JPH05505256A - 交換可能なカートリッジ及び転写部材クリーニング装置を有する像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 交換可能なカートリッジ及び転写部材クリーニング装置を有する像形ｌｉｔ装置 発明の分野 本発明は、例えば光導電性のドラムを収容するカートリッジ等の交換可能なカー トリッジを備えるタイプの像形成装置に関する。本発明はまた、例えば転写ドラ ム等の清掃ずなわちクリーニングしなければならない無端状の転写部材を備える 像形成装置にも関する。

背景技術 １９７４年１１月１２日に発行されたホフマン外（Ｈｏｆｆｉ＊ａｎ　ｅｔ　ａ ｌ）の米国特許第３．８４７．１１９号明細書は、トナー像を光導電性の像部材 から受入れシートへ転写する助けをするための転写ドラムあるいはローラを示す 非常に多くの参考例の中の代表的なものである。転写シートの反対側の汚れを防 止するために、転写ローラはファーブラシ（毛皮状のブラシ）によって連続的に 清掃され、そのように７Ｆ＃掃されたトナー粒子は真空源によって除去される。

また、転写ローラ用のブレードクリーナを示すＬ９７７年５月３１日発行のタカ ノ１シ（Ｔａｋａｈａｓｈｉ）の米国特許第４．０２６．６４８号明細書も参照 されたい。

１９８４年６月１２日に発行されたスズキ（Ｓｕｚｕｋｉ）の米国特許第４．　 ４５３゜８２０号明細書は、オリジナルの像部材からトナー像が転写され次に該 トナー像が受入れシートへ直接転写される中間の転写部材を示す非常に多くの参 考例の中の代表的なものである。受入れシートへの転写か１００％の効率で行わ れない限り、上述の転写部材に新しいトナー像が転写される前に、該転写部材の 表面を清掃しなければならない。また、１９８７年１２月１５日に発行されたボ スナー（Ｂｏｔｈｎｅｒ）の米国特許明細書も参照されたい。

１９８９年１０月２４日に発行されたオグラ外（Ｏｇｕｒａ　ｅｔ　ａｌ）の米 国特許第４．８７６．５７７号明細書は、カートリッツか装填される像形成ユニ ブトを示す多数の参考例の中の代表的なものである。上記カートリッジは、光導 電性のドラムと、該ドラム用のブレード型のクリーニング装置と、チャージャと 、像の調色（トーニング　ｔｏｎｉｎｇ）及び転写の両方を行うためのドラムへ のアクセスとを備えている。カートリッジの一部としての光導電性材料のための クリーニング装置を設けることにより、光導電性のドラムからクリーニングによ り除去された残留トナーをオペレータが廃棄する必要かなくなる。カートリッジ に残った残留トナーは、光導電性のドラムをリサイクルするために該カートリッ ジが工場へ戻された時に廃棄されるかあるいはリサイクルされる。

１９８９年８月２９日にクー（にＵ）に与えられた米国特許第’４．　８６２． 　２２４号明細書は、転写ドラム用のローラ型のクリーニング装置を示している 。このクリーニングローラは、トナーを引き付けることのできる材料から形成さ れており、トナーをクリーニングローラへ引き付ける電界を生ずるように転写ド ラムに対して相対的にバイアスされている。上記ローラは転写ドラムに接触した り該転写ドラムから離れるように関節運動可能になされ、これにより、該装置は 、複数の単色像を転写ドラムにより支持された受入れシート上で重ね合わせて多 色像を形成することかできる。ブレードはクリーニングローラに向けてバネ偏積 されており、ローラからトナーを除去して該ローラに関連して設けられる容器に 入れる。

