JP2002055518A - 現像剤用容器及び現像剤カートリッジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 内部に現像剤を収容する現像剤用容器に
おいて、上記現像剤用容器の表面の水接触角が８０度以
下であることを特徴とする現像剤用容器及びが現像剤用
容器を具備してなる現像剤カートリッジを提供する。 【効果】 本発明の現像剤用容器及び現像剤カートリッ
ジは、残存したトナーを簡単かつ確実に洗浄することが
でき、リサイクル性に優れたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、乾式電子写真方式
によるレーザープリンター、複写機、ファクシミリ等の
各種用途に適した現像剤カートリッジに関し、更に詳述
すると、水やエアーブロー等で簡単かつ確実に洗浄で
き、リサイクル性に優れた現像剤用容器及び該現像剤用
容器を具備してなる現像剤カートリッジに関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】乾式電
子写真方式レーザープリンター、複写機、ファクシミリ
の現像剤カートリッジとしては、例えば、現像剤（以
下、トナーという）を収容するためのトナー用容器と感
光ドラムとを共に内蔵するいわゆる一体型のカートリッ
ジや、トナー用容器自体が着脱可能に設けられ、感光ド
ラムと分離されている分離型カートリッジ等が挙げられ
る。前者の一体型のトナーカートリッジは、トナーを供
給する機能以外に、被写体の画像を形成するための感光
ドラムを帯電させる機能などを持ち、また、後者の分離
型は、トナーを感光部に供給する機能を持つという特徴
を有する。いずれの場合も、トナーは専用の容器に収容
されており、この専用容器は、通常、熱可塑性樹脂によ
って形成されている。

【０００３】上記トナーカートリッジは、容器内のトナ
ーが空になるとカートリッジごと交換され、空容器を具
備したカートリッジは、廃棄物として処理される。

【０００４】しかしながら、昨今の廃棄物の増大から、
廃棄物処理場の不足、廃棄物の不法投棄などが社会問題
となっており、使用済みのカートリッジを再利用しよう
とする動きが高まっている。

【０００５】このため、一体型トナーカートリッジにお
いては、感光ドラム等の内装部品すべてを取り外し、残
った容器を水やエアーブロー等で洗浄した後、粉砕溶融
し、再び現像剤用容器として成形し、新たにトナーを詰
めて再利用することが検討されている。また、分離型の
容器においても、水やエアーブロー等で洗浄し、同様に
粉砕溶融した後に成形し、新たにトナーを詰めて再利用
することが検討されている。

【０００６】しかしながら、トナーの空容器は、そのほ
とんどが疎水性の熱可塑性樹脂にて形成されているた
め、帯電しやすくトナーを吸着しやすい。従って、水や
エアーブロー等で洗浄を行っても、トナーを除去するの
に、非常に手間がかかるという問題があり、リサイクル
化を困難にしている。

【０００７】特に、一体型カートリッジにおいては、ト
ナー用容器と感光ドラムとを共に具備するため、その構
造が分離型に比べると複雑で、洗浄に非常に手間がかか
るという問題もある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、乾
式電子写真方式によるレーザープリンター、複写機、フ
ァクシミリ等の現像剤カートリッジに関し、更に詳述す
ると、洗浄を容易に行うことができてリサイクルに有利
な現像剤用容器及び該現像剤用容器を具備してなる現像
剤カートリッジを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記のよう
な問題点に鑑み、鋭意開発を行い、現像剤カートリッジ
に充填されるトナーの洗浄が困難なのは、一般には、ト
ナーが樹脂材料からなるトナー用バインダーとカーボン
ブラック等からなる疎水性材料であるのに対し、このよ
うなトナーを収容する容器（以下、現像剤用容器とい
う）が疎水性の熱可塑性樹脂にて形成されていることが
一因となっていることを突きとめた。

【００１０】そして、本発明者は、更に検討を行ったと
ころ、トナーを内部に収容する現像剤用容器の表面の水
接触角を特定することにより、現像剤用容器内に残存す
るトナーの付着を防止できる上、従来の処理方法で簡単
かつ再付着の問題を回避して確実に洗浄を行うことがで
きるので、その後に洗浄した容器を粉砕溶融し、再度成
形することが容易である上、洗浄したものをそのまま使
用することも可能でリサイクル性に適していることを知
見した。

