JP2006309240A - シールデバイス - Google Patents

Abstract

【課題】現像物質の漏れを防ぐ現像剤システム用のシールデバイスを提供する。
【解決手段】このシールデバイスには、トナー粒子を含む現像剤ハウジング３８と、処理方向に移動する受光部材上の潜像にトナー粒子を転写する、ハウジングに回転可能に取り付けられたドナー部材と、真空状態でトナー粒子を収集するトナー放出システムと、ハウジングの各端部に取り付けられ、受光部材と接触するシール部材１０２，１０４であって、横方向に移動するトナー粒子を保持してハウジングの各端部から漏れるのを防ぎ、ハウジングを越えて放出されるトナー粒子を大幅に減少させる、シール部材１０２，１０４と、が設けられる。
【選択図】図４

Description

本発明は概して静電像の現像に関し、より詳細には、現像剤シールシステムと、該システムからの空中浮遊粒子の漏れを最小にするアクティブ・エアフロー(active airflow)システムとを有する現像装置に関する。

一般に、電子写真印刷法は、光導電性表面をほぼ均一の電位に帯電することによる光導電性表面の感光を含む。電荷は、所望の画像に対応するアクティブ化のパターンに従って選択的に消散される。電荷の選択的な消散によって静電電荷パターンが残り、このパターンは現像剤物質との接触によって現像される。この工程によってトナー粉末画像が光導電性表面上に形成され、この画像は続いてコピーシートに転写される。最後に、この粉末画像は加熱され、永久にコピーシートに像様に固着される。

二成分と単一成分の現像剤物質がよく使用されている。一般的な二成分現像剤物質は、トナー粒子が摩擦電気によって付着した磁性キャリヤ粒子を含む。単一成分現像剤物質は一般に静電電荷を有するトナー粒子を含み、これによってトナー粒子は光導電性表面上の潜像に引き寄せられ、これに付着する。

光導電性表面上の潜像にトナー粒子を導く種々の公知の現像システムがある。単一成分現像システムはドナーロールを用い、ドナーロールと光導電性表面によって定められたニップへ帯電トナーを移動させる。機械的なスカベンジレス現像の組み合わせにより、光導電性表面に記録された潜像がトナーによって現像される。スカベンジレス現像システムは、現像ゾーンにおいて、ドナーロールと、ドナーロールに近接して配置された複数の電極線を用いている。ＡＣ電圧を電極線に印加することでトナーがドナーロールから離れ、現像ゾーンにトナー粉末雲が形成される。潜像によって生じた静電場がトナー雲からトナーを引き寄せ、潜像が現像される。

他の種類のスカベンジレスシステムでは、磁気現像剤ロールがリザーバから現像剤を引き寄せる。現像剤はキャリヤ及びトナーを含む。トナーはキャリヤからドナーロールに引き寄せられる。その後、ドナーロールはトナーを保持し、トナーを潜像に接近させる。

いずれの現像システムにおいても、最も直接的に関連する問題は現像物質の不慮の漏れ、特に乾式トナー粒子の現像剤ハウジングからの漏れである。静電電荷を保持する空中浮遊トナー粒子は、静電複写装置内で現像剤ハウジングの外側にある種々の表面に容易に引き寄せられ、これにより種々の処理ステーションやマシン構成要素が汚染される場合がある。また、トナー粒子上の電荷は制御されていないため、漏れたトナー粒子が受光体上で現像され、画像の複写の際に背景画像を生じてしまう場合がある。現像物質の漏れによって生じる汚染はマシンの信頼性や性能、そして印刷品質に悪影響を与え、熟達したフィールドサービス技術者による予定外の保守や修理を生じてしまう。

現像物質の漏れに関する問題やこれに関連して生じる問題は、静電複写印刷の分野ではよく知られている。よって、一般に、典型的な現像剤ハウジングは、現像物質が現像剤ハウジングの外側に移動するのを防ぐシールや他の物理的なバリヤを含む。しかし、現像物質に特有の特性や、受光部材の光導電性表面を保護するための一般的な要件により、現像剤物質や他の空中浮遊汚染物質が現像剤ハウジングから漏れるのを防ぐ有効なバリヤを提供しうる多くの構成や既存の材料の使用が妨げられている。

現像物質の漏れや汚染の問題に対処する種々の解決法が提案され、使用されている。これらの解決法において、現像剤ハウジングは静電複写マシンの周囲環境に対して負圧に保たれており、現像剤ハウジングから出るように方向づけられたエアフローを生じている。

