機における現在も続く長期の問題である。転写ステーションにおいて、これらの不所望に付着するキャリアビードが、コピーシート表面とパウダー像のトナー粒子との間の局部的な緊密な接触を妨げ、それにより部分コピー消失をもたらし、コピー品質を低下させる。さらに、これらの偽のキャリアビードが、クリーニング・ステーションを通過する際に、依然として現像された画像支持面に引き寄せられたままである場合には、それらは、回転クリーニング・ブラシによって機械的に除去される際に、現像された画像支持面を磨耗させることがある。したがって、現像ステーションにおいて現像された画像支持面上に残る全てのこうした偽のキャリアビードは、転写ステーションに到着する前に除去されることが非常に望ましい。また、現像された画像支持面からのこれらのキャリアビードの除去は、パウダー像を乱すことなく達成されることが望ましい。
別の重要な考慮事項として、上記の所望の目的を達するキャリアビード・ピックオフ装置はコンパクトであること及びコストもできるだけ少ないということがある。これは、静電写真式画像複製機において利用可能なスペースが限られていることが懸念されるからである。
従来の試みの例は、磁石組立体、及び、キャリアビードが感光体をピックオフする第1位置とキャリアビードが現像剤ハウジング構造に戻される第2位置との間で磁石組立体が往復移動する筐体を含む、米国特許第5,081,503号(特許文献1)において見出すことができる。その発明の一実施形態における筐体は、現像剤ハウジング構造の一部を形成する。磁石が、筐体の輪郭をなぞるようにして引っ込められ、それによりキャリアビードが現像剤ハウジング構造の中に掃き入れられる。
米国特許第5,391,455号(特許文献2)は、電荷保持面上に静電潜像を現像するのに用いられる現像剤材料に含まれた添加剤が、現像剤材料を含んでいる現像剤ハウジングと像形成面との中間の現像区域に現像剤材料が移動する前にその移動が阻止される方法を開示している。除去された添加剤は、現像剤材料に戻されて一緒に混合される。
米国特許第5,404,215号(特許文献3)は、静電写真式複製機の現像ステーションを出ていく感光体の表面から強磁性キャリアビードを除去するための方法を開示しており、キャリアビードは、細長い回転シリンダの表面に磁気的に引き寄せられる。シリンダ表面には、材料移送オーガーを形成する隆起した螺旋ねじ溝が設けられ、引き寄せられたビードを、感光体の側縁を越えてシリンダ端部に軸方向に運び、そこでキャリアビードがサンプの中に落ちるように作動する。
本発明によれば、静電写真式画像複製機の移動する感光体の現像された画像支持面から強磁性キャリアビードを除去するためのキャリアビード・ピックオフ装置が提供される。キャリアビード・ピックオフ装置は、(a)第1の細長いセグメントと第2の細長いセグメントとを有する細長い固定コアを備え、第2の細長いセグメントは、現像された画像支持面の近くに配置することができるピックオフ領域内に集中した磁界を発生させるための主要磁気部材を含んでおり、更に、(b)細長い固定コアにわたって同軸に取り付けられ、第1端と第2端と滑らかな外面を有するシェル壁とを有する回転可能な非強磁性円筒形シェルと、(c)滑らかな外面の一部の上に形成された、少なくとも1つの細長い強磁性ストリップとを備え、この少なくとも1つの細長い強磁性ストリップは、(i)滑らかな外面の一部と共に回転し、(ii)ピックオフ領域内の集中された磁界を通して回転するときに一時的に磁化し、(iii)滑らかな外面の一部がピックオフ領域を通して回転するとき、主要磁気部材によって滑らかな外面に向けて引き寄せられる強磁性キャリアビードに接触して保持する。
図1は、ベルト支持モジュール上に取り付けられた光導電ベルト10を全体に用いる静電写真式複製機8を概略的に示す。光導電ベルト10は、光導電体材料が基層上に被覆され、その基層はカーリング防止用バッキング層上に被覆されたもので形成されることが好ましい。ベルト10は、矢印13の方向に移動して、その移動経路の付近に配置された種々の処理ステーションを通って連続する部分を順次に前進させる。光導電ベルト10は、剥離ロール14、駆動ロール16及びアイドラロール21の回りの閉ループとして掛け渡される。
最初に、光導電ベルトの表面の一部が、帯電ステーションAAを通過する。帯電ステーションAAにおいて、コロナ発生装置22が、光導電ベルト10を相当高いほぼ一様な電位に帯電する。