【００１１】また、本発明者は、上記現像剤用容器を具
備してなる現像剤カートリッジは、上述したように現像
剤用容器の洗浄を容易かつ確実に行うことができるの
で、リサイクル性に優れる現像剤カートリッジとして好
適に採用することができ、特に、従来リサイクルが困難
とされてきたいわゆる一体型タイプの現像剤カートリッ
ジ（内部にトナー容器の他に感光ドラム等の必要な部品
を備えた現像剤カートリッジ）として好適であることを
知見し、本発明をなすに至ったものである。

【００１２】従って、本発明は、下記の現像剤用容器及
び現像剤カートリッジを提供する。 〔請求項１〕内部に現像剤を収容する現像剤用容器にお
いて、上記現像剤用容器の表面の水接触角が８０度以下
であることを特徴とする現像剤用容器。 〔請求項２〕現像剤用容器が熱可塑性樹脂を主材としか
つ帯電防止剤を配合してなる材料にて形成されたもので
ある請求項１記載の現像剤用容器。 〔請求項３〕熱可塑性樹脂がＡＢＳ樹脂である請求項２
記載の現像剤用容器。 〔請求項４〕帯電防止剤がアニオン系帯電防止剤である
請求項２又は３記載の現像剤用容器。 〔請求項５〕帯電防止剤が非イオン系帯電防止剤である
請求項２又は３記載の現像剤用容器。 〔請求項６〕現像剤と、該現像剤を内部に収容する現像
剤用容器とを具備してなる現像剤カートリッジにおい
て、上記現像剤用容器が請求項１乃至５のいずれか１項
記載の現像剤用容器であることを特徴とする現像剤カー
トリッジ。 〔請求項７〕現像剤カートリッジが感光ドラムを具備す
るものである請求項６記載の現像剤カートリッジ。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明につき、更に詳しく
説明すると、まず、本発明の第１発明である現像剤用容
器は、乾式電子写真方式によるレーザープリンター、複
写機、ファクシミリ等の各種現像剤（以下、トナーとい
う）を内部に収容するための容器として好適に使用する
ことができるもので、トナー用カートリッジとして好適
なものである。

【００１４】本発明の現像剤用容器は、公知材料をベー
ス樹脂として形成することができ、ベース樹脂として
は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリ
オレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエステル
系樹脂、アクリル系樹脂、ナイロン等のポリアミド系樹
脂、ＡＢＳ樹脂等を好適に挙げることができるが、特
に、破壊強度、耐久性、コスト等に優れることからＡＢ
Ｓ樹脂の使用が推奨される。

【００１５】本発明の現像剤用容器は、後述するよう
に、表面の水接触角が特定されることが必要であるが、
上記熱可塑性樹脂を主材としてなる材料は疎水性である
ため、ベース樹脂に応じて、帯電防止剤を使用すること
が、表面の水接触角を調整する点から推奨される。これ
ら帯電防止剤の使用は、現像剤用容器の表面の水接触角
を下げることができ、本発明の特定の水接触角にするこ
とが容易で、帯電圧を防ぐ点からも有利である。

【００１６】ここで、帯電防止剤としては、公知の帯電
防止剤を挙げることができ、例えば、非イオン系帯電防
止剤、アニオン系帯電防止剤、カチオン系帯電防止剤、
両性帯電防止剤、錯体化合物、帯電防止性の可塑剤等を
好適に挙げることができ、具体的には、下記〔化１〕〜
〔化４〕に示される低分子タイプのもの、〔化５〕、
〔化６〕に示される高分子タイプのもののいずれをも好
適に挙げることができる。