一般に、負圧を提供するこのようなシステムは、生じたエアフローをフィルタや他の安全な領域に向ける空気ダクト装置も含んでいる。このようなシステムは、現像剤ハウジングからの空中浮遊粒子の漏れを防止し、静電複写マシンにおける現像物質の汚染の問題を解決するのに大きく貢献している。

しかし、負圧を提供するこのようなシステムは、７．０μｍよりも大きいトナー粒子には非常に効果的であるものの、サイズが７．０μｍ以下であるＥＡタイプのトナーの性能をやや悪化させてしまい、負圧のみを用いて漏れたトナーを収集する能力が不適切になっていることを出願人は見出した。

電子写真印刷マシン内の現像剤システム用のシールデバイスが提供される。

このシールデバイスは、トナー粒子を含む現像剤ハウジングと、処理方向に移動する受光部材上の潜像にトナー粒子を転写する、ハウジングに回転可能に取り付けられたドナー部材と、真空状態でトナー粒子を収集するトナー放出システムと、ハウジングの各端部に取り付けられ、受光部材と接触するシール部材であって、横方向に移動するトナー粒子を保持してハウジングの各端部から漏れるのを防ぎ、ハウジングを越えて放出されるトナー粒子を大幅に減少させる、シール部材と、を含む。

本発明を好適な実施の形態に関連して説明するが、本発明をこの実施の形態に限定する意図ではないことが理解されるであろう。むしろ、本発明は、添付の請求の範囲によって定義されるような本発明の趣意及び範囲内に含まれうる代替物、変更物及び同等物を全て含むものと意図される。

電子写真印刷の技術は周知であるため、図１の印刷マシンに用いられる種々の処理ステーションを概略的に示し、図１の印刷マシンを参照しながらそれらの動作を簡潔に説明する。

まず図１を参照すると、本発明の現像装置を組み込んだ例示的な電子写真印刷マシンが示されている。この電子写真印刷マシンは、光導電性表面１２が導電基板上に配置されたベルト１０を用いている。光導電性表面１２はセレン合金からなることが好ましい。導電基板は接地したアルミニウム合金からなることが好ましい。いずれの好適な光導電性ベルトを使用してもよいことを当業者は理解するであろう。ベルト１０は矢印１６の方向に移動し、ベルトの移動経路全体にわたって配置された種々の処理ステーションを連続的に通過するように光導電性表面１２の連続部分を進める。モータ２４はベルト１０を矢印１６の方向に回転させる。ローラ２２は、駆動ベルトなどの適切な手段によってモータ２４に結合されている。

まず、ベルト１０の一部分が帯電ステーションＡを通過する。帯電ステーションＡでは、全体として参照番号２６で示されるコロナ発生デバイスが光導電性表面１２を比較的高いほぼ均一の電位に帯電する。高圧電源２８がコロナ発生デバイス２６に結合されており、ベルト１０の光導電性表面１２を帯電する。ベルト１０の光導電性表面１２が帯電されると、帯電部分は露光ステーションＢに進められる。

露光ステーションＢでは、原稿３０が透明なプラテン３２上に下向きに配置される。ランプ３４が原稿３０に光線を当てる。原稿３０から反射した光線はレンズ３６を介して透過され、原稿の光画像が形成される。レンズ３６はこの光画像を光導電性表面１２の帯電部分上に結像させ、帯電部分上の電荷を選択的に消散させる。これにより、原稿３０内に含まれる情報領域に対応する静電潜像が光導電性表面１２上に記録される。

静電潜像が光導電性表面１２上に記録されると、ベルト１０はこの潜像を現像ステーションＣに進める。現像ステーションＣでは、全体として参照番号３８で示される現像剤ユニットが光導電性表面上に記録された潜像を現像する。現像剤ユニット３８は、ドナーロール４０及び４１、ならびに電極線４２を含むことが好ましい。電極線４２は、ドナーロール４０及び４１からトナーを引き離すようにドナーロール４０及び４１に対してバイアスをかけられており、これによってドナーロールと光導電性表面との間の間隙にトナー粉末雲４３が形成される。潜像はトナー粉末雲４３からトナー粒子を引き寄せ、潜像上にトナー粉末画像が形成される。ドナーロール４０及び４１は、現像剤ハウジングのチャンバ内に少なくとも部分的に取り付けられている。現像剤ハウジング内のチャンバは現像剤物質を蓄えている。１つの実施の形態では、現像剤物質はトナー粒子からなる単一成分の現像物質であり、他の実施の形態では、現像剤物質は少なくともトナー及びキャリヤを含む。

