JPH03196177A - 静電潜像現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子写真プロセス等において湿式現像方式に
より静電潜像を現像する静電潜像現像装置に関するもの
である。

〔発明の概要〕

本発明は、湿式現像方式により静電潜像を現像する静電
潜像現像装置に、使用済みの湿式トナーを回収し酸化処
理する廃トナー処理部を設けることにより、廃棄物処理
の問題を解消しようとするものである。

さらに本発明は、帯電機構近傍の雰囲気を前記廃トナー
処理部へ送る送風機構を設けることで、帯電機構におい
て発生するオゾンの有効利用を図り、同時に環境問題を
も解決しようとするものである。

〔従来の技術〕

画像形成技術の分野において、−様に帯電させた光導電
体上に画像信号に応じて選択的に光照射を行い、形成さ
れた静電潜像を現像する方式は−般に電子写真プロセス
と呼ばれている。この電子写真プロセスには、大別して
乾式現像法と湿式現像法とがある。

乾式現像法は、原理的に静電潜像に単に着色剤の粉末を
散布し付着させるだけなので、取り扱い性および現像ト
ナー剤の保存性に優れるという長所を有している。しか
しながら、電子スチル写真を印画するビデオプリンタ等
に見られるごとく、近年高まりつつある高品位画像への
要望に対応するには、湿式現像法に一歩譲らざるを得な
いのが実情である。

これに対して湿式現像法は、着色剤としての染料あるい
は顔料を絶縁性媒体中に分散させた液状の湿式トナーを
使用する方式である。湿式現像法によれば、銀塩写真に
匹敵する解像度と階調を得ることが可能であるほか、特
に着色剤として顔料を使用した場合には形成された画像
の耐候性に優れており、各方面で開発が進められている
。

従来、湿式現像法において静電潜像現像用湿式トナーに
使用されている絶縁性媒体は、例えば飽和炭化水素系の
アイソパーＧ（エッソ社製）に代表される常温で液体状
の物質である。しかしながら、かかる湿式トナー（以下
、液体トナーと称する。）には、本来均一に分散される
べき着色剤粒子が凝集・沈澱を起こし易いという欠点が
ある。

また、現像工程が繰り返されて着色剤の濃度が低下する
と、保存性が低下するという問題もある。

さらに、上記絶縁性媒体は液体であり、常に安定した画
像形成を実現するためにこれを頻繁に交換することは、
メンテナンスが煩雑なものとなり好ましいものではない
。

これらの問題点を解決するために、本願出願人は先に特
願昭６３−１５６８４６号明細書において、常温で固体
である電気絶縁性有機物に着色剤粒子を分散させた湿式
トナー（以下、固形トナーと称する。）を提案している
。

この固形トナーは、保存時には固体であるため取り扱い
が容易で組成変化が少ない等の利点を有し、また使用時
には適当な加熱手段により溶融状態とすることで通常の
液体トナーと同様の湿式現像が可能である。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上述の液体トナー、あるいは固形トナーを用
いて湿式現像を行う場合、特に着色剤粒子や電荷供与剤
等の荷電成分は静電潜像等によって染着され、使用済み
の現像剤では必然的にその組成が大きく変動してしまう
。

したがって、これまで例えば固形トナーにおいては、現
像時に持ち出されたトナーの大部分がそのまま廃棄され
ているのが実情である。

液体トナーにおいては、着色剤粒子や電荷供与剤の現像
に伴う減少分を補うことである程度の期間は使用可能で
あるが、あまり長期間に亘って使用するとこれだけでは
対応できなくなり、やはり廃棄されるのが常である。

しかしながら、使用済みのトナーをそのまま廃棄する場
合には、その廃棄処理が煩雑で、さらには公害問題等を
惹起する虞れもある。

一方、上述の現像装置、特に電子写真方式の現像装置に
おいては、コロナ帯電等のプラズマ帯電過程があり、こ
れに付随してオゾンが生成することが知られている。前
記オゾンは、環境破壊の原因となる虞れがあり、そのま
ま放出することは好ましくない。