【００１７】

【化１】

【００１８】

【化２】

【００１９】

【化３】

【００２０】

【化４】

【００２１】

【化５】

【００２２】

【化６】

【００２３】本発明で使用し得る帯電防止剤としては、
上述したように、低分子タイプのものと、高分子タイプ
のもののいずれであってもよく、ベース樹脂の材質、水
接触角との関係によって適宜選択することができるが、
特に、本発明においては、低分子タイプのものは、成形
時の熱安定性に優れる点からアニオン系帯電防止剤、高
分子タイプのものは効果の持続性に優れる点から、非イ
オン系帯電防止剤を好適に使用することができる。

【００２４】本発明において、上記帯電防止剤の使用
は、公知の方法を採用することができ、特に制限される
ものではなく、例えば、帯電防止剤無配合の樹脂材料
にて予め現像剤用容器を作製した後、帯電防止剤を直接
又は適宜な溶媒で希釈して、該容器表面に塗布する方
法、容器製造前にベース樹脂に所定量の帯電防止剤を
配合し、混練後、常法に従って現像剤用容器を成形する
方法等を挙げることができる。

【００２５】ここで、上記の方法は、現像剤用容器を
上記ベース樹脂を用いて製造した後、該現像剤用容器の
表面に常法に従って塗布するものであるが、塗布方法と
しては、スプレー、浸漬法、はけ塗り等の公知の塗布方
法を採用することができる。

【００２６】また、の方法は、ベース樹脂に所定量の
帯電防止剤を配合し、成形材料として調製し、容器の成
形を行う方法を好適に採用し得る。ベース樹脂に対する
帯電防止剤の配合量は、特に制限されるものではなく、
使用するベース樹脂に応じて帯電防止剤を選択し、その
使用量等の種々の条件も決定することができる。

【００２７】本発明の現像剤用容器は、熱可塑性樹脂を
主材とし、かつ帯電防止剤を配合してなる材料にて形成
されたものであることが推奨され、特に、上述したよう
に、ベース樹脂として好適なＡＢＳ樹脂を使用する場合
には、上記帯電防止剤の使用は、後述する水接触角を付
与するために好適に採用することができる。

【００２８】ここで、上記帯電防止剤は、分子量に応じ
て配合量を調製することが推奨されるが、ベース樹脂と
してＡＢＳ樹脂を使用する場合には、ＡＢＳ樹脂１００
質量部に対して、低分子タイプの帯電防止剤を配合する
場合には、通常０．２質量部以上、好ましくは０．５質
量部以上、更に好ましくは１質量部以上、上限として１
０質量部以下、好ましくは５質量部以下配合することが
推奨される。帯電防止剤の配合量が少なすぎると、トナ
ー付着防止効果及び帯電防止効果が弱く、多すぎると破
壊特性などの物性が劣化する場合がある。

【００２９】また、ＡＢＳ樹脂１００質量部に対して、
高分子タイプの帯電防止剤（いわゆる永久帯電防止剤）
を使用する場合には、帯電防止剤は通常２質量部以上、
好ましくは５質量部以上、更に好ましくは１０質量部以
上、上限として２０質量部以下配合することが推奨され
る。帯電防止剤の配合量が少なすぎると、トナー付着防
止効果及び帯電防止効果が弱く、多すぎるとコスト高を
招くおそれがある。

【００３０】上記ＡＢＳ樹脂に配合し得る帯電防止剤と
しては、公知のものを挙げることができ、上述した〔化
１〕〜〔化６〕で例示した低分子型，高分子型のいずれ
のものも好適に使用することができ、特に、上記低分子
型のアニオン系帯電防止剤や、高分子型の非イオン系帯
電防止剤を使用することが推奨される。帯電防止剤とし
ては、市販品を使用することもでき、例えば、アニオン
系帯電防止剤として、三洋化成製「ケミスタット３０３
３」等、高分子タイプの帯電防止剤として、三洋化成製
「ペレスタット７５３０」等をそれぞれ挙げることがで
きる。

【００３１】本発明の現像剤用容器は、表面の水接触角
が８０度以下、好ましくは７５度以下、更に好ましくは
７０度以下であることを要する。これにより、トナー洗
浄を簡単かつ確実に行うことができるので、回収した容
器を粉砕溶融し、再び成形することが容易で、容器のリ
サイクル化に好適に対応し得る上、洗浄を確実に行うこ
とができるので、洗浄した容器をそのまま使用すること
も可能にすることができる。この場合、水接触角が大き
すぎると、トナーが容器表面に著しく付着する。

