JPH11316520A - 感光体の摩耗低減 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】フ゜リンタの駆動列から感光体ト゛ラム切り離すことを
可能とする、既存のフ゜リンタに安価に後付け可能な装置を
提供する。 【解決手段】感光体磨耗低減システムは、感光体ト゛ラム・クラッチ
(30)とクラッチ(30)を制御するための制御回路(60)を備え
る。感光体ト゛ラム(2)の磨耗は、印刷シ゛ョフ゛の終わりにおけ
る駆動列(24)がまだ回転している間に、感光体ト゛ラム(2)
を電子写真式フ゜リンタ(1)の駆動列(24)から機械的に切り離
すことによって低減される。感光体ト゛ラム・クラッチ(30)の第1
の態様では、感光体ト゛ラム(2)を駆動列に機械的に結合す
るために、電力を供給することが必要である。感光体ト゛
ラム・クラッチ(30)の第2、及び第3の態様では、感光体ト゛ラム・クラ
ッチ(30)は、電力を供給されずに、感光体ト゛ラム(2)を駆動
列(24)に機械的に結合する。感光体ト゛ラム・クラッチ(30)への
電力の供給は、感光体ト゛ラム(2)を駆動列(24)から機械的
に分離するために必要とされる。従って、感光体ト゛ラム・ク
ラッチ(30)の第2または第3の態様を使用することにより、
第1の態様よりもエネルキ゛ーを節約することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真式印刷シ
ステムに関するものであり、とりわけ、電子写真式印刷
システムにおいて用いられる感光体ドラムの摩耗を低減
する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真式プリンタまたは電子写真式コ
ピー機のような多くの電子写真印刷システムにおいて、
感光体ドラムが、後でトナーで現像される静電潜像の発
生に用いられる。印刷プロセス中に、感光体ドラムの表
面が、印刷媒体及び電子写真式印刷システムの他の構成
部分に接触する。例えば、回転している間に、転写ロー
ラに接触する。印刷プロセスによる接触の結果、感光体
ドラムの表面に摩耗が生じる。この摩耗によって、感光
体ドラムの有効寿命が制限される。

【０００３】一般に、電子写真式印刷システムの場合、
印刷媒体は、回転感光体ドラムと転写ローラまたは支持
ローラの間を通過する。一般に、電子写真式印刷システ
ムの場合、印刷ジョブにおける最後の印刷媒体シートの
後縁が、感光体ドラムと転写ローラまたは支持ローラの
間のニップ領域を通り抜けた後、感光体ドラムは、数回
にわたって印刷媒体通過後回転をさせられる。この数回
にわたる印刷媒体通過後の回転は、感光体ドラムの摩耗
の一因となる。

【０００４】印刷が主として単一ページのジョブで実施
される場合、結果として生じる摩耗速度は、ページ当た
りの通過後回転数が、複数ページのジョブの場合よりか
なり多くなるので、複数ページのジョブの場合より非常
に速くなる。例えば、電子写真式プリンタについて考察
することにする。電子写真式プリンタの場合、感光体ド
ラムは、一般に、印刷媒体経路の全ての部分に用いられ
るローラを駆動する歯車列の一部として歯車駆動され
る。歯車列は、印刷媒体が感光体ドラムを通り過ぎた
後、回転を続けて、印刷媒体を、電子写真式印刷プロセ
スにおける残りのステップを通過させて、取り出しトレ
イまで移動させなければならない。従って、印刷媒体
が、感光体ドラムの通過後、取り出しトレイに向かって
移動するに従い、感光体ドラムは回転し続ける。この余
計な回転のために、感光体ドラムの表面に不要な摩耗が
生じ、このため、感光体ドラムの有効寿命がいたずらに
短縮される。

【０００５】印刷媒体経路を通過する印刷媒体の移動方
向に平行な印刷媒体の寸法に比べて、長い印刷媒体経路
を備えた電子写真式プリンタの場合、感光体ドラムの有
効寿命の短縮は、特に厳しいものになる。感光体ドラム
の有効寿命の短縮は、プリンタの主たる用途が、単一ペ
ージのジョブの印刷である場合、複数ページの印刷ジョ
ブを利用して同じページ数を印刷した場合よりも、感光
体ドラムの回転数がかなり多くなるので、とりわけ厳し
いものになる。比較的長い印刷媒体経路を備えた電子写
真式プリンタの中には、印刷媒体に現像されたイメージ
を転写するために必要な感光体ドラムの回転数の３倍の
回転数を、単一ページのジョブを印刷するのに必要とす
るものもある。

【０００６】印刷媒体経路が印刷媒体経路を通過する印
刷媒体の移動方向に平行な印刷媒体の寸法に比べて長く
ない、電子写真式プリンタの中にも、感光体ドラムの有
効寿命が依然としてかなり短くなる可能性のあるものが
ある。このタイプの電子写真式プリンタの中には、感光
体ドラムを回転させる歯車列の制御を、印刷媒体経路を
通る印刷媒体が、常にプリンタが取り扱うことの可能な
最長タイプの印刷媒体であると予め想定して実施するも
のもある。あたかも印刷媒体が最長タイプであるかのよ
うにプリンタが動作するようにプリンタを設計すること
によって、ページ終端を検出する必要がなくなり、この
結果、プリンタのコストが下がる。こうしたタイプのプ
リンタの場合、プリンタの印刷媒体経路が比較的短い場
合であっても、レターサイズの印刷媒体の単一ページの
ジョブによって、やはり、不要な摩耗の量がかなりのも
のになる可能性がある。この不要な摩耗は、印刷媒体を
可能な最長タイプの印刷媒体とみなして取り扱うことに
よって必要とされる、感光体ドラムの増分回転数に起因
するものである。