同じく図1に示されるように、複製機8は、コントローラすなわち電子制御サブシステム(ESS)29を含んでおり、電子制御サブシステム(ESS)29は、中央演算処理ユニット(CPU)と、電子記憶装置と、ディスプレイすなわちユーザインターフェース(UI)とを有する、独立型の専用ミニコンピュータであることが好ましい。ESS29は、センサ及びその接続により、画像データ及びマシンステータス情報を読み取り、取り込み、準備し、処理することができる。したがって、ESS29が、閉ループベルト張力調整機構200を含む、複製機8の各構成部材及びその他のサブシステムのメイン制御システムとなる。
再び図1を参照すると、露光ステーションBBにおいて、コントローラすなわち電子サブシステム(ESS)29は、所望の出力イメージを表すRIS28から画像信号を受信し、これらの信号を処理して、それらを画像の連続トーン又はグレースケールの可視化に変換し、例えば、ラスタ出力スキャナ(ROS)30といった変調出力生成器に伝送される。ESS29に伝送される画像信号は、前述のようにRIS28から、又はコンピュータから発生することができ、それにより、静電写真式複製機8が、1つ又はそれ以上のコンピュータのための遠隔的に配置されたプリンタとして働くことを可能にする。或いは、プリンタは、高速コンピュータのための専用のプリンタとして働くことができる。複製機によって複製されることが望ましい連続トーン像に対応するESS29からの信号が、ROS30に伝送される。
ROS30は、回転ポリゴンミラーブロックを有するレーザを含む。9面ポリゴンが用いられることが好ましい。ROS30は、1インチ当たり約300ピクセル又はそれ以上の解像度で光導電ベルト10の表面上の帯電部分に照射する。ROSは、光導電ベルト10を露光して、光導電ベルトの上に、ESS29から受け取った連続トーン像に対応する静電潜像を記録する。別の方法として、ROS30は、ラスタ毎に光導電ベルト10の帯電部分に照射するように配置された発光ダイオード(LED)の直線アレイを用いることができる。
静電潜像が光導電面12上に記録された後に、ベルト10が、液体又は乾燥粒子の形態のC(シアン)M(マゼンタ)Y(イエロー)K(ブラック)カラートナーを含む4つの現像ユニットを含む現像ステーションCCに潜像を前進させ、公知の技術を用いて潜像にCMYKカラートナーが静電的に引き寄せられる。潜像は、キャリア粒子からトナー粒子を引き寄せて、その潜像上にトナーパウダー像を形成する。連続的な静電潜像が現像されるのに伴って、現像剤材料からトナー粒子が使い尽くされる。トナー粒子ディスペンサ44は、トナー粒子を現像ユニット38の現像ハウジング46に供給する。
図1を引き続き参照すると、静電潜像が現像された後に、ベルト10上に存在するトナーパウダー像が転写ステーションDDに前進する。シート給送装置50によって印刷シート48が転写ステーションDDに前進される。シート給送装置50は、スタック54の最上部のシートと接触する給送ロール52を含むことが好ましい。給送ロール52は、スタック54から垂直搬送部56に最上部のシートを移動させるように回転する。垂直搬送部56は、前進する支持材料のシート48を、時間順に感光体ベルト10から像を受け取るために像転写ステーションDDを越えてレジストレーション搬送部57に導き、それにより、形成されたトナーパウダー像が転写ステーションDDにおいて前進するシート48に接触するようにする。転写ステーションDDは、イオンをシートの裏側48にスプレーするコロナ発生装置58を含む。これは、光導電面12からシート48にトナーパウダー像を引き寄せる。転写後に、シート48は、シート48を加熱定着ステーションFFに前進させるベルト搬送部62により矢印60の方向に動き続ける。
加熱定着ステーションFFは、転写されたトナーパウダー像をコピーシートに恒久的に付着させる定着器組立体70を含む。定着器組立体70は、加熱された定着器ローラ72と圧力ローラ74を含むことが好ましく、コピーシート上のパウダー像が定着器ローラ72に接触する。圧力ローラは、定着器ローラに接触して押し付けられ、トナーパウダー像をコピーシートに定着させるのに必要な圧力を与える。定着器ロールは、石英ランプ(図示せず)によって内部的に加熱される。リザーバ(図示せず)に貯蔵された剥離剤が、計量ロール(図示せず)にポンプで送られる。トリムブレード(図示せず)は、余剰の剥離剤をトリミングする。