【００３２】本発明において、現像剤用容器として表面
の水接触角を得るには、上述したように、帯電防止剤
無配合の樹脂材料にて予め現像剤用容器を作製した後、
帯電防止剤を直接又は適宜な溶媒で希釈して、該容器表
面に塗布する方法、容器製造前にベース樹脂に所定量
の帯電防止剤を配合し、混練後、常法に従って現像剤用
容器を成形する方法等によって製造することができる。

【００３３】本発明の現像剤用容器は、乾式電子写真方
式レーザープリンター、複写機、ファクシミリ等の現像
剤を収容する容器として使用することができ、内部にト
ナーが収容されるものであるが、収容可能なトナーにつ
いては、特に制限はなく、具体的には、樹脂材料からな
るバインダー、カーボンブラック、顔料等の各種現像剤
として使用されているものを好適に挙げることができ
る。なお、これらは、通常、疎水性を示すものである。

【００３４】本発明の現像剤用容器は、このように疎水
性のトナーを収容するものであるが、表面の水接触角が
上述した所定の値をとり、かつ親水性に優れているの
で、トナーを無駄なく供給することができる上、トナー
使用後においても、容器を回収し、水やエアーブロー等
の従来の処理方法を施すだけで、簡単かつ再付着の問題
を回避してトナーを確実に除去することができる。従っ
て、洗浄した容器を粉砕溶融し、再度成形することが容
易である上、洗浄した容器をそのまま使用することも可
能で、リサイクル性に非常に優れたものである。

【００３５】次に、本発明の第２発明の現像剤カートリ
ッジは、上記本発明の第１発明の現像剤用容器を具備し
てなる以外は、形状、他の物品との組み合わせを公知の
現像剤カートリッジと同様の構成にすることができ、例
えば、乾式電子写真方式によるレーザープリンター、複
写機、ファクシミリ等の各種用途に適した態様とするこ
とができ、これら装置に着脱可能に取り付けられるもの
である。

【００３６】ここで、本発明の現像剤カートリッジにつ
いて、図面を参照して説明すると、図１は、本発明の一
実施例にかかる現像剤カートリッジ１（コピー機用トナ
ーカートリッジ）の内部の様子を示す概略図である。

【００３７】このカートリッジ１は、内部にトナーを収
容保持する現像剤用容器２と、感光ドラム３とを具備す
るいわゆる一体型タイプのカートリッジである。

【００３８】このトナーカートリッジ１は、上記現像剤
用容器２と感光ドラム３以外に、感光ドラム３を帯電す
るための帯電部材４、現像剤用容器２内に収容されたト
ナーを感光ドラム３に搬送する現像ローラ５、トナーを
紙に転写するための転写部材６、該感光ドラム３に残存
した不要なトナーを除去するクリーニング部材７を具備
するものである。このカートリッジ１は、画像形成のた
めの露光が矢印方向に行われると、感光ドラム３に静電
潜像を形成し、この静電潜像の上に現像剤用容器２内か
ら現像ローラ５を介してトナーが供給されることにより
現像を行い、更に転写部材６によって所定の紙８に転写
して、コピーを行うと共に、転写後の感光ドラム３に残
存したトナーをクリーニング部材７によって除去するも
のである。

【００３９】本発明のトナーカートリッジ１は、上記ト
ナーを収容する現像剤用容器２が、本発明の第１発明の
現像剤用容器で形成されており、所定の水接触角を有す
るので、トナーを効率よく供給することができ、従来の
容器に比べてトナーを無駄なく使用することができるも
のである。

【００４０】本発明のトナーカートリッジは、上記現像
剤用容器２中のトナーがなくなると、通常のカートリッ
ジと同様にして、取り外されて、新しいものと交換され
る。

【００４１】上記取り外された使用済みのカートリッジ
は、リサイクル工程に付すことができる。図１のカート
リッジ１内には、現像剤用容器２以外に、感光ドラム
３、帯電部材４、現像ローラ５、転写部材６、クリーニ
ング部材７等の複雑な内装部品を具備するものである
が、常法に従ってこれら内装部品を取り外し、現像剤用
容器を回収する通常のリサイクル工程に付することがで
きる。