そこで本発明は、このような実情に鑑みて提案されたも
のであって、使用済みの湿式トナーを気体として廃棄す
ることができ、手間のかかる廃棄物処理が不要な静電潜
像現像装置を提供することを目的とする。

さらに本発明は、プラズマ帯電過程において生成するオ
ゾンの有効利用を図り、しかも環境問題を引き起こすこ
とのないような状態で放出することが可能な静電潜像現
像装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上述の目的を達成するために、本発明の静電潜像現像装
置は、帯電機構を備えた静電潜像形成部と、液化された
湿式トナーが供給される現像部と、使用済みの湿式トナ
ーを回収し酸化処理する廃トナー処理部とを存してなる
ことを特徴とするものであり、さらにはこれら要件に加
えて帯電機構近傍の雰囲気を前記廃トナー処理部へ送る
送風機構が設けられていることを特徴とするものである
。

また、帯電過程を経ることによって帯電機構の近傍には
オゾンが生成するが、このオゾンは送風機構により廃ト
ナー処理部に導入され、酸化処理のための酸化剤として
利用され、またそれ自体は分解され無害化されて放出さ
れる。

〔作用］ 本発明の静電潜像現像装置では、例えば静電潜像形成部
において、帯電機構や露光系等によって感光体に対して
静電潜像が形成される。

そして、この静ｔｉ１１像が形成された感光体は、液化
された湿式トナーが供給される現像部において湿式現像
される。

一方、前記現像部において現像に使用された使用済みの
湿式トナーは、例えば着色剤粒子や樹脂。

電荷供与剤等の成分組成が変動し、使いものにならなく
なるため廃棄される。

すなわち、この使用済みの湿式トナーは、廃トナー処理
部へ送られて酸化処理され、ＣＯ□やＮ。

あるいはＨｔＯとして外部に放出される。

［実施例］ 以下、本発明を適用した具体的な実施例について図面を
参照しながら説明する。

なお、本実施例は、固形トナーを加熱して液化ながら現
像部に供給し、湿式現像を行う現像装置の例である。

本実施例の現像装置は、第１図に示すように、感光ドラ
ム（１）に静電潜像を形成して現像し、この感光ドラム
（１）上に現像されたトナー画像を転写紙（２）上に写
し取るように構成されるものである。

したがって、前記転写紙（２）　は、転写ドラム（３）
によってトナー画像が形成された感光ドラム（１）に圧
接されるように転写ドラム（３）の外周面に巻きつけら
れている。

一方、静電潜像形成部を構成するコロナ帯電器（４）や
半導体レーザ等の露光光源（５）、さらには加熱により
液化された固形トナー（６）が供給される現像部（７）
は、前記感光ドラム（１）に対して帯電１露光、現像の
各工程を行うものであって、当該感光ドラム（１）の周
囲に沿って順次配置されている。

上記静電潜像形成部は、感光ドラム（１）の表面に画像
信号等に応じて静電潜像を形成するために設置されるも
のである。すなわち、感光ドラム（１）。

は、先ずコロナ帯電器（４）によるプラズマ帯電過程に
よってその表面が一様に帯電される。しかる後、画像信
号に応じて露光光源（５）を駆動し、感光ドラム（１）
の表面を選択露光する。これによって感光ドラム（１）
　は選択的に導電性を示し、露光された部分では帯電電
荷が逃げ、非露光部では帯１電荷がそのまま残り、静電
潜像が形成される。

現像部（７）は、湿式現像剤により前記静電潜像を現像
するために設置されるもので、本例ではトナー容器（８
）内に加熱により液化した固形トナー（６）を供給し、
このトナー容器（８）内で液体状態の固形トナー（６）
を感光ドラム（１）と接触させるようにしている。前記
固形トナー（６）に含まれ着色剤粒子は、前記感光ドラ
ム（１）　とは逆極性に帯電されており、したがって液
体状態の固形トナー（６）を感光ドラム（１）と接触さ
せると、前記着色剤粒子が感光ドラム（１）上の帯電電
荷による吸引力により引き寄せられ、当該感光ドラム（
１）の静電潜像に応じて電着され現像される。