【０００７】従来技術では、クラッチを使用して、電子
写真式プリンタの駆動列から感光体ドラムを切り離す電
子写真式プリンタが開示されている。開示されている実
施例の場合、感光体ドラムから電子写真式プリンタの駆
動列を切り離すために使用される手段は、電子写真式プ
リンタの駆動列の一部である。しかし、駆動列の一部と
して駆動列から感光体ドラムを切り離す手段を設計する
ことは、顧客が所有する電子写真式プリンタに、この能
力を後から組み込む能力に制限を課すことになる。いく
つかの電子写真式プリンタについては、顧客が既に所有
している電子写真式プリンタの感光体ドラムの摩耗を低
減する能力を実装することが所望される場合もある。駆
動列を切り離す手段を駆動列内に組み込むことによっ
て、この能力を実装するのは、多くの場合、法外に高く
つくことになる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、プリ
ンタの駆動列から感光体ドラムを切り離すことを可能と
する、現場のプリンタに安価に後付け可能な装置を提供
することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】従って、電子写真式印刷
システムに用いられる感光体摩耗低減システムによれ
ば、電子写真式印刷システムの駆動列から光導電体（こ
こでは感光体）を機械的に切り離す能力が得られる。感
光体摩耗低減システムは、感光体と、感光体に取り付け
られたクラッチを備える。感光体摩耗低減システムは、
さらに、クラッチ及び電子写真式印刷システムに結合さ
れた制御回路を備える。制御回路は、クラッチの作動を
制御して、印刷ジョブの最終単位の印刷媒体が感光体を
通過した後、駆動列がまだ動作中に、感光体が駆動列か
ら機械的に切り離されるようにする。

【００１０】電子写真式印刷システムは、感光体と、感
光体に取り付けられたクラッチを備える。クラッチ及び
電子写真式印刷システムに結合された制御回路は、クラ
ッチを作動させるために用いられる。クラッチは、感光
体を電子写真式印刷システムに含まれる駆動列に選択的
に機械的に結合することによって、印刷ジョブの最終単
位の印刷媒体が感光体を通過した後、駆動列がまだ動作
中に、感光体を駆動列から機械的に切り離すようにする
ために使用される。

【００１１】感光体、感光体に取り付けられたクラッ
チ、駆動列、及び、クラッチに結合された制御回路を備
える、印刷媒体に印刷を行うための電子写真式印刷シス
テムにおいて、感光体の摩耗を低減するための方法に
は、制御回路を用いて、印刷ジョブにおける最終単位の
印刷媒体が感光体を通過した時点を判定するステップ
と、次に、クラッチを作動させることによって、駆動列
から感光体を切り離すステップが含まれる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下の詳細な説明を、添付の図面
を参照しつつ考察することにより、本発明全体をよりよ
く理解することができる。

【００１３】本発明は、本明細書に記載した例示の特定
の実施例に制限されるものではない。感光体摩耗低減シ
ステムの好ましい実施態様に関する説明が、電子写真式
プリンタ用感光体ドラムに関連して行われるが、この開
示を理解することによって、当業者には明らかになるよ
うに、感光体摩耗低減システムは、電子写真式コピー機
のような他の電子写真式印刷システムにおける感光体ド
ラムの摩耗の低減にも適用可能である。さらに、感光体
ドラムに関連して摩耗の低減が説明されるが、感光体摩
耗低減システムの利用は、感光体ベルトを用いる電子写
真式印刷システムにおける摩耗の低減にも適用可能であ
るということが認知されるべきである。さらに、感光体
摩耗低減システムは、印刷媒体が印刷媒体経路を通過す
る際に、「不要な」回転をさせられる、印刷媒体経路内
に配置された任意の電子写真式の構成部品に対しても有
効である。

【００１４】図１を参照すると、電子写真式印刷プロセ
スを解説するため、感光体ドラム２（感光体ドラム・ク
ラッチの実施態様を利用しているが、図１には示されて
いない）を含む典型的な電子写真式プリンタ１の略断面
図が示されている。感光体ドラム２の表面を所定の電圧
まで充電するため、充電ローラ３が利用される。レーザ
スキャナ４の内部のレーザダイオード（不図示）によっ
て、レーザビーム５が放射され、それが感光体ドラム２
の表面を掃引する際、パルス化されてオン／オフを生
じ、感光体ドラム２の表面を選択的に放電させる。感光
体ドラム２は、矢印６で示す時計廻り方向に回転する。
感光体ドラム２の表面電圧を選択的に放電させた後、現
像ローラ７を使用して、感光体ドラム２の表面に存在す
る静電潜像が現像される。電子写真式印刷カートリッジ
１０のトナーホッパ９に蓄えられたトナー８が、トナー
ホッパ９内の位置から現像ローラ７に移動する。現像ロ
ーラ７内に配置された磁石が、トナー８を現像ローラ７
の表面に磁気的に吸着する。現像ローラ７が、反時計廻
り方向に回転すると、放電した感光体ドラム２の表面領
域に向かい合って位置する、現像ローラ７の表面のトナ
ーが、感光体ドラム２の表面と現像ローラ７の表面との
間のギャップを移動して、静電潜像を現像する。