【００４２】次いで、回収した現像剤用容器は、公知の
方法、例えば、水やエアーブロー等で洗浄を行う。本発
明のカートリッジが具備する現像剤用容器は、表面の水
接触角が特定され、親水性に優れているので、水やエア
ーブロー等の従来の処理方法を施すだけで、簡単かつ再
付着の問題を回避してトナーを確実に除去することがで
きる。従って、洗浄後の容器を粉砕溶融し、再び成形す
ることが容易である上、洗浄した容器をそのまま使用す
ることもでき、容器のリサイクル化に好適に対応し得
る。容器には、トナーが充填され、再度カートリッジと
して利用することができる。

【００４３】以上のように、本発明の現像剤カートリッ
ジは、従来困難視されていたトナー用容器の洗浄を効率
よく行うことができるので、一体型、分離型のいずれの
タイプのカートリッジとして好適に採用することができ
る。

【００４４】この場合、本発明の現像剤カートリッジ
は、一体型カートリッジとすることで、その構造が分離
型に比べると複雑で、洗浄に手間がかかるという従来か
らの問題を解消し、リサイクル性を向上させることがで
きるという優位性が得られる。

【００４５】次に、図２は、本発明の現像剤カートリッ
ジの他の例として、プリンター用カートリッジ１の外側
から見た斜視図を示す。図２のカートリッジ１も図１と
同様のいわゆる一体型のカートリッジで、その内部の図
示は省略するが、図１のカートリッジと同様に本発明の
第１発明にかかる現像剤用容器と、感光ドラムとを共に
具備するものである。

【００４６】このカートリッジ１も図１の例と同様に、
トナーを使用した後、カートリッジごと回収し、現像剤
用容器を取り外し、水やエアーブロー等の公知の洗浄方
法でトナーの除去を行うことにより、簡単かつ確実に容
器からトナーの除去を行うことができるので、リサイク
ルも容易に行うことができる。

【００４７】図３は、本発明の分離型の現像剤カートリ
ッジの一実施例（コピー機用のトナーボトル）を示す。
この分離型のトナーカートリッジ１は、本発明の現像剤
用容器をトナーボトル２とした例で、このトナーボトル
２の先端部には、着脱可能なキャップ部９が取り付けら
れている。このカートリッジ１は、ボトル２からキャッ
プ部９を外し、露呈した該ボトル２の先端部を、コピー
機の所定位置に取り付けて使用するものである。

【００４８】図４に、図３のトナーボトル２を使用した
コピー機１０内部の概略図を示す。トナーボトル２は、
コピー機１０の内部に感光ドラム３とは分離して取り付
けられるものである。なお、図４の例において、コピー
機内の構成物品等は実質的に図１と同様なので、同一の
参照符号を付してその説明を省略する。

【００４９】図３，４のトナーボトル２は、ボトル内の
トナーが無くなると、空ボトルのみを回収して取り替え
を行うことができる。従って、使用済みのトナーボトル
２を回収し、水やエアーブロー等の公知の方法で洗浄を
行えば、上記図１，２に示した例と同様に、ボトル表面
の水接触角が特定されているので、簡単かつ確実にトナ
ーを除去できる。従って、洗浄後の容器を粉砕溶融し、
再び成形することが容易である上、洗浄した容器をその
まま使用することもでき、容器のリサイクル化に好適に
対応し得る。容器には、トナーが充填され、再度カート
リッジとして利用することができる。

【００５０】

【発明の効果】本発明の現像剤用容器及び現像剤カート
リッジは、残存したトナーを簡単かつ確実に洗浄するこ
とができ、リサイクル性に優れたものである。

【００５１】

【実施例】以下、本発明の実施例と比較例を示し、本発
明を具体的に説明するが、本発明は、下記実施例に制限
されるものではない。

【００５２】〔実施例１〕ＡＢＳ樹脂（東レ製トヨラッ
ク２５０）１００質量部に対し、アニオン系帯電防止剤
（三洋化成製ケミスタット３０３３）が２質量部となる
ように二軸押出機により混練し、樹脂ペレットを作成し
た。