引き続き図１を参照すると、静電潜像が現像された後、ベルト１０はトナー粉末画像を転写ステーションＤに進める。コピーシート７０が、シートフィード（送り）装置７２によって転写ステーションＤに進められる。シートフィード装置７２は、スタック７６の最上シートと接触してシュート７８に送り込むフィードロール７４を含むことが好ましい。シュート７８は、前進する支持材料のシートを方向づけてタイミングの合ったシーケンスでベルト１０の光導電性表面１２と接触させ、これにより、光導電性表面１２上に現像されたトナー粉末画像は転写ステーションＤで前進シートと接触する。転写ステーションＤは、シート７０の裏面にイオンを吹き付けるコロナ発生デバイス８０を含む。これにより、トナー粉末画像は光導電性表面１２からシート７０に引き寄せられる。転写の後、シート７０は矢印８２の方向に移動し続け、シート７０をフュージングステーションＥに進めるコンベヤ（図示せず）にのる。

フュージングステーションＥは全体として参照番号８４で示されるフューザアセンブリを含み、このアセンブリは転写された粉末画像をシート７０に永久的に固着させる。フューザアセンブリ８４は、加熱フューザローラ８６及びバックアップローラ８８を含む。シート７０はフューザローラ８６とバックアップローラ８８との間を通過し、トナー粉末画像はフューザローラ８６と接触する。このようにして、トナー粉末画像はシート７０に永久的に固着される。フュージングの後、シート７０はシュート９２を介してキャッチトレイ９４に進み、オペレータによって印刷マシンから取り除かれる。

コピーシートがベルト１０の光導電性表面１２から分離されると、光導電性表面１２に付着した残留トナー粒子がクリーニングステーションＦにおいて光導電性表面１２から除去される。クリーニングステーションＦは、光導電性表面１２と接触する回転可能に取り付けられた繊維ブラシ９６を含む。粒子は、ブラシ９６が光導電性表面１２と接触して回転することによって光導電性表面１２から除去される。クリーニングの後、放電ランプ（図示せず）が光導電性表面１２に光を照らし、次の連続する画像形成サイクルのための帯電を行う前に光導電性表面上に残っている残留静電電荷を消散させる。

ここで図２を参照すると、本開示物の実施の形態が更に詳しく示されている。現像システム３８はＳＣＭＢ現像システムであり、ドナーロール４０及び４１、ならびに磁気計量ロール４６を含む。ロール４６は帯電したトナーをドナーロール４０及び４１に供給する。ドナーロール４０及び４１を、ベルト１０の移動方向と同一か又はこれと反対の方向に回転させることができる。ドナーロールは矢印の方向に回転するように示されている。オーガ８８及び８６は現像剤物質を混合し、混合された現像剤物質は磁気ロール４６に供給される。

現像剤装置３８は現像電極を更に有する。電気バイアスが電源（図示せず）によって現像に印加される。このバイアスにより、ドナーロールの表面からトナーを引き離してトナー雲４３を形成するのに有効な静電場が形成される。

ＤＣバイアス電源（図示せず）が光導電性表面１２とドナーロール４０及び４１との間に静電場を形成し、引き離されたトナー粒子を雲から光導電性表面１２上の潜像に引き寄せる。ＤＣバイアス電源（図示せず）が磁気ロール４６とドナーロールとの間に静電場を形成し、トナー粒子を磁気ロールからドナーロールに引き寄せる。計量ブレード部分１００を磁気ロール４６にぴったりと隣接するように配置し、磁気ロール４６上で現像剤物質の圧縮されたパイルの高さを所望の高さに保つことができる。

静電潜像が連続して現像されるにつれ、現像剤物質内のトナー粒子が枯渇してくる。オーガが、新たなトナー粒子を残りの現像剤物質と混合するように回転可能に取り付けられており、これによって生じる現像剤物質はほぼ均一になり、トナー粒子の濃度は最適にされる。

前述の説明は、本開示物の現像装置を組み込んだ電子写真印刷マシンの一般的な動作を本願のために例示するには十分であると思われる。

図２に戻ると、現像剤ハウジングは、マニホールド５０１及び５０２を含むトナー放出システムも含んでいる。この２つのマニホールドのプレナム入口は、上部ドナーロールの上方及び下部ドナーロールの下方に位置する。各マニホールドはブロワに接続されており、ブロワは真空を生じ、トナー雲を越えて漏れるトナーを収集する。

