JPH11282227A - 充電ロ―ラ変位機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 充電ローラの汚染に関連する印刷欠陥の発生
を防止する充電ローラ変位機構を提供する。 【解決手段】 本発明の充電ローラ変位機構３０は、電
子写真式印刷システムにおいて、充電ローラ上３に鋭く
形成される汚染の円周リングの発生を防止し、汚染によ
る印刷欠陥を低減する。充電ローラ３の周期的な、回転
する光導電体ドラム２の軸方向に平行な方向への変位に
よって、円周リングの発生は防止され、充電ローラ３に
よって光り導電体ドラム２表面を一様に充電することが
可能となる。充電充電ローラ変位機構３０は、歯車３２
と噛み合う第１の歯車３４と、第１の歯車とかみ合う第
２の歯車３３と、第２の歯車に取り付けられた第３の歯
車３１と、第３の歯車と噛み合う第４の歯車３２を備
え、第１の歯車３４の１回転が第４の歯車３２の約４０
０回転を必要とするように設定されている。第１の歯車
３４の側面の突出部は、第１の歯車３４の１回転にわた
る１サイクルにより充電ローラ３を横に変位させる形状
を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真式印刷装
置に関するものであり、更に詳細に述べれば、電子写真
式印刷装置に使用される充電ローラに付着する汚染の影
響を減らす装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】写真複写機および電子写真式プリンタの
ような電子写真式印刷装置は、光導電体(photoconducto
r)の表面に帯電させるための充電ローラを一般に使用し
ている。次いで光導電体の帯電面を放電させて静電潜像
を形成し、その上にトナーが付着する。高印刷品質を達
成するには、一様な電位が得られるように、電荷を光導
電体の表面に均一に付着させることが重要である。充電
プロセスにおいて光導電体の表面の一様な帯電が妨げら
れると、光導電体のトナー現像が妨害される。光導電体
表面の非一様帯電の影響は、グレースケール印刷で特に
目立つ。

【０００３】充電ローラの表面の汚染は、光導電体表面
の非一様帯電の原因になる可能性がある。充電ローラ
は、電子写真印刷プロセス中、光導電体の表面と転がり
接触している。電子写真式印刷装置の寿命を通じて、充
電ローラおよび光導電体は、充電ローラおよび光導電体
双方の最大寸法(the longest dimension) に対してそれ
らの相対位置を維持している。このため、多数の印刷ペ
ージの行程にわたりその長さ方向の同じ位置にある充電
ローラが到達する汚染は、充電ローラ上に鋭く形成され
た円周リング(circumferential ring)の構成を生ずる可
能性がある。汚染物のこのリングは、光導電体の表面の
対応する区域の正しい帯電を妨げる誘電体として働く可
能性がある。光導電体表面の不適切な帯電は、目で見え
る印刷欠陥を生ずる。

【０００４】この種の印刷欠陥の発生を防止する試みが
成されてきた。第１の方法は、充電ローラの表面に接触
する清掃パッドを使用することであった。清掃パッド
は、充電ローラの表面を擦って汚染物を除去するように
研磨性材料から形成されている。清掃パッドの研磨性の
ため、充電ローラの外層を清掃パッドの研磨作用に耐え
ることができ且つ充電ローラに光導電体を有効に充電す
るのに必要な電気的特性を有する材料から作らなければ
ならない。これは、充電ローラ外層に使用するのに利用
できる材料を制限し、それによりコストが上昇し、清掃
パッドからの研磨の結果、充電ローラの有効寿命の減少
を不可避的に生ずる。加えて、清掃パッドの非一様研磨
特性は、印刷欠陥を生ずる充電ローラの表面の損傷を生
ずる。

【０００５】充電ローラの汚染による印刷欠陥を防止す
る第２の方法は、清掃機構を付加して汚染物が充電ロー
ラに到達しないようにすることである。改善された清掃
刃、光導電体放電のための装置、および充電ローラの前
の印刷媒体経路に設置した清掃機構のようなものを使用
して汚染が充電ローラに到達しないようにすることがで
きる。しかし、これらの機構は、実施に費用がかかり、
また電子写真式印刷装置の別の制限により制約される。

