(57)【要約】　　　（修正有）【課題】 改良された再充填可能なトナーカートリッジおよびトナーカートリッジに再充填する方法の必要性がある。特に、トナーがこぼれること及びそれに関連した付随する欠点を最小限に抑える再充填方法を用いてトナーを再充填することが出来る、改良された再充填可能なトナーカートリッジが必要である。【解決手段】　画像形成装置１２用のプリンタカートリッジ１０であって、　カートリッジ本体１４と、カートリッジ本体１４内の再充填可能なリザーバ１６であって、液状媒体６０中に懸濁する現像剤粒子１８を収容するようになっている、再充填可能なリザーバ１６と、再充填可能なリザーバ１６を加熱し、再充填可能なリザーバ１６から液状媒体６０を蒸発させて現像剤粒子１８を残す、カートリッジ本体１４上の加熱機構２１とを備えている。【選択図】　　　　図２
2004139083.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　画像形成装置用のプリンタカートリッジであって、
　カートリッジ本体と、
　前記カートリッジ本体内の再充填可能なリザーバであって、液状媒体中に懸濁する現像剤粒子を収容するようになっている、再充填可能なリザーバと、
　前記再充填可能なリザーバを加熱し、該再充填可能なリザーバから前記液状媒体を蒸発させて前記現像剤粒子を残す前記カートリッジ本体上の加熱機構と、
を備えているプリンタカートリッジ。
【請求項２】
　前記再充填可能なリザーバと連通する、前記カートリッジ本体上の排気機構であって、前記加熱機構によって熱を加える際に前記再充填可能なリザーバから前記液状媒体が蒸発することを可能にする排気機構をさらに具備している、請求項１に記載のプリンタカートリッジ。
【請求項３】
　前記再充填可能なリザーバの内部領域へのアクセスを提供する前記カートリッジ本体上の取り外し可能なフィラーキャップであって、取り外された場合に前記液状媒体中に懸濁する前記現像剤粒子が前記再充填可能なリザーバに注入されることを可能する取り外し可能なフィラーキャップをさらに具備し、前記排気機構は前記取り外し可能なフィラーキャップ内に配置されている、請求項２に記載のプリンタカートリッジ。
【請求項４】
　前記再充填可能なリザーバ内へ延びるように前記カートリッジ本体に取り付けられた可動攪拌機構であって、前記加熱機構によって前記再充填可能なリザーバに熱を加えている間に、前記液状媒体中に懸濁する前記現像剤粒子を攪拌するように作動する可動攪拌機構をさらに具備している、請求項１に記載のプリンタカートリッジ。
【請求項５】
　印刷媒体上に画像を形成する装置であって、
　加熱機構を備える主アセンブリと、
　前記主アセンブリに脱着式に取り付けることができる再充填可能なプロセスカートリッジであって、該再充填可能なプロセスカートリッジは、
　　カートリッジ本体、および
　　前記カートリッジ本体内の再充填可能なリザーバであって、液状媒体中に懸濁する現像剤粒子を収容するようになっており、前記主アセンブリの前記加熱機構は、再充填可能なリザーバを加熱し、再充填可能なリザーバから前記液状媒体を蒸発させて前記現像剤粒子を残す、再充填可能なリザーバを具備するプロセスカートリッジと、
を備えている装置。
【請求項６】
　前記加熱機構は、画像形成装置の前記主アセンブリに取り付けられた加熱要素である、請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
　前記主アセンブリは、前記印刷媒体上に画像を形成する構成要素を備え、前記画像を形成する構成要素は、前記再充填可能なリザーバを加熱し、該再充填可能なリザーバから前記液状媒体を蒸発させて前記現像剤粒子を残す前記加熱機構である、請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項８】
　少なくとも現像剤粒子が部分的に枯渇している画像形成装置の取り外し可能なプリンタカートリッジを再充填する方法であって、