該容器は、その中身を捨てられるかあるいは定期的に交換される。

発明の開示 本発明の目的は、転写部材から除去された残留トナーを廃棄する不便さを軽減す ることである。

上記及び他の目的は、転写部材を備えるタイプの像形成装置を提供することによ って達成される。例えば像部材を収容する如き交換可能なカートリッジが上記装 置に与えられる。転写部材から除去されたトナーを廃棄する不便さを排除するた めに、上記交換可能なカートリッジはまたそのようなトナーを収容するためのサ ンプを備える。

好ましい実施例によれば、転写ドラムは、像形成装置に恒久的に設けられる関節 運動型のクリーニング機構により清掃され、上記カートリッジは、上記クリーニ ング機構によって除去されたトナーを収容するための室を備え、この室は、上記 クリーニング機構の直ぐ下方に位置する開口を有している。

他の好ましい実施例によれば、上記カートリッジは像部材を備えるのみならず、 転写部材を清掃するための手段と、転写部材から除去された残留トナーを収容し かつこれを保有するための手段とを備える。

従って、本発明の他の目的は、転写部材から除去された残留トナーを収容する機 能をも果たす無端状の像部材用のカートリッジを提供することである。

本発明によれば、転写部材から除去された残留トナーを像形成装置の使用中に別 個に廃棄する必要がない。従来技術のカートリッジの光導電性の部材から除去さ れたトナーと同様に、転写部材から除去されたトナーは工場へ戻され、像部材を リサイクル際に廃棄されるかあるいは再使用される。

図面の簡単な説明 以下に述べる本発明の好ましい実施例の詳細な説明においては添付の図面を参照 しており、これら図面において、 図１は、本発明に従って構成された像形成装置の概略的な正面図であり、図２及 び図３は、本発明の他の実施例を示す図１と同様な概略的な正面図であ　−る。

好ましい実施例の開示 図１を参照すると、例えば静電写真型のプリンタ１等の像形成装置は、カートリ ッジ３を収容するための手段５０を備えている。カートリッジ３は像部材を備え 、例えばこの像部材は、その外側面が一連の静電写真ステーションを通過するよ うに回転可能に軸支された光導電性のドラム２である。

光導電性のドラム２は最初に帯電ステーション４において均一に帯電され、露光 ステーションにおいて、カートリッジ３の開口を通る例えばレーザ５によってイ メージ的に露光される。レーザ５は、所望の多色プリントの色分解あるいはハイ ライト色成分に対応する一連の静電的な像をドラム２の表面に形成するように制 御される。

上記一連の静電的な像は、現像ステーション６によって別個の色のトナーで調色 される。現像ステーション６は複数の現像ユニットを備えており、これら現像ユ ニットは、ドラム２の周部と現像する関係で順に設けられ、上記一連の静電的な 像の各々の像に別個の色のトナーを付与する。カートリッジ３の開ロアは、調色 ステーション６のドラム２に対する接近口すなわちアクセスを提供する。

別個の色のトナー像は、転写ドラム１０の円筒形の外側面へ整合した関係で転写 される。カートリッジ９の開口９は転写ドラム１０のドラム２への接近口すなわ ちアクセスを提供する。転写ドラム１０及び先導電性のドラム２は図示しない適 宜な駆動手段によって駆動することができ、そのような駆動手段は当業界におい て周知であり本発明の一部を構成するものではない。

転写ドラム１０か回転する毎に、別個の単色トナー像が前のトナー像と整合した 関係で転写され、転写ドラムの周囲に多色像を形成する。多色像は、通常のコロ ナ転写ステーション（あるいはその代わりにローラ転写ステーション）において 、受入れシート供給源２０から供給される受入れシートへ転写される。受入れシ ートは、シートピックオフ（シート抜き取り装置）２２によって転写ドラム１０ の表面から離されるが、このシートピックオフはまた、シートを７ユーザ（融解 装置）２３へ従って図示しない排出トレイへ案内し案内する。