【０００６】電子写真式プリンタは、電子写真式プリン
タカートリッジをしばしば使用している。一般に、光導
電体および充電ローラのような、磨耗のため定期的に取
替える必要のある装置構成要素は、電子写真式プリンタ
カートリッジの中に設置されている。充電ローラの汚染
による印刷欠陥を防止する第３の方法は、電子写真式プ
リンタカートリッジのトナー供給を一定レベルまで減ら
して充電ローラの汚染に関連する印刷欠陥が発生する前
にトナーが消費されるようにすることである。しかし、
この方法は、印刷ページあたりのコストをかなり増大さ
せる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】充電ローラの汚染に関
連する印刷欠陥の発生を、電子写真式印刷装置のコスト
を実質的に増大することなく、また充電ローラの寿命を
実質的に縮めることなく防止する装置の必要性が存在す
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】したがって、充電ローラ
変位機構は、充電ローラの表面に汚染物の鋭く形成され
た円周リングの蓄積を防止し、それにより電子写真式印
刷装置における光導電体の非一様帯電に関連する苛酷な
印刷欠陥を減らす。電子写真式印刷装置において光導電
体に対して充電ローラを横に変位(lateral displacemen
t)させる充電ローラ変位機構の一例は、第１の複数の歯
を有し且つ充電ローラに接触するための少なくとも一つ
の突出部のある第１の面を有する第１の歯車を備えてい
る。第１の歯車が回転すると、充電ローラが回転するの
で充電ローラが光導電体に対して軸方向に変位(lateral
displacement)し、それにより汚染物が充電ローラの表
面に汚染物の鋭く形成された円周リングを形成しないよ
うになる。

【０００９】充電ローラ上に汚染物の鋭く形成された円
周リングが蓄積するのを防止するよう設計された電子写
真式プリンタカートリッジは、第１の端および第２の端
を有する充電ローラを備えている。電子写真式プリンタ
カートリッジは更に、充電ローラの第１の端に接触して
充電ローラが回転するにつれて充電ローラを横に変位さ
せる充電ローラ変位機構を備えている。その回転中に充
電ローラが横に変位すると、充電ローラの表面に汚染物
の鋭く形成された円周リングの蓄積が防止される。

【００１０】充電ローラ上に汚染物の鋭く形成された円
周リングの蓄積を防止するよう設計された電子写真式印
刷装置は、光導電体、および第１の端および第２の端を
有する充電ローラを備えている。充電ローラは光導電体
に接触している。電子写真式印刷装置は更に、充電ロー
ラに接触して充電ローラを光導電体に対して横に変位さ
せ、汚染物の鋭く形成された円周リングの蓄積を防止す
る充電ローラ変位機構を備えている。

【００１１】光導電体、光導電体に接触する充電ロー
ラ、および充電ローラに接触する充電ローラ変位機構を
使用する電子写真式印刷装置は、充電ローラ上の汚染物
の円周リングの蓄積から生ずる苛酷な印刷欠陥を減らす
よう設計されている。電子写真式印刷装置を使用する充
電ローラ汚染から生ずる苛酷な印刷欠陥を減らす方法
は、充電ローラの回転中、充電ローラを横に変位させる
ステップを備えている。回転中の充電ローラの横変位
は、充電ローラ上に汚染物の円周リングの発達を防止
し、それにより充電ローラの汚染に関連する苛酷な印刷
欠陥を減らしている。

【００１２】本発明の一層完全な理解は、付図と関連し
て行なう下記詳細説明を考察することにより得られるで
あろう。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明は、ここに図解する特定の
例示実施形態に限定されない。充電ローラ変位機構の好
適実施形態の説明を電子写真式プリンタの情況で与える
が、当業者はこの開示を理解することにより、充電ロー
ラ変位機構を、電子写真複写機のような、充電ローラを
使用する他の電子写真式印刷装置に適用し得ることを認
識するであろう。

【００１４】図１を参照すると、図示してあるのは、電
子写真印刷のプロセスを説明する目的で、充電ローラ変
位機構（図１には図示してない）の一実施形態を使用す
る光導電体ドラム２を備え且つ充電ローラ３を有する例
示電子写真式プリンタの簡略断面図である。充電ローラ
３は、光導電体ドラム２の表面に所定電圧まで充電する
のに使用される。レーザ・スキャナ４の内側にあるレー
ザ・ダイオード（図示せず）は、光導電体ドラム２の表
面を横断して掃引するにつれて脈動的に導通および不導
通して光導電体ドラム２の表面を選択的に放電させる。
光導電体ドラム２は、矢印６により示すように時計回り
に回転する。光導電体ドラム２が選択的に放電してか
ら、現像剤ローラ７を使用して光導電体ドラム２の表面
に存在する静電潜像を現像する。電子写真式プリンタカ
ートリッジ10のトナー・ホッパ９に貯蔵されているトナ
ー８は、トナー・ホッパ９の内部の場所から現像剤ロー
ラ７に移動する。現像剤ローラ７の内部に設置された磁
石がトナー８を現像剤ローラ７の表面に磁気的に吸引す
る。現像剤ローラ７が反時計回りに回転するにつれて、
放電した光導電体ドラム２表面の区域とは反対の位置に
ある現像剤ローラ７の表面にあるトナーは、光導電体ド
ラム２の表面と現像剤ローラ７の表面との間隙を移動し
て静電潜像を現像する。