　前記プリンタカートリッジの再充填可能なリザーバに液状媒体中に懸濁する現像剤粒子を再充填するステップと、
　前記再充填可能なリザーバを加熱し、それにより前記再充填可能なリザーバから前記液状媒体を蒸発させて前記現像剤粒子を残すステップと、
を含む方法。
【請求項９】
　前記再充填可能なリザーバを加熱するステップは、
　前記プリンタカートリッジ上に取り付けられた加熱要素により前記再充填可能なリザーバを加熱することを含む、請求項８に記載のプリンタカートリッジを再充填する方法。
【請求項１０】
　前記再充填可能なリザーバを加熱するステップは、
　前記再充填可能なリザーバを加熱し、それにより前記再充填可能なリザーバから前記液状媒体を蒸発させて前記現像剤粒子を残すと同時に、前記蒸発した液状媒体を前記プリンタカートリッジ上の排気機構を通して排気し、前記液状媒体中に懸濁する前記現像剤粒子を攪拌することを含む、請求項８に記載のプリンタカートリッジを再充填する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、電子写真方式の映像システムで使用される再充填可能なトナーカートリッジ、およびトナーカートリッジを再充填するプロセスに関する。
【背景技術】
【０００２】
　多くの画像形成装置、たとえばレーザープリンタ、複写機、ファクシミリ機等は、電子写真方式の印刷プロセスを利用して媒体上に画像および文字を生成している。一般に、これらの電子写真方式の印刷プロセスは、まずローラ（すなわち、ドラム）または光伝導性材料を有する連続的なベルトである光受容体を帯電させることを必要とする。次に、光受容体の帯電した領域が、再生されるべき文字および／または画像の光の像に晒され、画像および／または文字の形で帯電した領域に静電荷が生ずる。その後、現像剤粒子（すなわち、トナー）を光受容体に与えて、それにより粒子が画像および／または文字の形で帯電した領域に移される。次に、再生されるべき画像および／または文字の形のトナー粒子が光受容体から媒体へ転写される。その後、媒体上のこれらのトナー粒子は、媒体に定着すなわち融着される。最後に、次の印刷サイクルの準備をするために、光受容体を清掃するかまたは回復させる。
【０００３】
　上述したように、電子写真方式の印刷プロセスは、トナーを用いて所望の画像および／または文字を媒体上に印刷または複写することである。このトナーは、ポリマーベースのトナー粒子で構成される粉末状の物質であり、各トナー粒子は通常５ミクロン未満の径を有している。トナーは、取り外し可能なトナーカートリッジのトナーホッパ（すなわち、リザーバ）内に収容されている。一般に、トナーカートリッジはまた、光受容体と、光受容体を帯電させる帯電アセンブリと、トナーホッパから光受容体にトナーを転写する現像アセンブリと、次の印刷サイクルのために光受容体を回復させる清掃アセンブリとを含んでいる。電子写真方式の印刷プロセスによってトナーが消耗するため、いったんトナーが枯渇したら、トナーカートリッジを取り替えなければならないか、またはトナーカートリッジのトナーホッパを再充填しなければならない。残念ながら、トナーカートリッジは光受容体、帯電アセンブリ、現像アセンブリおよび清掃アセンブリを含むため、トナーカートリッジのデザインは比較的高価である。さらに、光受容体、帯電アセンブリ、現像アセンブリおよび清掃アセンブリは、トナーホッパ内に収容されるトナーの量よりもかなり長持ちするものである。したがって、トナーカートリッジ全体を廃棄することは、材料と埋め立てごみ処分場の無駄な浪費となり、それらにかかる費用は消費者に転嫁されることになる。
【０００４】