【００１５】印刷媒体１１が、ピックアップローラ１３
によって、用紙トレイ１２から電子写真式プリンタ１の
用紙経路内に装填される。印刷媒体１１は、感光体ドラ
ム２の下方への印刷媒体１１の前縁の到着と、印刷媒体
１１の前縁に対応する静電潜像を有する感光体ドラム２
の表面領域の回転とが同期するように、駆動ローラ１４
を介して移動する。感光体ドラム２が、時計廻り方向の
回転を続行すると、その放電領域にトナー８が付着した
感光体ドラム２の表面が、転写ローラ１５によって充電
された印刷媒体１１に接触し、感光体ドラム２の表面か
らトナー粒子が吸引されて、印刷媒体１１の表面に付着
することになる。感光体ドラム２の表面から印刷媒体１
１の表面へのトナー粒子の転写は、１００パーセントの
効率で生じることはなく、従って、トナー粒子の一部
は、感光体ドラム２の表面に残留する。感光体ドラム２
が回転を続行すると、その表面に付着したままのトナー
粒子が、クリーニングブレード１６によって除去され、
廃棄トナーホッパ１７に堆積する。

【００１６】印刷媒体１１が用紙経路を移動して、感光
体ドラム２を通過すると、コンベアベルト１８が、印刷
媒体１１を融着装置２０への入口ガイド１９に送り出
す。印刷媒体１１は、融着装置２０と加圧ローラ２１の
間を通過する。加圧ローラ２１は、融着装置２０の上に
印刷媒体１１を引っ張る駆動力を生じ、印刷媒体１１を
融着装置２０の表面に押しつける。融着装置２０は、印
刷媒体１１を加熱して、印刷媒体１１の表面にトナー粒
子を融着させる。融着工程から抜け出た後、送り出しロ
ーラ２２が、印刷媒体１１を取り出しトレイ２３に押し
込む。その一部が図１に示されている駆動列２４が、感
光体ドラム２、並びに、電子写真式プリンタ１の他の回
転アセンブリの駆動に使用される。電子写真式プロセス
に関するこれ以上の詳細については、１９８４年にWile
y-Interscience Publication of John Wiley & Sonsか
ら刊行された、Edgar M.Williamsによるテキスト「The
Physics and Technology of Xerographic Processes」
において見い出すことができ、その開示内容は、参考と
して本明細書に組み込まれている。

【００１７】感光体摩耗低減システムの実施例には、電
子写真式プリンタの駆動列を感光体ドラムに接続し、及
び感光体ドラムから切断するための機械的手段が含まれ
ている。電子写真式プリンタの駆動列には、ステップモ
ータから、感光体ドラム、融着装置、及び、印刷媒体駆
動ローラのような電子写真式プリンタ内の各種回転アセ
ンブリに機械的動力を伝達するために用いられる歯車が
備わっている。さらに、感光体摩耗低減システムは印刷
媒体の有無を検出して、駆動列に対する感光体ドラムの
接続及び切断を制御することができなければならない。
印刷媒体の有無を検出する能力は、感光体摩耗低減シス
テムの一部として組み込むこともできるし、あるいは、
その外部に設けることも可能である。

【００１８】図２には、感光体摩耗低減システムに利用
可能な感光体ドラムのクラッチ３０の第１の実施態様を
示す断面図が示されている。感光体ドラムのクラッチ３
０は、感光体ドラム２の内側表面にはまるフランジ３１
を備えている。フランジ３１は、感光体ドラム２の内側
表面に対して締まりばめを形成することもできるし、あ
るいは、代替的に、感光体ドラム２の内側表面に接着す
ることも可能である。フランジ３１には、電気コイル３
２が取り付けられている。フランジ３１は、電気コイル
３２の一部として一体成形することもできるし、あるい
は、例えばスポット溶接によって電気コイル３２に取り
付けることも可能である。電気コイル３２は、ホール３
３を備えている。ホール３３にはシャフト３４が挿入さ
れている。シャフト３４は、ギア（以下では歯車）３６
のホール３５にも挿入されている。シャフト３４は、金
属部分３４ａと非金属部分３４ｂを備えている。歯車３
６は、電子写真式プリンタの駆動列の歯車とかみ合う。
歯車３６は、歯を備える、熱可塑性プラスチックのよう
な硬質の材料からなる環状リングから形成される。歯車
３６の内側部分３６ａは、内側部分３６ａとプラスチッ
ク部分３８の間、及び内側部分３６ａとクラッチプレー
ト３７の間に、強い摩擦接触をおこすことができるゴム
のような材料から形成される。クラッチプレート３７
は、歯車３６が電気コイル３２とクラッチプレート３７
の間に位置するように、シャフト３４に取り付けられて
いる。

【００１９】電気コイル３２に電力を供給すると、クラ
ッチプレート３７が歯車３６の内側表面３６ａに引きつ
けられて、歯車３６はプラスチック部分３８とクラッチ
プレート３７の間で圧縮されることになる。歯車３６の
内側部分３６ａを形成する部材によって、プラスチック
部分３８と歯車３６の間に機械的結合が生じ、これによ
って感光体ドラム２がプリンタの駆動列に機械的に結合
される。電気コイル３２に電力が供給されないときは、
バイアスバネ３９によって、シャフト３４が感光体ドラ
ム２から押し出され、クラッチプレート３７が、電気コ
イル３２の面に引き込まれなくなるので、感光体ドラム
２は歯車３６から機械的に切り離される。