【００１５】印刷媒体11は、ピックアップローラ13によ
り紙トレイ12から電子写真式プリンタ１の紙経路に搬送
される。印刷媒体11は、光導電体ドラム２の下への印刷
媒体11の前縁の到達が印刷媒体11の前縁に対応する静電
潜像を有する光導電体ドラム２の表面上の領域の回転と
同期するように、駆動ローラ14により移動する。光導電
体ドラム２が時計回りに回転し続けるにつれて、放電区
域内でドラムに接着しているトナー８を有する光導電体
ドラム２は、移転ローラ15により充電されている印刷媒
体11に接触して、トナー粒子を光導電体ドラム２の表面
から印刷媒体11の表面に吸引するようになる。光導電体
ドラム２の表面から印刷媒体11の表面へのトナー粒子の
移転は、100 パーセントの効率では発生しないので、幾
らかのトナー粒子は、光導電体ドラム２の表面に残る。
光導電体ドラム２が回転し続けるにつれて、その表面に
付着したままになっているトナー粒子は、清掃刃16によ
り除去され、廃棄トナー・ホッパ17の中に堆積する。

【００１６】印刷媒体11が光導電体ドラム２を通って紙
経路を移動するにつれて、コンベア・ベルト18は、印刷
媒体11を入口案内19の上からフューザ(fuser)20 に伝え
る。印刷媒体11は、フューザ20と圧力ローラ21との間を
通過する。圧力ローラ21は、印刷媒体11をフューザ20の
上方に引っ張る駆動力を与え、印刷媒体11をフューザ20
の表面に向かって押す。フューザ20は、トナー粒子が印
刷媒体11の表面に融着するように印刷媒体11に熱を加え
る。出力ローラ22は、融着動作を出てからの印刷媒体11
を出力トレイ23に押し込む。電子写真プロセスのこれ以
上の詳細は、ジョン・ワイリー・アンド・サンズのワイ
リー・インターサイエンス叢書である、1984年発行、エ
ドガーＭ．ウィリアムズ著「ゼログラフ法の物理学と技
術」で見ることができる。

【００１７】図２に示すのは充電ローラ変位機構30の一
実施形態である。図解を簡単にするため、充電ローラ変
位機構30が備えている歯車の歯を図示していない。充電
ローラ変位機構30は、電子写真式プリンタカートリッジ
の歯車32に噛み合う第１の歯車31を備えている。充電ロ
ーラ変位機構30のこの実施形態では、電子写真式プリン
タカートリッジの歯車32は、廃棄トナー・ホッパ17の中
にあるパドルを回転させるのにも使用される。充電ロー
ラ変位機構30を駆動するのに電子写真式プリンタカート
リッジ10の他の歯車を使用できることを理解すべきであ
る。充電ローラ変位機構30は更に、第１の歯車31に取付
けられた第２の歯車33を備えている。第３の歯車34が第
２の歯車33に噛み合っている。

【００１８】歯車比が電子写真プリンタカートリッジの
歯車32から第３の歯車34まで約400対１の減速を与え
る。この明細書で歯車比を指すのに使用されている限
り、用語「約」は、400 の10％以内の歯車比を意味して
いる。更に大きい歯車減速比を使用できることを理解す
べきである。更に、充電ローラ３の変位により光導電体
ドラム２に加わる力がレジストレーション不良(mis-reg
istration)を生じないように充電ローラの横方向変位の
周期を光導電体ドラム２の回転周期に対して十分長くし
なければならないという制約付きで更に小さい歯車減速
比を使用できる。他に、電子写真プリンタカートリッジ
の歯車32と第３の歯車34との間で十分大きい歯車減速比
を達成できれば、充電ローラ変位機構30に第３の歯車34
だけを使用することが可能になろう。