ここで、湿式現像剤として用いられる固形トナー（６）
は、少なくとも常温で固体で加熱により液化する電気絶
縁性有機物中に着色剤粒子が分散されてなり、樹脂、電
荷供与剤、電荷増強側やその他の添加剤が必要に応じて
添加されてなるものである。

したがって、使用される電気絶縁性有機化合物は、少な
くとも常温で固体で加熱により液化することが必要で、
例えば平均分子量２０００未満の有機化合物であること
が好ましい、平均分子量の下限は特に規定されるもので
はないが、実用的には通常の使用環境において揮発しな
ければ良いのでおよそ２００である。融点は通常の使用
環境や取り扱い性を考慮して３０°Ｃ以上とし、より好
ましくは４０°Ｃ以上である。融点の上限は特に規定さ
れるものではないが、実用的にはおよそ１００°Ｃ１よ
り好ましくは８０℃以下である。

これらの要求を満たす材料としては、パラフィン類、ロ
ウ類、およびこれらの混合物が挙げられる。まずパラフ
ィン類としては、ノナデカンからヘキサコンタンに至る
炭素数１９〜６０の各種の正パラフィンがある。またロ
ウ類としては、カルナウバロウ、綿ロウ等の植物ロウ、
ミツロウ等の動物ロウ、オシケライト、およびパラフィ
ンロウ、微晶ロウ、ペトロラタム等の石油ロウ等が挙げ
られる。これらの材料は、誘電率εが１．９〜２．３程
度の誘電体である。

上記電気絶縁性有機化合物に分散される着色剤粒子とし
ては、従来公知の無機顔料、有機顔料、染料およびこれ
らの混合物が使用できる。

たとえば無機顔料としては、クロム系顔料、カドミウム
系顔料、鉄系顔料、コバルト系顔料、群青、紺青等が挙
げられる。また、有機顔料や染料としては、ハンザイエ
ロー（Ｃ，１，１１６８０）、ベンジジンイエローＧ　
（Ｃ，１，２１０９０）、ベンジジンオレンジ（Ｃ，１
，２１１１０）、ファーストレッド（Ｃ，１，３７０８
５）、ブリリアントカーミン３　Ｂ　　（Ｃ，１Ｉ６０
１５−Ｌａｋｅ）、フタロシアニンブルー（Ｃ，１，７
４１６０）、ビクトリアブルー（Ｃ，１，４２５９５−
Ｌａｋｅ）　、スピリットブラック（Ｃ，１，５０４１
５）　、オイルブルー（Ｃ，１，７４３５０）、アルカ
リブルー（Ｃ，１，４２７７０Ａ）　、ファーストスカ
ーレソト　（Ｃ，１，１２３１５）、ローダミン６　Ｂ
　　（Ｃ，１，４５１６０）、ローダミンレーキ　（Ｃ
，１，４５１６０−Ｌａｋｅ）　、ファーストスカイブ
ルー（Ｃ，ｒ、７４２００−Ｌａｋｅ）　、ニグロシン
（Ｃ，１，５０４１５）　、カーボンブラック等が挙げ
られる。