【００２０】感光体ドラム・クラッチ３０の第１の実施
態様では、電気コイル３２に電力を供給して、感光体ド
ラム２と電子写真式プリンタの駆動列を機械的に結合す
ることが要求される。電子写真式印刷カートリッジに内
蔵されるように設計された感光体摩耗低減システムの実
施例の場合、潜在的な難題は、感光体ドラム・クラッチ
３０の第１の実施態様を作動させるために必要とされる
電力である。印刷ジョブの間、印刷ジョブの処理に必要
な時間の大部分にわたって、感光体ドラム２と電子写真
式プリンタの駆動列を機械的に結合しなければならな
い。これを実施するためには、印刷ジョブの処理に必要
な時間の大部分にわたって、電気コイル３２に電力を供
給しなければならない。このため、第１の感光体ドラム
・クラッチ３０の第１の実施態様は、感光体ドラム２の
不要な摩耗を阻止するために、感光体ドラム２が電子写
真式プリンタの駆動列から切り離される、印刷ジョブの
終了間近の時間期間だけしか電力の供給を必要としな
い、感光体ドラム・クラッチの実施態様ほど電力効率が
よくない。感光体ドラム・クラッチのさらに電力効率の
よい実施例では、電子写真式印刷カートリッジに内蔵さ
れる感光体摩耗低減システムのコストが下がる。

【００２１】図３には、感光体摩耗低減システムに利用
可能な感光体ドラム・クラッチ３０の第２の実施態様に
関する断面図が示されている。感光体ドラム・クラッチ
３０のこの第２の実施態様は、第１の実施態様と構造的
に密接に関連している。しかし、感光体ドラム・クラッ
チ３０の第２の実施態様は、電力を供給せずに、感光体
ドラム２０と電子写真式プリンタの駆動列を機械的に結
合するという点に、重要な相違がある。感光体ドラム・
クラッチ３０の第２の実施態様は、感光体ドラム２の内
側表面にはまるフランジ３１を備える。フランジ３１
は、感光体ドラム２の内側表面に対して締まりばめを形
成するか、代わりに、フランジ３１を感光体ドラム２の
内側表面に接着することも可能である。フランジ３１に
は、電気コイル３２が取り付けられている。フランジ３
１は、電気コイル３２の一部として一体成形することも
できるし、あるいは、例えばスポット溶接によって電気
コイル３２に取り付けることも可能である。電気コイル
３２は、ホール３３を備えている。ホール３３にはシャ
フト３４が挿入されている。シャフト３４は、歯車３６
のホール３５にも挿入されている。シャフト３４は、金
属部分３４ａと非金属部分３４ｂを備えている。歯車３
６は、電子写真式プリンタの駆動列の歯車とかみ合う。
歯車３６は、歯を備える、熱可塑性プラスチックのよう
な硬質の材料からなる環状リングから形成される。歯車
３６の内側部分３６ａは、内側部分３６ａとプラスチッ
ク部分３８の間、及び内側部分３６ａとクラッチプレー
ト３７の間に、強い摩擦接触をおこすことができるゴム
のような材料から形成される。クラッチプレート３７
は、歯車３６が電気コイル３２とクラッチプレート３７
の間に位置するように、シャフト３４に取り付けられて
いる。

【００２２】電気コイル３２に電力を供給せずに、クラ
ッチプレート３７が歯車３６の内側部分３６ａに引きつ
けられて、歯車３６がプラスチック部分３８とクラッチ
プレート３７の間で圧縮される（押しつけられる）こと
になる。プラスチック部分３８とクラッチプレート３７
の間で歯車３６を圧縮する力は、バイアスバネ３９によ
って与えられる。この圧縮によって、プラスチック部分
３８と歯車３６の間に機械的結合が生じて、感光体ドラ
ム２がプリンタの駆動列に機械的に結合される。感光体
ドラム・クラッチ３０の第２の実施態様におけるバイア
スバネ３９の位置によって、電気コイル３２に電力を供
給することなく、感光体ドラム２と電子写真式プリンタ
の駆動列の間の機械的結合が可能になる。電気コイル３
２に電力を供給すると、その結果として生じる磁界によ
って、シャフト３４の金属部分３４ａが電気コイル３２
に引き寄せられて、バイアスバネ３９が圧縮されること
になる。このシャフト３４の移動によって、クラッチプ
レート３７と歯車３６が分離され、この結果、感光体ド
ラム２が電子写真式プリンタの駆動列から機械的に切り
離される。

【００２３】図４には、感光体ドラム・クラッチ３０の
第３の望ましい実施態様が示されている。感光体ドラム
・クラッチ３０のこの実施態様は、その電力消費が比較
的少ないので望ましい。感光体ドラム・クラッチ３０の
第２の実施態様が必要とする電力は、第１の実施態様に
比べて大幅に少ない。感光体ドラム・クラッチ３０の第
３の実施態様が必要とする電力は、第２の実施態様に比
べてさらに少ない。感光体ドラム・クラッチ３０の第３
の実施態様は、ドラムハブ５１が挿入されるホールを有
する歯車５０を備えている。歯車５０は、電子写真式プ
リンタ１の駆動列の歯車とかみ合う。感光体ドラム２内
部に配置されたドラムハブ５１の一部が、コイルバネ５
２の中に挿入されている。コイルバネ５２には、歯車５
０のシャンクも挿入されている。コイルバネ５２は、図
４に示すように、ドラムハブ５１のノッチに挿入される
第１のタング５３と、第２のタング５４を備えている。
第１のタング５３がドラムハブ５１のノッチに挿入され
ると、コイルバネ５２の一方の端部が、所定位置に保持
される。ソレノイド５５は、電気コイル５６とソレノイ
ドプランジャ５７を備えている。電気コイル５６に電力
を供給せずに、バイアスバネ５８によって、ソレノイド
プランジャ５７を電気コイル５６から押し出し、ソレノ
イドプランジャ５７が第２のタング５４と係合しないよ
うにする。ソレノイドプランジャ５７が第２のタング５
４に係合しないようにして、コイルバネ５２によって、
ドラムハブ５１と歯車５０を機械的に結合することによ
り、感光体ドラム２と電子写真式プリンタの駆動列が機
械的に結合されることになる。