【００１９】第３の歯車34は、充電ローラ３と接触する
面を備えている。充電ローラ３に接触する第３の歯車の
面は、第３の歯車34が回転するにつれて充電ローラ３を
変位させるための突出部を備えている。第３の歯車に接
触する充電ローラ３の端は、ばね35により第３の歯車34
の突出部に抗して負荷されている。代わりに、充電ロー
ラ３に、充電ローラ３の軸を光導電体ドラム２の軸に対
してわずか傾けることにより第３の歯車34の突出部に抗
して負荷することができる。この実施は、充電ローラ３
に第３の歯車34の突出部に抗して負荷するのにばね35を
使用する必要がない。

【００２０】図３に示したのは、突出部40を示した第３
の歯車34の図である。第３の歯車34が（光導電体ドラム
２の回転速度に対して）ゆっくり回転するにつれて、充
電ローラ３は、光導電体ドラム２の軸に平行に横に変位
する。突出部40は、充電ローラ３の全横変位が約0.1875
インチであるような大きさになっている。更に、突出部
40は、第３の歯車34の１回転の行程で、充電ローラ３が
変位の１サイクルだけ移動するように第３の歯車34の面
に分散配置されている。すなわち、充電ローラ３は、約
0.1875インチ横に変位し、回転の完了時にその最初の位
置に戻る。充電ローラ３の横変位は、充電ローラ３の周
りの汚染の鋭く形成された円周リングの発達を防止し、
それにより充電ローラ３が光導電体ドラム２の表面に一
層一様に充電できるようにする。充電ローラ３の往復移
動を通じて、汚染は充電ローラの表面にわたって広が
り、特定の場所の充電の大きい減少を防止する。このよ
うな大きい歯車減速を充電ローラ変位機構30に与えるこ
とにより、充電ローラ３が光導電体２の表面を横断して
移動する速さが光導電体ドラム２の回転速度よりはるか
に低くなる。これら速度の違いのため、充電ローラ３の
横移動から生ずる光導電体ドラム２に加わる横方向の力
は光導電体ドラム２のレジストレーション不良を生じな
い。充電ローラ変位機構30が簡単であるため電子写真式
印刷システムの残りの部分にほとんど影響を与えずに低
費用の実施が可能になる。

【００２１】以下に本発明の実施の形態を要約する。 １． 電子写真式印刷システム（１）において充電ロー
ラ（３）を光導電体（２）に対して横に変位させる充電
ローラ変位機構（30）であって、第１の複数の歯を有し
且つ充電ローラ（３）に接触するための少なくとも一つ
の突出部（40）を有する第１の歯車（34）を備え、第１
の歯車（34）の回転により充電ローラ（３）が光導電体
（２）に対して横に変位する充電ローラ変位機構（3
0）。 ２． 第１の歯車（34）の第１の複数の歯と噛み合う第
２の複数の歯を有する第２の歯車（33）、および第２の
歯車（33）に取付けられた状態にある、第３の複数の歯
を有する第３の歯車（31）、を備えている前記１項に記
載の充電ローラ変位機構（30）。 ３． 第２の歯車（33）は第２の面を備え、第３の歯車
（31）は第２の歯車（33）の第２の面に同心に取付けら
れた第３の面を備えており、第１の歯車（34）の第１の
面の突出部（40）は、第１の歯車（34）の１回転にわた
る１サイクルにより充電ローラ（３）を横に変位させる
形状を備えており、第３の歯車（31）は第４の歯車（3
2）と噛み合い、各々が多数の歯車歯を備えた第１の複
数の、第２の複数の、および第３の複数の歯により、第
１の歯車（34）の１回転が第４の歯車（32）の約400 回
転を必要とするようにした前記２項に記載の充電ローラ
変位機構（30）。

【００２２】４． 第１の端および第２の端を有する充
電ローラ（３）、および充電ローラ（３）の第１の端に
接触して充電ローラ（３）を横に変位させる充電ローラ
変位機構（30）、を備えている電子写真式プリンタカー
トリッジ（10）。 ５． 充電ローラ変位機構（30）は、第１の複数の歯を
有し且つ、第１の歯車（34）の回転が充電ローラ（３）
を横に変位させるように充電ローラ（３）の第１の端に
接触する少なくとも一つの突出部（40）を備えた第１の
面を有する第１の歯車（34）、第１の歯車（34）の第１
の複数の歯に噛み合う第２の複数の歯を有する第２の歯
車（33）、および第３の歯車（31）が第２の歯車（33）
に取付けられた状態で第３の複数の歯を有する第３の歯
車（31）、を備えており、第２の歯車（33）は第２の面
を備え、第３の歯車（31）は第２の歯車（33）の第２の
面に同心に取付けられる第３の面を備えており、第１の
歯車（34）の第１の面の突出部は、第１の歯車（34）の
１回転にわたる１サイクルにより充電ローラ（３）を横
に変位させる形状を備えている、前記４項に記載の電子
写真式プリンタカートリッジ（10）。 ６． 各々が多数の歯車歯を備えた第１の複数の、第２
の複数の、および第３の複数の歯により第１の歯車（3
4）の１回転に第４の歯車（34）の約400 回転を必要と
するようにした状態で、第３の歯車（31）の第３の複数
の歯に噛み合う第４の複数の歯を有する第４の歯車（3
2）、充電ローラ（３）に接触する光導電体ドラム
（２）であって、光導電体ドラム（２）および充電ロー
ラ（３）は、各々、充電ローラ（３）の長手軸が光導電
体ドラム（２）の長手軸に対して傾いた状態で長手軸を
備えている光導電体ドラム（２）、および充電ローラ
（３）の第２の端に接触するばね（35）、を備えている
前記５項に記載の電子写真式プリンタカートリッジ（1
0）。

