説明

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

【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。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
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。
【0004】
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。
【0005】
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。
【0006】
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。
【0007】
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。
【0008】
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。
【0009】
【特許文献1】米国特許第4,868,607号明細書
【特許文献2】米国特許第5,315,357号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
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。
【課題を解決するための手段】
【0011】
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。
【0012】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】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。
【図2】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。
【図3】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】
【0023】
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)。

【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。


【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2006−31000(P2006−31000A)
【公開日】平成18年2月2日(2006.2.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−201594(P2005−201594)
【出願日】平成17年7月11日(2005.7.11)
【出願人】(596170170)ゼロックス コーポレイション (1,961)
【氏名又は名称原語表記】XEROX CORPORATION
【Fターム(参考)】