光導電性のドラム２はクリーニング・ブレード１２により連続的に清掃され、ト ナーはカートリッジ３の残留トナー室１１の中に溜まる。

転写ステーション２１における受入れシートへのトナーの転写が１００％完全で ない限り、転写ドラム１０も清掃する必要がある。従って、転写ドラム１０の表 面に隣接してクリーニング・ローラ３０か設けられている。転写ドラム１０は多 色像を形成するために数回回転することを必要とするために、クリーニング・ロ ーラ３０は、像を転写する間にはソレノイド３１によって転写ドラム１０から離 れるように関節運動することができ、また転写ステーション２１において多色像 が転写されてしまった後にはバネの偏積力によって復帰され、転写ドラム１０を 清掃するように該転写ドラムに接触する。転写ドラム１０と接触している間に、 トナーはドラム１０から除去されるが、この除去は、クリーニング・ローラ３０ の選定される材料と、クリーニング・ローラ３０とドラム１０の間に付与されト ナーをクリーニング・ローラ３０へ押しやる電界との組み合わせによって行われ る。トナーは、クリーニング・ブレード３２によってクリーニング・ローラ３０ から除去される。転写ドラム用の同様のクリーニング・ローラの詳細については 、１９８９年８月２９日に発行されたクー（Ｎｕ）の米国特許第４．８６２．２ ２４号明細書を参照されたい。

クーのクリーニング機構においては、クリーニング・ローラ３０から除去された トナーは、該クリーニング・ローラのノ・ウシングを形成するサンプの中に堆積 される。このサンプは、定期的にその中身を空にするかあるいは交換しなければ ならず、これは追加の作業を必要とする。グーのクリーニング機構は、その周囲 に転写シートを保持する転写ローラを清掃するように設計されていることに留意 されたい。従って、このクリーニング機構は、図１のクリーニング・ローラ３０ で清掃する場合に比較して、転写ドラムの表面からｆ４掃されるトナーの量がか なり少ない。

図１によれば、追加の作業を少なくするために、カートリッジ３は、その頂部に 開口３６を有するサンプ３５を備えており、該開口は、クリーニング・ローラ３ ０から除去されたトナーを受け入れるような位置に設けられている。この目的の ために、開口３６は、ローラ３０がブレード３２に係合する位置の下方に設けら れている。従って、光導電性のドラム２をリサイクルするためにカートリッジ３ が戻された時に、両方の室１１および３５はトナーを保有しており、このトナー はリサイクルするかあるいは廃棄することができる。従って、プリンタ１は、既 に必要とされているカートリッジ３の交換の外に、除去された残留トナーを捨て たり、フィルタを清掃する必要はない。

開口３６には、図示しないカバーを設けることができ、このカバーは、カートリ ッジ３を挿入する前に、あるいはカートリッジ３をプリンタ１へ挿入する作業の 一部として開放することができる。該カバーを閉止位置に向けてバネ偏倚するこ とができ、カバーは、カー１−ＩＪッジを取り除くに連れて上記閉止位置へ移動 する。そうではなく、カートリッジを取り出す時にオペレータが使用するテープ を準備することができ、このテープはオペレータによって開口３６に被せられる 。

図２及び図３は、転写ローラ１０の清掃すなわちクリーニングを行うための代替 的な方法を示すものであり、この方法においても、転写ドラム１０から除去され たトナーを収容するための室３５が設けられている。図２及び図３の各々の実施 例において、クリーニング装置はカートリ７ン３の中に設けられている。関節運 動機構はプリンタ１に常設される。

図２を参照すると、カートリッジ３は、細長い軸６３に取り付けられたクリーニ ング・ローラ６０を備えており、上記細長い軸は、カートリッジ３を越えて伸長 する軸受の中で軸支されている。軸６３は、転写ドラム１０に係合するようにバ ネで押圧されている。クリーニング・ローラ６０は、一対のソレノイド６１の作 動により関節運動されて上記接触から離れ、上記ソレノイドは軸６３の軸受に係 合しかつこれを通常のバネ偏倚に抗して転写ドラム１０から離れる方向に動かす 。