【００２４】感光体ドラム・クラッチ３０の第３の実施
態様は、電気コイル５６に電力を供給せずに、感光体ド
ラム２が電子写真式プリンタの駆動列に機械的に結合さ
れるように設計されている。駆動列から感光体ドラム２
を機械的に切り離すには、電気コイル５６に対する電力
の供給が必要になる。電気コイル５６に電力を供給する
と、ソレノイドプランジャ５７が第２のタング５４に係
合する位置に移動する。コイルバネ５２のコイルは、ソ
レノイドプランジャ５７が第２のタング５４に係合する
と、コイルバネ５２のコイルが解け、この結果、ドラム
ハブ５１が歯車５０から機械的に切り離されることにな
るような方向に、ドラムハブ５１及び歯車５０のまわり
に巻きつけられている。

【００２５】感光体摩耗低減システム内には、印刷ジョ
ブの最終単位の印刷媒体１１の後縁が、印刷媒体経路に
おいて感光体ドラム２を通り過ぎた後、電子写真式プリ
ンタの駆動列から感光体ドラム２を切り離すのに必要な
電子制御装置も含まれている。電子写真式プリンタの駆
動列から感光体ドラム２を機械的に切り離す感光体ドラ
ム・クラッチ３０の第２と第３の実施態様の場合、印刷
媒体１１の後縁が感光体ドラム２を通過した後、電気コ
イル３２または電気コイル５６に電力を供給しなければ
ならない。印刷媒体１１の後縁が感光体ドラム２を通過
した後、駆動列がまだ回転している時間期間だけ、感光
体ドラム２を電子写真式プリント駆動列から切り離さな
ければならない。電子写真式プリンタの駆動列が回転を
停止するとすぐに、電気コイル３２または電気コイル５
６に対する電力供給を終了して、感光体ドラム２が歯車
３６または歯車５０と機械的に結合するようにすること
が可能である。

【００２６】感光体摩耗低減システムは、光源と光検出
器を備える。適切な時間に電子写真式プリンタの駆動列
から感光体ドラム２を切り離すためには、印刷媒体経路
の移動中に、印刷媒体１１が感光体ドラム２を通過した
ことを判定する何らかの方法がなければならない。感光
体摩耗低減システムの望ましい実施態様の場合、光検出
器を用いて、感光体ドラム２の前方にある印刷媒体の存
在が検出される。光検出器は、電子写真式印刷カートリ
ッジに隣接して配置された、印刷媒体１１の表面を照射
する光源からの反射光を測定して、信号を発生する。こ
の信号は、充電ローラ３に供給されるＡＣバイアスから
得られる信号と共に、感光体ドラム・クラッチ３０の動
作を制御するために利用される。

【００２７】図５には、感光体ドラム・クラッチ３０の
第２と第３の実施態様のいずれかに対する電力供給の適
正なタイミングをとって、感光体の摩耗を低減するのに
有効な、典型的な電子回路６０が示されている。もちろ
ん、いくつかの異なる回路を利用して、感光体ドラム・
クラッチ３０に対して必要な制御を実施することも可能
である。例えば、印刷媒体の存在を検出するために利用
される光検出器からトリガされる、また、充電ローラに
供給されるＡＣバイアスによってトリガされる、ワンシ
ョット回路として構成された５５５のタイマを利用する
回路によって、感光体ドラム・クラッチ３０を適切に作
動させるのに必要な制御信号を発生することが可能であ
る。

【００２８】図５の回路６０は、発光ダイオード６１ａ
及び光検出器６１ｂを利用して、印刷媒体経路内におけ
る、感光体ドラム２の直前の印刷媒体１１の有無を検出
する。光検出器６１ｂの出力は、感光体ドラム・クラッ
チ３０の作動を制御する論理信号として利用するために
調整される。さらに、図５の回路は、充電ローラ３に供
給されるＡＣバイアスに結合される。充電ローラ３に供
給されるＡＣバイアスには、感光体ドラム・クラッチ３
０の作動を制御する論理信号として利用するため、整
流、減衰、及び、フィルタリングが施される。

【００２９】電子写真式プリンタ１は、印刷媒体経路を
通る印刷媒体１１の移動を制御し、充電ローラ３に対す
るＡＣバイアスの供給を制御する。充電ローラ３に対す
るＡＣバイアスの供給は、印刷媒体１１がすぐに感光体
２に到達することを表している。複数ページの印刷ジョ
ブの場合、電子写真式プリンタ１によって供給されるＡ
Ｃバイアスは、一般に、ページ間においてオフになり、
もちろん、印刷ジョブの完了直後にオフになる。回路６
０の基本的な性能特性は、印刷媒体１１が印刷媒体経路
において感光体ドラム２を通過し、電子写真式プリンタ
の駆動列がまだ動作中である、印刷ジョブ完了段階の短
い時間期間について、電子写真式プリンタの駆動列が感
光体ドラム２から機械的に切り離されるように、感光体
ドラム・クラッチ３０を制御するということである。感
光体ドラム・クラッチ３０をこのように制御することに
よって、感光体ドラム２の摩耗が最小限に抑えられ、同
時に、摩耗低減の実現に必要なエネルギーが最小限に抑
えられる。