次いで、シートが定着器70を通過し、そこで像がシートに恒久的に定着され又は融着される。定着器70を通過した後に、ゲートが、シートを、出力17を経由して仕上げ装置又はスタッカに直接移動できるようにするか、又はシートを両面印刷パス100の場合には、特にここでは最初に単一シート反転器82にそらせることができるようにする。すなわち、第2シートが、片面シートであるか、又は第1面と第2面との両方に像が形成された全くの両面シートである場合には、シートは、ゲート88を経由して出力17に直接運ばれることになる。しかしながら、シートが両面印刷されて、次いで、片面にのみ像が印刷される場合には、ゲート88が、シートを反転器82に及び両面ループパス100にそらすように配置され、そこでシートが反転され、次いで加速ニップ102及びベルト搬送部110に送られて、転写ステーションDDを通って再循環して戻され、そして、出口パス17を経由して出る前に定着器70に送られて、第2面の像が両面シートの裏側に受け取られ、恒久的に定着される。
印刷シートがベルト10の光導電面12から分離された後に、クリーニング・ステーションEEにおいて光導電面12に付着した残留トナー/現像剤及び紙繊維粒子が、そこから除去される。クリーニング・ステーションEEは、紙繊維を阻止して除去するように光導電面12に接触する、回転可能に取り付けられた繊維ブラシと、転写されなかったトナー粒子を除去するクリーニング・ブレードとを含む。ブレードは、用途に応じて、ワイパー(拭き取り)又はドクター(掻き取り)のいずれかの位置に構成することができる。クリーニングに続いて、放電ランプ(図示せず)が光導電面12に光を浴びせて、次に続く像形成サイクルのために帯電されるのに先立って、光導電面上に残っているあらゆる残留静電荷を消散させる。
ここで図1〜図3を参照すると、現像ステーションCCにおける像現像の後に、光導電層12の画像支持面S1に引き寄せられ保持されることになる、あらゆる強磁性キャリアビードを除去するために、本発明に従って構成された、キャリアビード・ピックオフ装置150が設けられる。図示のように、キャリアビード・ピックオフ装置150は、現像ステーションCCと転写ステーションDDとの間の位置において、感光体10の表面S1の移動経路に対して密接した間隔をもって配置される。
図2及び図3により十分に示されるように、本発明のキャリアビード・ピックオフ装置74は、静電写真式画像複製機8の移動する感光体10の現像された画像支持面S1から強磁性キャリアビードを除去するのに適している。図示のように、キャリアビード・ピックオフ装置150は、(a)第1の細長いセグメント164と第2の細長いセグメント166とを有する細長い固定コア162と、(b)回転可能な非強磁性シェル160とを有する。第2の細長いセグメント166は、シェル160と現像された画像支持面S1の近くとの間に配置されるピックオフ領域Rp内に集中した磁界を発生させるために、主要磁気部材180を含む。回転可能な非強磁性円筒形シェル160は、細長い固定コア162の上に全体にわたって同軸に取り付けられ、第1端E1と第2端E2と滑らかな外面S2を有するシェル壁W1とを有する。キャリアビード・ピックオフ装置150は、更に少なくとも1つの細長い強磁性ストリップ152を含む。細長い強磁性ストリップ152は、シェル160の滑らかな外面S2の一部の上に形成され、(i)その外面部分と共に回転し、(ii)ピックオフ領域内の集中された磁界を通って回転するときに一時的に磁化し、(iii)滑らかな外面S2の一部がピックオフ領域Rpを通って回転するとき、主要磁気部材180によって滑らかな外面S2に向けて引き寄せられる強磁性キャリアビードCpに接触してそれを保持する。
キャリアビード・ピックオフ装置150は、また、固定コア162の第1のセグメント164内に取り付けられた磁石分路(シャント)部材190を含み、磁石分路部材190は、図示のように、滑らかな外面S2の外側の領域であってその磁石分路部材190付近の領域にある、主要磁気部材180の磁界の強度を最小にする。主要磁気部材180は永久磁石部材を含む。キャリアビード・ピックオフ装置150は、さらに、回転可能な非強磁性円筒形シェル160と協働するキャリアビードサンプ200を含み、キャリアビードサンプ200は、ピックオフ領域Rpから離れた位置であって滑らかな外面S2上の少なくとも1つの細長い強磁性ストリップ152の回転経路の近くに配置されて、強磁性ストリップ152から剥離されたキャリアビードCpを受け取る。