これらは単独でも２種以上の混合物としても用いること
ができる。

固形トナー（６）には、上述の電気絶縁性有機化合物と
着色剤粒子のほか、当該着色剤粒子に絡んで分散性を向
上し同時に後述の電荷供与剤を取り込み易くして荷電量
の向上を図る目的で、さらには着色剤の定着性を向上さ
せる目的で樹脂を併用しても良い。かかる樹脂としては
公知の材料を適宜選択して使用することができ、例示す
ればブタジェンゴム　スチレン−ブタジェンゴム、環化
ゴム、天然ゴム等のゴム類、スチレン系樹脂、ビニルト
ルエン系樹脂、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポ
リエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリ酢酸
ビニル系樹脂等の合成樹脂類、ロジン系樹脂、水素添加
ロジン系樹脂、アマニ油変成アルキド樹脂等の変成アル
キドを含むアルキド樹脂類、ポリテルペン類等の天然樹
脂類等が挙げられる。その他、フェノール樹脂類、フェ
ノールホルマリン樹脂等の変成フェノール樹脂類、フタ
ル酸ペンタエリトリット、クマロン−インデン樹脂類、
エステルガム樹脂類、植物油ポリアミド樹脂類等も有用
であるし、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリプロピレン等の
ようなハロゲン化炭化水素重合体類、ビニルトルエン−
ブタジェン、ブタジェン−イソプレン等の合成ゴム類、
２−エチルヘキシルメタクリレート、ラウリルメタクリ
レートステアリルメタクリレート、ラウリルアクリレー
ト　オクチルアクリレート等の長鎖アルキル基を持つア
クリル系モノマーの重合体類もしくはそれらと他の重合
性モノマーとの共重合体１！（例えば、スチレン−ラウ
リルメタクリレート共重合体、アクリル酸−ラウリルメ
タクリレート共重合体等）、ポリエチレン等のポリオレ
フィン類、ポリテルペン類等も使用できる。

さらに、上記固形トナー（６）には通常は電荷供与剤が
添加され、本例もその例外ではない、使用される電荷供
与剤は、例えばナフテン酸、オクテン酸、オレイン酸、
ステアリン酸、イソステアリン酸あるいはラウリン酸等
の脂肪酸の金属塩、スルホコハク酸エステル類の金属塩
、油溶性スルホン酸金属塩、リン酸エステル金属塩、ア
ビエチン酸等の金属塩、芳香族カルボン酸金属塩、芳香
族スルホン酸金属塩等である。

また、着色剤の帯電電荷を向上させるために、Ｓ　ｉ　
Ｏｔ、Ａｊ！ｔｏｙ、Ｔｉ　Ｏｘ、ＺｎＯ，Ｇａｔｅｓ
。

Ｉ　ｎｔｏ、、Ｇｅ０ｚ、Ｓｎｕｇ、Ｐ　ｂｏｇ、Ｍｇ
Ｏ等の金属酸化物微粒子やこれらの混合物を電荷増強剤
として添加しても良い。

上述の各成分の配合比であるが、先ず着色剤粒子は、実
際に感光体に対して接触させる現像工程における濃度で
、電気絶縁性有機物の液化溶融状ａｌｆに対して０．０
１〜１００ｇであることが好ましく、より好ましくは０
．１〜１０ｇである。また、特に静流現像で現像ムラの
ない現像を行うためには、あるいは効率的な現像を行い
廃トナーの量を抑制するためには、電気絶縁性有機物に
対する濃度〔電気絶縁性有機物と着色剤との比率（希釈
率）〕で２２〜１０重量の範囲とすることが好ましい。

なお、前述の着色剤の濃度範囲は、あくまでも現像工程
における濃度であって、例えば保存時等にはより高い濃
度に濃縮されていても良い。

樹脂は、前記着色剤粒子と同量以下程度の範囲で加えら
れ、電気絶縁性有機物の液化溶融状態１１に対して０．
０１〜１００　ｇであることが好ましく、より好ましく
は０．１〜１．Ｏｇである。

また電荷供与剤は同じ＜ｔＸに対して通常ｏ、。

０１−１０ｇ、好ましくは０．０１〜１ｇの範囲である
。

さらに電荷増強剤は、着色剤に対して重量比で２倍以下
、好ましくは同量以下の範囲で添加される。

本実施例の現像装置は、上述の感光ドラム（１）やコロ
ナ帯電器（４）１露光光源（５）、現像部（７）を基本
構成とし、これらによって感光ドラム（１）に対して静
電潜像の形成及び湿式現像を行うものであるが、さらに
現像部（７）において現像に使用された使用済み湿式ト
ナー（６）を処理するための廃トナー処理部（９）が併
せて設置されている。