　トナーホッパを再充填するプロセスも欠点を提示するが、これは再充填プロセスが困難で厄介であることが分かっているためである。トナーは微粉末状の物質であるため、トナーカートリッジの構成要素上にこぼれる傾向がある。さらに、トナーは空気中でとどまってカートリッジを再充填している人の服に付着する傾向がある。充填プロセスの結果による光受容体上の余剰トナーは、電子写真方式の印刷プロセスによって生成される印刷物および複写物に染み、縞または空所を生ずる可能性がある。さらに、トナーカートリッジの可動部分でトナーがこぼれることによって、可動部分がより早く磨耗することになり、カートリッジの電気部品をショートさせることさえあり得る。そのため、再充填プロセスの結果としてトナーがこぼれることは、印刷物および複写物の品質を低下させ、維持費を増加させる可能性があり、さらに画像形成装置の耐用年数を減らす可能性さえもある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
　改良された再充填可能なトナーカートリッジおよびトナーカートリッジにトナーを再充填する方法の必要性がある。特に、トナーがこぼれることおよびそれに関連した付随する欠点を最小限に抑える再充填方法を用いてトナーを再充填することができる、改良された再充填可能なトナーカートリッジの必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
　一実施形態では、本発明は画像形成装置用のプリンタカートリッジである。プリンタカートリッジは、再充填可能なリザーバを有するカートリッジ本体と、加熱機構とを備えている。この再充填可能なリザーバは、液状媒体中に懸濁する現像剤粒子を収容するようになっている。加熱機構は、再充填可能なリザーバを加熱し、再充填可能なリザーバから液状媒体を蒸発させて現像剤粒子を残すようになっている。
【０００７】
　本発明をさらに理解するために、添付図面を含んでいる。図面は、本発明の実施形態を示し、説明とともに本発明の原理を明らかにすることに役立つものである。本発明の他の実施形態および本発明の多くの意図された利点は、添付の図面と関連して考慮される場合に、以下の詳細な説明の参照によってより理解されることから、これらの実施形態および利点は容易に理解されるであろう。添付の図面では、図面を通して同様の参照数字は同様の部位を示している。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
　図１〜図３は、本発明の一実施形態によるものであって、電子写真方式プリンタ等の画像形成装置１２用の再充填可能なプリンタ（すなわち、トナー）カートリッジ１０を示している。プリンタカートリッジ１０は、画像形成装置１２から容易に取り外し可能であり、かつ容易に再挿入することができるようになっている。プリンタカートリッジ１０は、ポリマーベースのトナー１８等の乾式現像剤粒子を収容する、図示された再充填可能なリザーバ１６（すなわち、ホッパ）を有するカートリッジ本体１４を備えている。
【０００９】
　以下でさらに十分に説明するように、リザーバ１６を充填するための再充填可能なリザーバ１６へのアクセスは、容易に取り外し可能で、かつ取り替え可能なフィラーキャップ２０を通して成し遂げることができる。フィラーキャップ２０は、弾性スナップクリップ２２によって適所に取り外し可能に保持されている（図３を参照）。フィラーキャップ２０は、離間された複数の排気孔２４によって示される排気機構を備えており、当該排気孔２４は、フィラーキャップ２０を通して延在し、かつリザーバ１６の内部領域が周囲の空気と連通することを可能にするものである。排気孔２４の目的については、以下でより十分に説明する。加熱要素２１によって示される加熱機構は、カートリッジ本体１４に取り付けられている。加熱要素２１は、再充填可能なリザーバ１６の内容物を加熱するものである。これについては、以下でより十分に説明する。可動トナー攪拌機構２５は、再充填可能なリザーバ１６内へ延びるようにカートリッジ本体１４に取り付けられている。トナー攪拌機構２５は、矢印２７の方向に回転可能であり、トナー１８の粉の均質性（consistency）を維持するためにトナー１８を攪拌するものである。
【００１０】