図１及び図２のいずれの装置においても、クリーニング・ローラ３０および６０ は、転写ドラム１０と接触することにより回転され、別個に駆動する必要はない 。しかしながら、最良のクリーニング結果を得るためには、転写ドラム１０より もトナーをより引き付けるようにローラ３０．６０にバイアスをかけるべきであ る。通常転写ドラム１０は、トナーに対してより吸引力を有しトナー像を転写ド ラム１０へ転写させるように、光導電性のドラム２とは相対的にバイアスされて いる。クリーニングを行う際には、クリーニング・ローラ３０又は６０により高 いバイアスを与えることができる。そうではなく、クリーニングの間に転写ドラ ム１０を接地させ、ローラ３０．６０に与えられる低いバイアスでクリーニング を行うことができるようにする。転写ドラムのクリーニング・ローラのこれ以上 の詳細については、上述のグーの米国特許第４．８６２，２２４号明細書を参照 されたい。

図３は、クリーニングのためにバイアスを必要としない代替的な実施例を示して いる。図３によれば、カートリッジ３の室３５はクリーニング・ウェブ７０を備 えており、このクリーニング・ウェブは、供給ロール７２から巻き取りロール７ ３まで圧力ロール７６を通って伸長している。クリーニング・ウェブ７０は、例 えば布又は紙製の当業界で周知の通常のクリーニング・ウェブの構造を有してい る。供給ロール７２は、回転バネにより連続的に偏倚され、ウェブ７０に若干の 張力を与えている。ウェブ７０は巻き取りローラ７３のゆっくりとした回転によ り割り出しされ、上；己巻き取りローラは、ドラム２の周囲に係合する駆動ロー ラ７５によって減速歯車列７４を介して駆動される。従って、ドラム２はプリン タによって駆動され、一方ドラム２はローラ７５及び巻き取りローラ７３を駆動 してウェブ７０を徐々に割り出す。ウェブ７０は、ソレノイド７１によって転写 ドラム１０に接触しまた離れるように関節連動され、上記ソレノイドは、多色像 の形成の間に、レバー７９を時計方向に回転させ、これにより、圧力ローラ７６ をそのバネの押圧力に抗して転写ドラム１０から離れる方向に動かすウソレノイ ド７１はクリーニングのために解放され、この間に、圧力部材７６のバネの押圧 力によって圧力部材が転写ドラム１０へ移動し、次に転写ドラムがウェブ７０に よって係合されてクリーニングが行われる。レバー７９はローラ７６の両端部で 接続され、カートリッジ３の長手方向に伸びるロッド７８の周囲で枢動する。レ バー７９はロッド７７で終端となっており、該ロッドもカートリッジ３の長平方 向に伸びているが、ソレノイド７１に接近するためにカートリッジの外方にある 。

囚１、又２及び図３に示す各々の構造を用いた場合には、転写部材から除去され たトナーはカートリッジの中に収集され、従って定期的な除去を必要としない。

その代わりに、除去されたトナーは、カートリッジ自身の交換に伴って像形成装 置から取り出される。

各又は、単色のトナー像か転写ドラム１０の表面に直接転写される装置を示して いるが、受入れシートをドラム１０上に設けることも周知である。そのような場 合には、受入れシートは、把持フィンガ、真空あるいは静電力によって保持され る。受入れシートは、先導電性のドラム２と転写関係で該先導電性のドラムを繰 り返し通過し、これにより多色像を該受入れシート上に直接重ね合わせる。受入 れシートは次に、転写位置から離れた位置で分離され、フユーザに供給される。

このような構造を用いた場合には、依然として転写ドラムの表面を清掃する必要 かある。本発明はそのような装置に用いることができる。しかしながら、図１乃 至図３に示す装置に用いた場合には幾分多くの利用性を有しており、その理由は 、多色像がドラＪ・１０の表面に直接転写される時には、該ドラムに取り付けら れた受入れシートよりも、かなり多くのトナーが清掃されるからである。