前記廃トナー処理部（９）は、大きく分けて前記固形ト
ナー（６）を燃焼気化する燃焼室（１０）と、生成した
排ガスを浄化するための触媒（１１）が充填される触媒
充填部（１２）とからなる。

前記燃焼室（１０）は、空気等の酸化性ガスを含んだ雰
囲気が導入される配管（１３）の末端部の径を拡張する
形で設けられ、この内部には前記現像部（７）で現像に
使用された使用済み固形トナー（６）を回収するための
トナー回収管（１４）が二重管構造で延在されている。

そして、前記トナー回収管（１４）の先端部は、前記燃
焼室（！０）内で開放されるとともに、回収された固形
トナー（６）をある程度載置し得るように周囲が若干立
ち上がった平坦面とされ、固形トナー（６）を燃焼気化
するための燃焼皿（１５）とされている。

また、上記燃焼皿（１５）の周囲には、ソケット化され
た電源部（１６）に接続されたニクロム線等の加熱線（
１７）が巻回され、前記燃焼皿（１５）上の固形トナー
（６）を加熱して燃焼気化するようになっている。

一方、触媒充填部（１２）は、前記燃焼室（１０）の末
端部に連続する小径の排気管として設けられており、そ
の先＠（１２ａ）は外部に開放されている。この触媒充
填部（１２）は、例えば前記燃焼室（１０）で発生した
燃焼ガスに含まれるＣｏ、Ｎｏ、等を浄化するために設
置されるもので、したがってその内部にはこれら燃焼ガ
スを酸化還元し浄化するための触媒（１１）が充填され
ている。触媒（１１）としては、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｐ
ｔ／Ｒｈ、Ｐｄ／Ｒｈ。

Ｐ　ｔ／Ｐ　ｄ／Ｒｈ系触媒、さらにはこれらが比表面
積が大きなカーボン、　　Ｓ　Ｉ　Ｏ！＋　Ａ　Ｉ！　
ｔｏ８等ニ担持されてなるもの等のように、例えば自動
車排ガス触媒として使用されている触媒がいずれも使用
可能である。

なお、前記触媒充填部（１２）の内部にも前記加熱線（
１７）が延長して配設され、前記排ガスの浄化を促進す
るようになされている。

また、本実施例の現像装置では、前記燃焼室（１０）に
酸化性雰囲気を導入するための配管（１３）の基端部（
すなわち雰囲気ガス導入口）　（１３ａ）が、コロナ帯
電器（４）の設置位置に設けられるとともに、該基端部
（１３ａ）が前記コロナ帯電器（４）を覆うが如く拡大
されている。そして、この配管（１３）の中途部に設け
られた送風ファン（１８）によってコロナ帯電器（４）
の周囲の雰囲気が空気とともに前記燃焼室（１０）に送
り込まれるようになっている。前記コロナ帯電器（４）
においては、帯電過程においてオゾンが発生するが、か
かるオゾンは空気とともに燃焼室（１０）に導かれるこ
とになる。

さらに、前記燃焼室（１０）及び触媒充填部（１２）の
周囲には、放熱フィン（１９）が設けられており、前記
燃焼室（１０）内で発生する熱を効率的に外部に逃がす
ようになっている。そして、この放熱フィン（１９）を
囲んで熱交換室（２０）が設けられ、この熱交換室（２
０）に送風ファン（２１）によって空気を送り込むこと
により熱風に変換するようになされている。

前記熱風は、中途部に流Ｎｌｌ整弁（２２）　、　（２
３）が設けられた分岐管（２４）　、　（２５）により
、それぞれ感光ドラム（１）の周囲に送り込まれる。す
なわち、−方の分岐管（２４）は、その先端部（２４ａ
）が大きく拡張され、前記熱風は感光ドラム（１）の図
中上方位置において感光ドラム（１）を予熱し、液化さ
れた固形トナー（６）と接触した際の温度の低下を防ぐ
ために使用される。他方の分岐管（２５）は、その先端
部（２５ａ）が絞り込まれ、前記熱風は感光ドラム（１
）に付着した余分な固形トナー（６）を吹き飛ばす（い
わゆるスクイズ）するために使用される。