　カートリッジ本体１４は、電子写真方式の光受容体部材２６と、光受容体部材２６を静電気的に帯電させる帯電アセンブリ２８と、トナー１８を使用して光受容体部材２６上の帯電した潜像を現像する現像アセンブリ３０と、光受容体部材２６上に残存するトナー１８を除去する清掃アセンブリ３２と、清掃アセンブリ３２によって光受容体部材２６から除去されたトナー１８を収納する除去トナー室３４とを収容している。
【００１１】
　画像形成装置１２は、給紙ローラ３８および４０によって示され、印刷媒体カセット４４および４６内に積み重ねられた各一枚の印刷媒体４２を給送する給紙アセンブリと、一枚の印刷媒体４２を印刷媒体カセット４４および４６から搬送する一対のローラ４８とを有する主アセンブリ３６を備えている。主アセンブリ３６は、光受容体部材２６がプリンタカートリッジ１０の帯電アセンブリ２８によって帯電された後に、帯電した潜像を光受容体部材２６上に形成する露光アセンブリ５０をさらに備えている。さらに、画像形成装置１２の主アセンブリ３６は、帯電器５２によって示され、現像アセンブリ３０によって現像された帯電した潜像を印刷媒体４２に転写する転写アセンブリを備えている。一対の加熱ローラ５４によって示される定着アセンブリは、現像した潜像を印刷媒体４２上に定着させるものである。給紙アセンブリの、もう一対のローラ５６は、定着した画像を有する一枚の印刷媒体４２を画像形成装置１２の排紙トレイ５８に給送している。
【００１２】
　図４Ａ〜図４Ｃは、本発明による液状媒体中に懸濁する現像剤粒子で再充填可能なプリンタカートリッジを再充填する方法の例示的な一実施形態を示している。図４Ａでわかるように、少なくともトナー１８が一部枯渇しているプリンタカートリッジ１０の再充填可能なリザーバ１６を再充填するために、まずプリンタカートリッジ１０を画像形成装置１２の主アセンブリ３６から取り外し、スナップクリップ２２を曲げることによりフィラーキャップ２０をカートリッジ本体１４から取り外すことにより、再充填可能なリザーバ１６を露出させる。次に、再充填可能なリザーバ１６に、トナー／液状媒体の混合物６０を再充填する。このトナー／液状媒体の混合物６０は、水等の液状媒体中に懸濁しているトナー１８からなっている。実用的な目的のために、このトナー／液状媒体の混合物６０は、製造業者によって予め混ぜ合わされ、プリンタカートリッジ１０を再充填する消費者に提供されることになる。
【００１３】
　このトナー／液状媒体の混合物６０は流動体であるため、通常微粉末状のトナーでプリンタカートリッジを再充填することに関連する欠点を示さない。たとえば、トナー／液状媒体の混合物６０は流動体であるため、注入中に制御することが簡単であり、したがってプリンタカートリッジの構成要素上にあまりこぼれない。さらに、トナー／液状媒体の混合物６０は流動体であるため、空気中にあまり長くとどまらない。その結果、トナー／液状媒体の混合物６０を使用してプリンタカートリッジ１０のリザーバ１６を再充填することにより、光受容体上の余剰トナーと、電子写真方式の印刷プロセスによって作製される印刷物および複写物、余剰トナーが存在する場合に付随する染み、縞または空所とが生じる可能性が少なくなる。さらに、トナー／液状媒体の混合物６０はより簡単に取り扱うことができる流動体であるため、トナーカートリッジの可動部分をより早く磨耗させる可能性があり、カートリッジ内の電気部品をショートさせ得ることさえある、トナーカートリッジの可動部分上へのトナーがこぼれる可能性は少なくなる。さらに、トナー／液状媒体の混合物６０はより容易に取り扱うことができる流動体であるため、印刷物および複写物の品質を低下させ、維持費を増加させ、画像形成装置の耐用年数を減らす可能性さえある、再充填プロセスの結果としてトナーがこぼれることが生じる可能性は少なくなる。
【００１４】