一実施形態においては、キャリアビード・ピックオフ装置150は、図示のように、複数の細長い強磁性ストリップ152を含む。少なくとも1つの(あるいは複数の、あるいは全部の)細長い強磁性ストリップ152は、回転可能な非強磁性円筒形シェル160の第1端E1と第2端E2とに取り付けられた直線の強磁性ワイヤで成る。
細長い強磁性ストリップ152は、滑らかな外面S1に塗布されて、回転可能な非強磁性円筒形シェル160の第1端E1から第2端E2まで延びる直線の強磁性パウダーストリップ152であってもよい。かかる細長い強磁性ストリップ152は、固定コア162の第2セグメント166の周りを移動するときに一時的に磁化され、固定コア162の第1セグメント164の周りを移動するときに消磁される。
換言すれば、キャリアビード・ピックオフ装置150は、(a)感光体の現像された画像支持面S1の近くに隣接して、現像された画像支持面の移動方向13を横切る方向に配置された、滑らかな外面S2を有する、回転可能な細長い円筒形シェル160と、(b)円筒形シェル160内に軸方向に延びて配置されており、現像された画像支持面S1の近くにおいて軸方向に延びるピックオフ領域Rp内に集中された磁界を発生させる、細長い固定主要磁気手段となる主要磁気部材180と、(c)円筒形シェル160の滑らかな外面S2の一部の上に固定して形成された、強磁性材料の少なくとも1つの直線ストリップ152とを含み、直線ストリップ152は、(i)外面S2の部分と共に回転し、(ii)ピックオフ領域内の集中された磁界を通るとき一時的に磁化し、(iii)外面S2の一部がピックオフ領域Rpを通るとき、主要磁気手段又は部材180によって円筒形シェルの外面S2に向けて引き寄せられる強磁性キャリアビードCpに接触して保持する。主要磁気手段又は部材180は、互いに30度から60度の範囲の相対的な角度方向に配置された反対極性の一対の磁極182、184を含む。
既述のように、(a)第1の細長いセグメントと第2の細長いセグメントとを有し、第2の細長いセグメントが、現像された画像支持面の近くに配置することができる、ピックオフ領域内に集中した磁界を発生させるための主要磁気部材を含む、細長い固定コアと、(b)細長い固定コアの上に同軸に取り付けられ、第1端と第2端と滑らかな外面を有するシェル壁とを有する回転可能な非強磁性円筒形シェルと、(c)滑らかな外面の一部の上に形成され、少なくとも1つの細長い強磁性ストリップとを含み、このストリップが、(i)外面部分と共に回転し、(ii)ピックオフ領域内の集中された磁界を通って回転するときに一時的に磁化し、(iii)外面部分がピックオフ領域を通って回転するとき、主要磁気部材によって滑らかな外面に向けて引き寄せられる強磁性キャリアビードに接触して保持する構成である、キャリアビード・ピックオフ装置が提供される。
最初に提示され、修正された特許請求の範囲の請求項は、ここで開示された実施形態及び教示の変化、代案、変更、改善、均等物、及び実質的な均等物を包含し、例えば、出願人/特許権所有者その他から生じる、現在のところ予期されていない又は認められていないものを含む。
本開示に係るキャリアビード・ピックオフ装置を組み入れた静電写真式画像複製機の概略的な立面図である。 本開示に係るキャリアビード・ピックオフ装置の断面図である。 本開示に係るキャリアビード・ピックオフ装置の斜視図である。
符号の説明
10:光導電ベルト
150:キャリアビード・ピックオフ装置
152:細長い強磁性ストリップ
160:非強磁性円筒形シェル
162:固定コア
180:主要磁気部材
182、184:磁極
190:磁石分路部材
200:キャリアビードサンプ

Claims (3)

  1. 静電写真式画像複製機の移動する感光体の現像された画像支持面から強磁性キャリアビードを除去するためのキャリアビード・ピックオフ装置であって、