像部材２及び転写部材１０は共にドラムとして示（、だが、これら２つの部材に 無端状のウェブを用い、像部材を無端状のウェブとしてカートリッジの中に設け るることも知られている。各図に示したドラムはそのような構造よりも幾つかの 利点を有しているか、本発明は、像部材あるいは転写部材又はその両方としての 無端状のベルトと共に利用することかできる。

像形成装置は、像の形成がレーザ５によって行われるプリンタ１として各図に示 されているが、像部材を用いてトナー像を形成する他のどのような装置とするこ ともできる。例えば、イメージ的な光学的な露光又はイメージ的なイオン堆積に よって、像部材２ｆ：、に静電１１な像を形成することができよう。

好ましい実施例を特に参照して本発明の詳細な説明したが、上述されまた添付の 請求の範囲において画定される本発明の精神及び範囲内において、種々の変形及 び変更を行うことかできることは理解されよう。

〜 ！股！ 例えば静電写真型のプリンタ等の像形成装置は、例えば回転可能な先導電性のド ラム等の像部材（２）を有する交換可能なカートリッジ（３）を備えている。

ドラムは、例えば転写ドラム等の清掃をしなければならない転写部材（１０）と 協働する。カートリッジは、転写部材から除去されたトナーを収容するための室 （３５）を有する。像形成装置は、多色像を形成するために整合された転写部材 、の表面に転写される一連の色のトナー像を形成するのが好ましい。多色像は受 入れシートへ転写される。転写部材に残留するトナーは、該装置の中に恒久的に 設けられるクリーニング装置（３０）又はカートリッジに設けられるクリーニン グ装置（６０；７０）のいずれかによって清掃することができる。いずれの場合 でも、トナーはカートリッジの中に収集され、従ってカートリッジの交換以外の 別の保守作業を必要としない。