【００３０】図６には、調整済みの用紙検出信号８０、
調整済みのＡＣバイアス信号８１、及び、クラッチ駆動
信号８２の間の関係を示すタイミング図が示されてい
る。図５の回路６０には、調整済みの用紙検出信号（調
整済みの用紙検出信号が高レベルの場合、これは、電子
写真式印刷カートリッジ１０に印刷媒体１１が存在しな
いことを示している）の立ち上がりエッジにおける回路
６０の過渡応答を制御する第１のコンデンサ６２及び第
１の抵抗器６３が含まれている。第１のコンデンサ６２
及び第１の抵抗器６３の値は、印刷媒体経路を移動する
印刷媒体１１の順次単位間におけるページ間ギャップに
おいて、感光体ドラム・クラッチ３０が電子写真式プリ
ンタの駆動列から感光体ドラム２を機械的に切り離さな
いようにするのに必要な遅延を生じるように選択され
る。一方、遅延は、印刷媒体１１の順次単位間で予測さ
れる最長時間遅延下において、感光体ドラム２が電子写
真式プリンタの駆動列から機械的に切り離されるのを阻
止するのにちょうど十分な長さになるように設計され
る。印刷ジョブの完了後における感光体ドラム２の摩耗
を最小限にとどめるには、第１のコンデンサ６２及び第
１の抵抗器６３によって生じる時定数が、ページ間ギャ
ップにおける感光体ドラム・クラッチ３０の切り離しを
阻止するのに必要なだけの長さしかないようにするのが
重要である。第１のコンデンサ６２と第１の抵抗器６３
によって生じる時定数を最適化することによって、感光
体ドラム・クラッチ３０による感光体ドラムの摩耗の最
小化、及びエネルギ使用量の最小化を達成することが可
能になる。

【００３１】印刷ジョブの完了直後における電子写真式
印刷カートリッジ１０には、用紙は存在しない。印刷ジ
ョブの最終単位の印刷媒体１１が感光体ドラム２を通り
過ぎた直後に、電子写真式プリンタ１によって、充電ロ
ーラ３からＡＣバイアスが除去される。ＡＣバイアス
は、電子写真式プリンタ１が歯車列の駆動を停止するの
とほぼ同時に、充電ローラ３から除去される。従って、
ＡＣバイアスの除去は、感光体ドラム２に不要な摩耗を
与えることなく、感光体ドラム２と電子写真式プリンタ
の駆動列を機械的に結合させることが可能な時間の標識
として役立つ。個々の電子写真式プリンタは、電子写真
式プリンタが歯車列の駆動を停止する時間を表示する、
それぞれに異なる信号を利用することが可能である。も
ちろん、適正な信号調整電子回路を使用することによっ
て、これら他の信号を利用して、感光体ドラム２と電子
写真式プリンタの駆動列の結合を制御することも可能で
ある。

【００３２】印刷媒体１１が、電子写真式印刷カートリ
ッジ１０に存在しなければ、第１のコンデンサ６２の電
圧は、第１のコンデンサ６２及び第１の抵抗器６３によ
って制御された速度で上昇を開始する。第１のコンデン
サ６２の電圧が上昇して、ＮＡＮＤゲート６５の論理し
きい値に達すると、ＮＡＮＤゲート６５の出力は低レベ
ルとなる。従って、ＮＡＮＤゲート６６の出力は高レベ
ルになる。ＮＡＮＤゲート６６の出力が、印刷ジョブ完
了後、初めて高レベルになる時点において、ＡＣバイア
ス信号はまだ加えられており、従って、ＮＡＮＤゲート
６７の両方の入力が、両方とも高レベルにある。この場
合、ＮＡＮＤ６７の出力は低レベルになり、電流が電気
コイル５６に流れて、この結果、感光体ドラム・クラッ
チ３０が作動して、感光体ドラム２が電子写真式プリン
タの駆動列から機械的に切り離される。充電ローラ３に
対するＡＣバイアスを除去すると、ＮＡＮＤゲート６７
の対応する入力が低レベルになり、この結果、ＮＡＮＤ
ゲート６７の出力が高レベルになる。ＮＡＮＤゲート６
７の出力が低レベルから高レベルに変化すると、電気コ
イル５６または電気コイル３２の電流は、ゼロまで減衰
し（電気コイル５６または電気コイル３２に蓄えられた
エネルギーがダイオード６８で消費される）、感光体ド
ラム・クラッチ３０によって、感光体ドラム２が電子写
真式プリンタの駆動列に機械的に結合される。

【００３３】印刷ジョブが開始されると、印刷媒体１１
が、電子写真式プリンタ１の印刷媒体経路を移動して、
電子写真式印刷カートリッジ１０に到達する時点より前
に、充電ローラ３にＡＣバイアスが加えられる。充電ロ
ーラ３にＡＣバイアスが加えられると、ＮＡＮＤゲート
６９の対応する入力が、短時間で論理しきい値を超える
レベルまで上昇し（第３のコンデンサ６４を介して調整
済みバイアス信号を結合することによって）、ＮＡＮＤ
ゲート６９の出力が駆動されて、低レベルになる。ＮＡ
ＮＤゲート６９の出力が駆動されて、低レベルになる
と、第１のコンデンサ６２が急速に放電し、この結果、
感光体ドラム・クラッチ３０によって、印刷媒体１１に
対する印刷に備えた、感光体ドラム２と電子写真式プリ
ンタの駆動列の機械的結合が確実に行われることにな
る。