　次に、図４Ｂでわかるように、いったん再充填可能なリザーバ１６にトナー／液状媒体の混合物６０を充填すると、フィラーキャップ２０はカートリッジ本体１４上に戻され、弾性スナップクリップ２２によって適所に保持される。その後、トナー／液状媒体の混合物６０を収容するプリンタカートリッジ１０が、画像形成装置１２の主アセンブリ３６内に再び挿入される。次に、加熱要素２１が作動して熱６２を生ずる。熱６２は、トナー／液状媒体の混合物６０の液状媒体を気体６４に変えるのに十分な温度である。言い換えれば、加熱要素２１に由来する熱６２は、トナー／液状媒体の混合物６０から液状媒体（すなわち、水）を蒸発させて、プリンタカートリッジ１０のリザーバ１６内にトナー１８だけを残すのに十分なものである。トナー／液状媒体の混合物６０から液状媒体が蒸発する間、蒸発した液状媒体（すなわち、気体）は、フィラーキャップ２０の排気孔２４を通して再充填可能なリザーバ１６を出る。さらに、トナー／液状媒体の混合物６０から液状媒体が蒸発する間、トナー攪拌機構２５は矢印２７の方向に回転してトナー／液状媒体の混合物６０を攪拌し、確実に全ての液状媒体が蒸発して微粉末の均質性を有するトナー１８を残すようにしている。また、トナー攪拌機構２５は、全ての液状媒体が蒸発した後（たとえば、画像形成プロセス中）に作動して、リザーバ１６内のトナー１８の微粉末の均質性を維持することが可能となる。図４Ｃは、全ての液状媒体（すなわち、水）がトナー／液状媒体の混合物６０から蒸発してトナー１８だけが残っている、プリンタカートリッジ１０の再充填プロセスの結果を示している。
【００１５】
　好適な一実施形態では、加熱要素２１はプリンタカートリッジ１０のカートリッジ本体１４上に取り付けられているが、代わりに、加熱要素２１ａを画像形成装置１２の主アセンブリ３６上に取り付けてもよい。さらに別の実施形態では、給紙アセンブリ（すなわち、ローラ３８，４０，４８，５６）、露光アセンブリ５０、転写アセンブリ（すなわち、帯電器５２）および定着アセンブリ（すなわち、加熱ローラ５４）のうちの１つまたは複数の作動による熱を使用して、トナー／液状媒体の混合物６０から液状媒体を蒸発させてプリンタカートリッジ１０の再充填可能なリザーバ１６内にトナー１８を残してもよい。
【００１６】
　本発明は、好適な実施形態を参照して説明されてきたが、当業者であれば、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、形態および詳細において変更がなされ得ることを認めるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態による再充填可能なプリンタカートリッジを組み込む画像形成装置の簡略化された側断面図である。
【図２】図１に示す再充填可能なプリンタカートリッジの簡略化された側断面図である。
【図３】再充填可能なプリンタカートリッジのフィラーキャップが取り外された状態で、図２に示す再充填可能なプリンタカートリッジの簡略化された斜視図である。
【図４Ａ】本発明の一実施形態による液状媒体中に懸濁する現像剤粒子で再充填可能なプリンタカートリッジを再充填する方法を示す、図２と同様の簡略化された側断面図である。
【図４Ｂ】本発明の一実施形態による液状媒体中に懸濁する現像剤粒子で再充填可能なプリンタカートリッジに再充填する方法を示す、図２と同様の簡略化された側断面図である。
【図４Ｃ】本発明の一実施形態による液状媒体中に懸濁する現像剤粒子で再充填可能なプリンタカートリッジを再充填する方法を示す、図２と同様の簡略化された側断面図である。
【符号の説明】
【００１８】
　１０　プリンタカートリッジ
　１２　画像形成装置
　１４　カートリッジ本体
　１６　リザーバ
　１８　現像剤粒子
　２０　フィラーキャップ
　２１　加熱機構
　２４　排気機構
　２５　可動攪拌機構
　６０　液状媒体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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