    (a)第1の細長いセグメントと第2の細長いセグメントとを有する細長い固定コアであって、前記第2の細長いセグメントが主要磁気部材を含み、該主要磁気部材は、現像された画像支持面の近くに配置することができるピックオフ領域内に集中した磁界を発生させる、前記細長い固定コアと、
    (b)前記細長い固定コア上にわたって同軸に取り付けられ、第1端と第2端と滑らかな外面のシェル壁とを有する、回転可能な非強磁性円筒形シェルと、
    (c)前記滑らかな外面の一部の上に形成された少なくとも1つの細長い強磁性ストリップとを備え、
    該強磁性ストリップは、(i)前記滑らかな外面の一部と共に回転し、(ii)前記ピックオフ領域内の前記集中された磁界を通って回転するときに一時的に磁化し、(iii)前記滑らかな外面の一部が前記ピックオフ領域を通って回転するとき、前記主要磁気部材によって前記滑らかな外面に向けて引き寄せられた強磁性キャリアビードに接触して保持する構成である、
    ことを特徴とするキャリアビード・ピックオフ装置。
  2. 現像された画像支持面が静電写真式画像複製機の現像ステーションと画像転写ステーションの間を移動するとき、前記移動感光体の現像された画像支持面から不所望の強磁性キャリアビードを除去するためのキャリアビード・ピックオフ装置であって、
    (a)感光体の現像された画像支持面の近くに隣接して現像された画像支持面の移動方向を横切るように配向され、縦軸と滑らかな外面とを有する、回転可能な細長い円筒形シェルと、
    (b)現像された画像支持面の近くに配置することができる軸方向に延びるピックオフ領域内に集中された磁界を発生させるための、前記円筒形シェル内に配置され、軸方向に延びる、細長い固定主要磁気手段と、
    (c)前記円筒形シェルの前記滑らかな外面の一部の上に固定して形成された、少なくとも1つの強磁性材料の直線ストリップとを備え、
    該直線ストリップは、(i)前記滑らかな外面の一部と共に回転し、(ii)前記ピックオフ領域内の前記集中された磁界を通して一時的に磁化し、(iii)前記外面の一部が前記ピックオフ領域を通って回転するとき、前記主要磁気手段によって前記円筒形シェルの前記外面に向けて引き寄せられる強磁性キャリアビードに接触して保持する構成である、
    ことを特徴とするキャリアビード・ピックオフ装置。
  3. 静電写真式複製機であって、
    (a)像形成面を有する移動可能な像形成部材と、
    (b)前記移動可能な像形成部材の前記像形成面上に静電トナー潜像を形成するための潜像形成手段と、
    (c)前記移動可能な像形成部材の移動経路に隣接して取り付けられ、前記像形成面上の静電潜像をトナー像に現像するために、強磁性キャリアビードとトナーを含む二成分現像剤を含有する現像装置と、
    (d)前記像形成面から画像支持基体上に前記トナー像を転写するための転写ステーションと、
    (e)前記像形成面上の前記トナー像から不所望の強磁性キャリアビードを除去するために、前記移動可能な像形成部材の前記移動経路に隣接して、前記移動可能な像形成部材の移動に対して前記現像装置の下流に取り付けられたキャリアビード・ピックオフ装置とを含み、
    前記キャリアビード・ピックオフ装置が、
    (i)第1セグメントと第2セグメントを有する固定コアであって、前記第2セグメントが、前記主要磁気部材と像形成面との間に集中した磁界を発生させるための主要磁気部材を有する、固定コアと、
    (ii)前記固定コアにわたって同軸に取り付けられ、第1端と第2端と滑らかな外面を有するシェル壁とを有する、回転可能な非強磁性円筒形シェルと、
    (iii)前記回転可能な非強磁性円筒形シェルの前記第1端と前記第2端の間の前記滑らかな外面の一部の上に形成された、少なくとも1つの強磁性材料の直線ストリップとを備え、該直線ストリップは、(イ)前記滑らかな外面の一部と共に回転し、(ロ)前記ピックオフ領域内の前記集中された磁界を通して一時的に磁化し、(ハ)前記外面の一部が前記ピックオフ領域を通って回転するとき、前記主要磁気手段によって前記円筒形シェルの前記外面に向けて引き寄せられる強磁性キャリアビードに接触して保持する構成である、
    ことを特徴とする静電写真式複製機。
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