【００３４】多くのタイプの電子写真式プリンタは、電
子写真式印刷カートリッジを利用しているが、このカー
トリッジは、摩耗のために最も頻繁な交換が必要になる
電子写真式印刷プロセスのコンポーネントを含んでい
る。感光体ドラム２は、かなりの摩耗率を生じるコンポ
ーネントの１つであるため、一般に、電子写真式印刷カ
ートリッジ１０の一部として含まれている。電子写真式
印刷カートリッジに感光体ドラム・クラッチ３０を実装
する場合、感光体ドラム・クラッチ３０の作動に必要な
電力は、電子写真式印刷カートリッジ内に配置されたバ
ッテリ７０から供給される。電気コイル５６または電気
コイル３２に電力を供給することなく、機械的な結合を
行うように感光体ドラム・クラッチ３０を設計すること
によって、電気コイル５６または電気コイル３２に電力
を供給するために必要とされるバッテリ７０のサイズ
が、感光体ドラム・クラッチ３０の第１の実施態様にお
いて必要とされるサイズより小さくなる。このことは、
いくつかのタイプの電子写真式プリンタにおいて可能で
ある。なぜなら、印刷ジョブの終了時に、感光体ドラム
・クラッチ３０を電子写真式プリンタの駆動列から機械
的に切り離さなければならない時間が、感光体ドラム２
が印刷ジョブを完了するために回転しなければならない
時間の比較的わずかな部分しか占めないからである。

【００３５】電力を供給することなく、電子写真式プリ
ンタの駆動列を係合させる感光体ドラム・クラッチ３０
を使用することによって生じる重要な他の利点があると
いうことが認識されるべきである。電子写真式印刷カー
トリッジ１０のトナーを使い切る前に、バッテリ７０が
放電する場合、電子写真式印刷カートリッジ１０は利用
可能な状態のままである。感光体摩耗低減システムをこ
のように設計すると、バッテリ７０の大きさを調整する
ことによって、電子写真式印刷カートリッジ１０のトナ
ー９を使い切る時点において、感光体ドラム２の有効寿
命が尽きるようにするのにちょうど十分なだけ感光体ド
ラム２の寿命を延長することが可能になる。感光体摩耗
低減システムをこのように設計すると、バッテリサイズ
をできるだけ小さくすることによって、最低の増分コス
トで、最大の性能向上を実現することが可能になる。

【００３６】電子写真式印刷カートリッジ１０内に感光
体摩耗低減システムを完全に組み込むことによって、感
光体ドラム２外部にクラッチを備えた電子写真式印刷シ
ステムに比べて明確な利点が得られる。感光体ドラム２
内に感光体摩耗低減システムを組み込むことによって、
既に顧客に納品済みの電子写真式印刷システムに遡って
適合し得るように、摩耗改善の利点を実施することが可
能になる。感光体摩耗低減システムが、電子写真式プリ
ンタ１内において感光体ドラム２外部に配置されるよう
に実施される場合、既に顧客に納品済みの電子写真式印
刷システムにこの改良を施すのは、はるかに困難であ
る。

【００３７】図７には、感光体摩耗低減システムを使用
して、電子写真式プリンタ１における感光体ドラム２の
摩耗を低減する方法が示されている。第１のステップに
は、電子写真式印刷カートリッジ１０の印刷媒体挿入側
の近くに、印刷媒体がもはや存在しない場合、制御回路
６０の光検出器６１ｂを利用してこれを判定すること
（１００）が含まれる。次に、制御回路６０は、充電ロ
ーラ３に供給されるＡＣバイアスをモニタして、ＡＣバ
イアスが充電ローラ３に供給され、印刷媒体が、電子写
真式印刷カートリッジ１０の挿入側に存在しない時間期
間を測定する（１０１）。次に、制御回路６０の動作に
応答して、感光体ドラム・クラッチ３０を作動させるた
めに、電気コイル３２または５６に電力を供給し（１０
２）、こうして、感光体ドラム２を電子写真式プリンタ
１の駆動列２４から機械的に切り離す。次に、制御回路
６０は、ＡＣバイアスが充電ローラ３に対してもはや供
給されていない状態を検出する（１０３）。最後に、制
御回路６０は、電気コイル３２または５６から電力を除
去し（１０４）、これにより、感光体ドラム２を駆動列
２４に機械的に結合する。

【００３８】本発明のいくつかの実施態様について例示
し、その形態について解説してきたが、本発明の思想ま
たは特許請求の範囲を逸脱することなく、さまざまな修
正を加えることが可能であるということが、当業者には
容易に明らかになるであろう。

【００３９】以下においては、本発明の種々の構成要件
の組み合わせからなる例示的な実施態様を示す。

【００４０】１．電子写真式印刷システム（１）に用い
られる感光体摩耗低減システムであって、感光体（２）
と、感光体（２）に取り付けられたクラッチ（３０）
と、クラッチ（３０）及び電子写真式印刷システム
（１）に結合された制御回路（６０）とからなる感光体
摩耗低減システム。

【００４１】２．前記感光体が、感光体ドラム（２）を
備えていることと、前記クラッチ（３０）の作動に電力
を供給することが必要であることとからなる上項１の感
光体摩耗低減システム。