【００２３】７． 光導電体ドラム（２）、光導電体ド
ラム（２）に接触する充電ローラ（３）、および充電ロ
ーラ（３）に接触して充電ローラ（３）を光導電体
（２）に対して横に変位させる充電ローラ変位機構（3
0）、を備えている電子写真式印刷装置（１）。 ８． 充電ローラ（３）は第１の端および第２の端を備
えており、充電ローラ変位機構（30）は、充電ローラ
（３）の第１の端に接触する少なくとも一つの突出部
（40）のある第１の面を有する第１の歯車（34）によ
り、第１の歯車（34）の回転が充電ローラ（３）を光導
電体（２）に対して横に変位させるようにした状態の、
第１の複数の歯を有する第１の歯車（34）、第１の歯車
（34）の第１の複数の歯に噛み合う第２の複数の歯を有
する第２の歯車（33）、および第２の歯車（33）に取付
けられ、第３の複数の歯を有する第３の歯車（31）、を
備えており、第２の歯車（33）は第２の面を備え、第３
の歯車（31）は第２の歯車（33）の第２の面に同心に取
付けられる第３の面を備えており、光導電体（２）は、
光導電体ドラム（２）を備え、光導電体ドラム（２）お
よび充電ローラ（３）は各々、充電ローラ（３）の長手
軸が光導電体ドラム（２）の長手軸に対して傾いている
状態にある長手軸を備えている、前記７項に記載の電子
写真式印刷装置（１）。

【００２４】９． 光導電体（２）、光導電体（２）に
接触する充電ローラ（３）、および充電ローラ（３）に
接触する充電ローラ変位機構（30）、を使用する電子写
真式印刷システム（１）において、充電ローラの汚染か
ら生ずる苛酷な印刷欠陥を軽減する方法であって、充電
ローラ（３）の回転中に充電ローラ（３）を横に変位さ
せて充電ローラ（３）の上に汚染物の円周リングが発達
しないようにするステップ、を備えている方法。 １０．充電ローラ（３）を横に変位させるステップは、
充電ローラ（３）を周期的に横に変位させることから成
る前記９項に記載の方法。

【００２５】本発明の幾つかの実施形態を例示し、その
形態を説明してきたが、当業者には、これらに、本発明
の精神からまたは特許請求の範囲から逸脱することなく
種々の修正を施すことが可能であることが明らかであ
る。

【００２６】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、充電ローラの汚染に関連する印刷欠陥の発生を、
電子写真式印刷装置のコストを増大することなく、また
充電ローラの寿命を縮めることなく防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】充電ローラ変位機構の一実施形態を備えた電子
写真式プリンタの簡略断面図である。

【図２】充電ローラ変位機構の一実施形態の簡略図であ
る。

【図３】充電ローラ変位機構の一実施形態に使用されて
いる歯車の側面図である。

【符号の説明】

１ 電子写真式印刷システム ２ 光導電体ドラム（光導電体） ３ 充電ローラ ３０ 充電ローラ変位機構 ３４ 第３の歯車（第１の歯車） ３５ ばね ４０ 突出部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電子写真式印刷システム（１）において充
   電ローラ（３）を光導電体（２）に対して横に変位させ
   る充電ローラ変位機構（30）であって、 第１の複数の歯を有し且つ充電ローラ（３）に接触する
   ための少なくとも一つの突出部（40）を有する第１の歯
   車（34）を備え、第１の歯車（34）の回転により充電ロ
   ーラ（３）が光導電体（２）に対して横に変位すること
   を特徴とする充電ローラ変位機構（30）。