国許膿審輻失 １．ワＡ、に、Ｎ・　ρＣＴ／ＬＩＳ　９１１０９４９１

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. １．像部材（２）と、 転写部材（１０）と、 前記像部材に静電的な像を形成するための手段（４、５）と、前記静電的な像を 調色してトナー像を形成するための手段（６）と、前記トナー像を前記転写部材 に関連して設けられる表面に転写するための手段と、 前記転写部材のトナーを清掃するための手段（３０；６０；７０）とを備えて成 る像形成装置において、 単一の交換可能なカートリッジ（３）を備え、該カートリッジは、前記像部材（ ２）、及び前記転写部材から除去されたトナーを収容するための手段（３５、７ ０）を共に含むことを特徴とする像形成装置。
2. ２．請求項１の像形成装置において、前記転写部材は、前記像部材からトナー像 を受け取るための周面を有し、該像形成装置は、前記転写部材から受入れシート ヘトナー像を転写するための手段を備えることを特徴とする像形成装置。
3. ３．請求項１の像形成装置において、該像形成装置は、前記像部材に一連の静電 的な像を形成するための手段と、前記一連の静電的な像の各々を別個の色のトナ ーで調色するための手段とを備え、前記転写するための手段は、多色像を形成す るように整合された前記転写部材に関連して設けられた前記表面に整合された前 記トナー像を転写するための手段を備えることを特徴とする像形成装置。
4. ４．請求項２の像形成装置において、前記静電的な像を形成するための手段が、 一連の静電的な像を形成するための手段を備え、前記静電的な像を調色するため の手段が、前記一連の像の各々に別個の色のトナーを付与する手段を備え、前記 転写するための手段が、前記別個の色のトナー像を前記転写部材の表面に転写し て前記転写部材の表面に多色トナー像を形成するための手段を備え、該像形成装 置は更に、前記多色像を受入れシートへ転写するための手段を備えることを特徴 とする像形成装置。
5. ５．請求項１の像形成装置において、前記清掃手段は、該像形成装置の恒久的な 部分であり、前記カートリッジは、前記清掃手段により除去されたトナーを受け 入れるための開口を有する室を備えることを特徴とする像形成装置。
6. ６．請求項５の像形成装置において、前記清掃手段は、前記転写部材に回転式に 係合するように運動可能なクリーニング・ローラと、該ローラに係合してこのク リーニング・ローラからトナーを除去するクリーニング・ブレードとを備え、前 記開口は、前記ブレード及びクリーニング・ローラが係合する位置の直ぐ下方に あることを特徴とする像形成装置。
7. ７．請求項１の像形成装置において、前記清掃手段が前記カートリッジに設けら れていることを特徴とする像形成装置。
8. ８．請求項７の像形成装置において、前記清掃手段は、前記カートリッジの外方 に伸長するある軸に取り付けられたクリーニング・ローラであり、該像形成装置 は、前記軸を動かして前記ローラを前記転写部材に係合する位置及び係合しない 位置の間で動かすための手段を備えることを特徴とする像形成装置。
9. ９．請求項７の像形成装置において、前記清掃手段は、前記カートリッジに設け られて前記転写部材と係合及び離合するように運動可能なクリーニングウエブで あることを特徴とする像形成装置。
10. １０．請求項７の像形成装置において、前記清掃手段がクリーニングウエブを備 え、前記カートリッジが前記ウエブ用の供給及び巻き取り手段を備え、前記カー トリッジは更に、前記像部材の運動に応じて前記巻き取り手段を割り出すために 前記像部材に関連して設けられる手段を備えることを特徴とする像形成装置。
11. １１．転写ドラム、及び該転写ドラムを清掃するための手段を有する像形成装置 の中に挿入可能なカートリッジにおいて、該カートリッジは、トナー像を形成す ることのできる表面を有する像部材と、前記像が通過して前記転写ドラムに転写 されることを可能にする開口を該カートリッジに画成する手段と、 前記清掃手段によって前記転写ドラムから除去されたトナーを収容するための手 段とを備えることを特徴とするカートリッジ。
12. １２．請求項１１のカートリッジにおいて、該カートリッジはまた、前記像部材 を均一に帯電させる手段と、前記像部材を清掃するための手段とを備えることを 特徴とするカートリッジ。
13. １３．請求項１１のカートリッジにおいて、前記トナーを収容するための手段は 、その頂部に開口を有する室であることを特徴とするカートリッジ。
14. １４．転写ドラムを有する像形成装置の中に挿入可能なカートリッジにおいて、 該カートリッジは、 トナー像を形成することのできる表面を有する像部材と、前記像が通過して前記 転写ドラムに転写されることを可能にする開口を該カートリッジに画成する手段 と、 前記転写ドラムを清掃するための手段とを備えることを特徴とするカートリッジ 。
15. １５．請求項１４のカートリッジにおいて、前記清掃手段は、前記転写ドラムに 対して係合及び離合するように運動可能なクリーニング・ローラであることを特 徴とするカートリッジ。
16. １６．請求項１４のカートリッジにおいて、前記清掃手段が割り出し可能なクリ ーニングウエブであることを特徴とするカートリッジ。
17. １７．像形成装置の中に挿入可能なカートリッジにおいて、該カートリッジが、 回転可能な光導電性のドラムと、 該光導電性のドラムを均一に帯電させるための手段と、前記光導電性のドラムが 露光されて一連の静電的な像を形成することを可能とする開口と、 前記静電的な像が別個に着色された複数のトナーで調色されることを可能とする 開口と、 前記トナー像が転写部材に関連して設けられる受け入れ表面へ転写されるのを可 能とする開口と、 前記光導電性のドラムを清掃するための手段と、前記清掃手段によって転写ドラ ムから除去されたトナーを収容するための手段とを備えることを特徴とするカー トリッジ。