以上のような構成を有する現像装置において、感光ドラ
ム（１）に対する帯電、露光、現像工程は、それぞれコ
ロナ帯電器（４）　、　ｎ先光源（５）、現像部（７）
において行われる。

一方、現像部（７）において現像に供され、着色剤粒子
や電荷供与剤等の組成が変動し使いものにならなくなっ
た使用済み固形トナー（６）は、１回現像する毎にトナ
ー回収管（１４）を介して燃焼室（ｌＯ）内の燃焼皿（
１５）に送り込まれ、オゾンを含んだ空気中で加熱線（
１７）により加熱され、燃焼気化して酸化処理される。

すなわち、前記固形トナー（６）の大部分は炭化水素系
の分散媒であるため、酸化によってｃｏｔ、Ｈ□０とな
る。同時に、コロナ帯電器（４）で発生したオゾンは、
酸化剤として働き、それ自身は分解されて無害化される
。そして、その排ガスは、さらに触媒充填部（１２）を
通過することで浄化され、最終的にはＣＯ□、Ｈ，Ｏ，
Ｎ、等の気体として外部に放出される。

また、前記固形トナー（６）の燃焼により発生する熱は
、熱交換室（２０）において空気の加熱に使われ、感光
ドラム（１）を予熱したり余分な固形トナー（６）をス
クイズするために有効に利用される。

なお、前記燃焼室（ｌＯ）や触媒充填部（１２）は、前
記配管（１３）やトナー回収管（１４）から分離可能と
なし、燃焼アダプターとして例えば１０３〜１０’枚程
度現像する毎に交換可能としておくことが好ましい、こ
れは、使用済み固形トナー（６）の中に含まれる微量の
金属イオン〔例えばシアン色トナーに含マれるＣｕ、　
　マゼンタレーキ剤であるＭｏ。

電荷供与剤に含まれるＺｒ、Ｃａ等］が蓄積するためで
ある。

以上、固形トナーを湿式トナーとする現像装置を例に挙
げて本発明の実施例について説明したが、本発明がこの
実施例に限定されるものではなく、例えば分散媒がイソ
パラフィン系溶媒等の液状絶縁物である液体トナーにも
適用することが可能である。

〔発明の効果〕

以上の説明からも明らかなように、本発明の静電潜像現
像装置においては、使用済みの湿式トナーを酸化処理す
るための廃トナー処理部が設けられているので、廃棄処
理に手間のかかる使用済みの湿式トナーを無害な気体と
してそのまま排出することができ、廃棄物処理や公害防
止等の点でその効果は非常に大きい。

また、コロナ帯電器の近傍で発生するオゾンを前記廃ト
ナー処理部に導入することで、有害なオゾンを酸化剤と
して有効利用することができ、またオゾン自体も処理す
ることができることから、この点でも環境問題を解消す
ることができる。

さらに、本発明の現像装置では、酸化処理により発生す
る熱を感光体の予熱等に利用することができるが、特に
固形トナーを用いた湿式現像方式においてはトナーの液
化（例えば現像過程、廃棄に至るまでの流通系の保温）
及び現像面上の残留トナーの矯正除去等に多量の熱を必
要とすることに鑑みると、現像装置を構築する上でその
技術的価値は非常に大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した現像装置の一実施例を示す模
式図である。 特許 出 願 人 ソニー株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）帯電機構を備えた静電潜像形成部と、液化された
   湿式トナーが供給される現像部と、使用済みの湿式トナ
   ーを回収し酸化処理する廃トナー処理部とを有してなる
   静電潜像現像装置。
2. （２）帯電機構を備えた静電潜像形成部と、液化された
   湿式トナーが供給される現像部と、使用済みの湿式トナ
   ーを回収し酸化処理する廃トナー処理部とを有してなり
   、 前記帯電機構近傍の雰囲気を前記廃トナー処理部へ送る
   送風機構が設けられてなる静電潜像現像装置。