【００５３】次いで、得られたペレットを所定の射出成
形機によりトナー用容器を成形した後、常法に従い、該
容器を具備したレーザープリンター用カートリッジ（一
体型）を製造した。

【００５４】〔実施例２〕ＡＢＳ樹脂に対し、アニオン
系帯電防止剤（三洋化成製ケミスタット３０３３）が４
質量部配合されるようにした以外は、実施例１と同様に
してレーザープリンター用の現像剤カートリッジ（一体
型）を製造した。

【００５５】〔実施例３〕高分子系帯電防止剤（三洋化
成製ペレスタット７５３０）を１０質量部配合した以外
は、実施例１と同様にしてレーザープリンター用カート
リッジ（一体型）を製造した。

【００５６】〔比較例〕ＡＢＳ樹脂（東レ製トヨラック
２５０）１００質量部のみを使用してトナー用容器を製
造した以外は、実施例１と同様にしてレーザープリンタ
ー用カートリッジ（一体型）を製造した。

【００５７】一方、上記各レーザープリンター用カート
リッジに取り付けるトナー用容器について、下記の通り
諸物性を調べた。

【００５８】接触角測定結果 トナー用容器から平板状の試験片を切り出し、水の接触
角を協和界面化学製接触角測定装置によって３回測定
し、その平均値を求めた。結果を表１に示す。

【００５９】

【表１】

【００６０】帯電圧測定結果 上記と同様の試験片を布で１０往復、７０Ｎの力でこす
り、帯電圧測定装置で速やかに帯電圧を測定した。結果
を表２に併記する。

【００６１】

【表２】

【００６２】トナーの付着テスト 帯電圧測定と同様な処理を行った試験片をトナー粉に近
づけ、トナーが付着する距離を測定した。結果を表３に
併記する。

【００６３】

【表３】

【００６４】上記表１〜３の測定結果のように、実施例
１〜３では、比較例より、表面の水接触角が低くなると
共に、帯電圧が低く、帯電により容器表面にトナーが付
着することはなかった。

【００６５】これに対して、比較例のトナー用容器は、
帯電が起こりやすく、帯電によりトナーが容器表面に付
着するものであった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例にかかる現像剤カートリッジ
（コピー機用トナーカートリッジ）の内部の様子を示す
概略図である。

【図２】本発明の他の実施例にかかる現像剤カートリッ
ジ（プリンター用カートリッジ）の斜視図である。

【図３】本発明の他の実施例にかかる現像剤カートリッ
ジ（コピー機用のトナーボトル）を示す正面図である。

【図４】同トナーボトルを使用したコピー機内部を示す
概略図である。

【符号の説明】

１ 現像剤カートリッジ ２ 現像剤用容器

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に現像剤を収容する現像剤用容器に
   おいて、上記現像剤用容器の表面の水接触角が８０度以
   下であることを特徴とする現像剤用容器。
2. 【請求項２】 現像剤用容器が熱可塑性樹脂を主材とし
   かつ帯電防止剤を配合してなる材料にて形成されたもの
   である請求項１記載の現像剤用容器。
3. 【請求項３】 熱可塑性樹脂がＡＢＳ樹脂である請求項
   ２記載の現像剤用容器。
4. 【請求項４】 帯電防止剤がアニオン系帯電防止剤であ
   る請求項２又は３記載の現像剤用容器。
5. 【請求項５】 帯電防止剤が非イオン系帯電防止剤であ
   る請求項２又は３記載の現像剤用容器。
6. 【請求項６】 現像剤と、該現像剤を内部に収容する現
   像剤用容器とを具備してなる現像剤カートリッジにおい
   て、上記現像剤用容器が請求項１乃至５のいずれか１項
   記載の現像剤用容器であることを特徴とする現像剤カー
   トリッジ。
7. 【請求項７】 現像剤カートリッジが感光ドラムを具備
   するものである請求項６記載の現像剤カートリッジ。