出願人は、現像ゾーンでのトナーのフローパターンに関して広範囲な研究を行い、現像剤システムが８μｍ以上のサイズのトナー粒子を用いた場合の印刷マシンを研究し、これに対して、同一の現像剤システムを用いたが７μｍ以下のサイズのトナー粒子を用いた場合の印刷マシンも研究した。その結果、８μｍ以上のサイズのトナー粒子を用いた現像剤システムではさほど大きなトナーの汚染問題はなかったことが出願人によって観察された。しかし、７μｍ以下のサイズのトナー粒子を用いた現像剤システムで漏れたトナーの量は、目的を果たすのに十分であることが出願人によって見出された。

７μｍ以下のサイズのトナー粒子を用いた現像剤システムの研究では、現像剤システムにおいて、上部及び底部に移動するトナー雲のいずれも上部及び下部のマニホールドによって捕らえられることが出願人によって見出された。しかし、現像剤が上部ドナーロールから下部ドナーロールに移動する際にもトナー雲が生じる。ロール間のトナー雲は、ドナーロールと受光体の接触によって生じる物理的なバリヤのために上下に移動することができない。よって、このトナー雲は「横方向に」移動する傾向があり、トナー雲に対処する「空気マニホールド」がないためにトナーが漏れる可能性がある。

この「横方向に」移動するトナーの問題を解決するため、出願人は図３に示すように内側ブラケット１０６及び外側ブラケット１００にシール１０２及び１０４をそれぞれ組み込んだ。内側ブラケット１０６及び外側ブラケット１００は、ドナーロール４１及び４２を現像剤ハウジング内に保持する。内側ブラケット１０６及び外側ブラケット１００には、光導電性表面に接触しない一体型のリブが形成されている。ウレタンフィルム材料で構成することのできるシール１０２及び１０４は、図４に示すように光導電性表面に干渉する。シールは、０．１３±０．０３の厚さのウレタンであり、０．１３の厚さの透明なポリエステルキャリヤストリップと、それぞれ０．１３の厚さである２つの接着剤層とを有することが好ましい。シール（角度、受光体への干渉）は、受光体上のかき傷を防ぎ、公差と比較して丈夫であるように最適化される。これによってトナー雲の側方移動が防止され、汚染が防止される。

従って、前述の目的及び利点を十分に達成するデバイスが本発明によって提供されたことが明らかである。本発明を特定の実施の形態に関連させて説明したが、多くの代替物、変更物及び変形物が当業者に理解できることは明らかである。従って、添付の請求の範囲の趣意や広い範囲内に含まれる代替物、変更物及び変形物を全て含むように意図される。

本発明の特徴を有する現像剤ユニットを組み込んだ例示的な電子写真印刷マシンの略立面図である。 図１の印刷マシンに用いられる現像剤ユニットの１つの実施の形態を示す略立面図である。 本開示物の拡大図である。 図２に用いられる現像剤ユニットの上面図である。

符号の説明

１０ ベルト
１２ 光導電性表面
３８ 現像剤ユニット
１００ 外側ブラケット
１０２、１０４ シール
１０６ 内側ブラケット

Claims (3)

1. 電子写真印刷マシン内の現像剤システム用のシールデバイスであって、
   トナー粒子を含む現像剤ハウジングと、
   処理方向に移動する受光部材上の潜像に前記トナー粒子を転写する、前記ハウジングに回転可能に取り付けられたドナー部材と、
   真空状態でトナー粒子を収集するトナー放出システムと、
   前記ハウジングの各端部に取り付けられ、前記受光部材と接触するシール部材であって、横方向に移動するトナー粒子を保持して前記ハウジングの各端部から漏れるのを防ぎ、前記ハウジングを越えて放出される前記トナー粒子を大幅に減少させる、シール部材と、
   を含むシールデバイス。
2. 前記シールがウレタンフィルムを含む低摩擦材料を含む、請求項１に記載のシールデバイス。
3. 前記ハウジングに取り付けられた前記ドナー部材の各端部を保持する第１及び第２の取り外し可能なサイドブラケットを更に含み、該第１及び第２の取り外し可能サイドブラケットには前記シール部材が取り付けられている、請求項１に記載のシールデバイス。

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