【００４２】３．駆動列からの前記感光体ドラム（２）
の機械的切り離しには、前記制御回路（６０）に応答し
て、前記クラッチ（３０）に電力を供給することが必要
とされる、上項２の感光体摩耗低減システム。

【００４３】４．上項３の感光体摩耗低減システムにお
いて、前記制御回路（６０）が、前記感光体に隣接した
印刷媒体の存在を検出するための光検出器（６１ｂ）を
備えることと、前記駆動列（２４）からの前記感光体ド
ラム（２）の機械的切り離しが、前記光検出器（６１
ｂ）からの第１の信号（８０）、及び、前記制御回路
（６０）に結合された前記電子写真式印刷システム
（１）からの第２の信号（８１）に応答して実施される
こと。

【００４４】５．上項４の感光体摩耗低減システムにお
いて、前記駆動列（２４）からの前記感光体ドラム
（２）の機械的切り離しが、前記第１の信号（８０）が
印刷媒体（１１）の不在を表示した後、前記第２の信号
（８１）が、前記電子写真式印刷システム（１）からの
ＡＣバイアスの存在を表示している間に実施されるこ
と。

【００４５】６．電子写真式印刷システムであって、感
光体と、前記感光体に取り付けられたクラッチ（３０）
と、前記クラッチ（３０）及び前記電子写真式印刷シス
テム（１）に結合された、前記クラッチ（３０）を作動
させるための制御回路（６０）と、前記感光体を駆動列
（２４）に選択的に、機械的に結合させるための前記ク
ラッチ（３０）を備える該駆動列（２４）とからなる電
子写真式印刷システム。

【００４６】７．上項６の電子写真式印刷システム
（１）において、該電子写真式印刷システム（１）が、
電子写真式プリンタを備えることと、前記感光体が、感
光体ドラム（２）を備えることと、前記駆動列（２４）
からの前記感光体ドラム（２）の機械的切り離しには、
前記制御回路（６０）に応答して、前記クラッチ（３
０）に電力を供給することが必要とされること。

【００４７】８．上項７の感光体摩耗低減システムにお
いて、前記制御回路（６０）が、前記感光体（２）に隣
接した印刷媒体の存在を検出するための光検出器（６１
ｂ）を備えることと、前記駆動列（２４）からの前記感
光体ドラム（２）の機械的切り離しが、前記光検出器
（６１ｂ）からの第１の信号（８０）、及び、前記制御
回路（６０）に結合された前記電子写真式印刷システム
（１）からの第２の信号（８１）に応答して実施される
ことと、前記駆動列（２４）からの前記感光体ドラム
（２）の機械的切り離しが、前記第１の信号（８０）が
印刷媒体（１１）の不在を表示した後、前記第２の信号
（８１）が、前記電子写真式印刷システム（１）からの
ＡＣバイアスの存在を表示している間に実施されるこ
と。

【００４８】９．感光体、該感光体に取り付けられたク
ラッチ（３０）、駆動列（２４）、及び、前記クラッチ
（３０）に結合された制御回路（６０）を備える、印刷
媒体（１１）に印刷を行うための電子写真式印刷システ
ム（１）において、前記感光体の摩耗を低減するための
方法であって、前記制御回路（６０）を用いて、印刷ジ
ョブにおける最終単位の印刷媒体（１１）が前記感光体
（２）を通過した時点を判定するステップと、前記クラ
ッチ（３０）を作動させることによって、前記駆動列か
ら前記感光体を切り離すステップとからなる方法。

【００４９】１０．上項９の方法において、前記判定ス
テップが、印刷媒体（１１）の不在を検出し、前記電子
写真式印刷システム（１）によって供給されるＡＣバイ
アスの存在を検出することを含むことと、前記切り離す
ステップが、前記制御回路（６０）に応答して、電力を
供給することにより、前記クラッチ（３０）を作動させ
ることを含むこと。

【００５０】

【発明の効果】本発明によれば、電子写真式プリンタに
おいて、消費電力を節約しつつ、感光体ドラムの磨耗量
を低減することができる。また、印刷カートリッジに、
感光体ドラムクラッチを設けることによって、顧客に納
品済みのプリンタにも容易に、本発明による装置を組み
込むことができる。さらに、感光体ドラムクラッチに電
力を与えるための手段としてバッテリを使用することが
可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】電子写真式プリンタの略断面図である。

【図２】感光体ドラム・クラッチの第１の実施態様を示
す断面図である。

【図３】感光体ドラム・クラッチの第２の実施態様を示
す断面図である。

【図４】感光体ドラム・クラッチの第３の実施態様を示
す断面図である。

【図５】感光体ドラム・クラッチの動作を制御するため
に使用可能な制御回路の実施態様を示す概略図である。

【図６】制御回路の動作に関連した信号のタイミング関
係を示すタイミング図である。

【図７】感光体ドラムの摩耗を低減する方法を示すフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

１ 電子写真式印刷システム ２ 感光体ドラム １０ 電子写真式印刷カートリッジ １１ 印刷媒体 ２４ 駆動列 ３０ 感光体ドラム・クラッチ ６０ 制御回路 ６１ｂ 光検出器 ８０ 用紙検出信号 ８１ ＡＣバイアス信号

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）に用いられ
   る感光体摩耗低減システムであって、 感光体（２）と、 感光体（２）に取り付けられたクラッチ（３０）と、 クラッチ（３０）及び電子写真式印刷システム（１）に
   結合された制御回路（６０）とからなる感光体摩耗低減
   システム。