JPH0695263B2 - トナ−粒子の散逸防止装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、一般的には電子写真機に関し、特にトナー粒
子が現像ハウジング等から散逸するのを防止する装置に
関する。

従来の技術及び問題点 一般的に、電子写真複写機のプロセスは、光導電性部材
のほぼ一様な電位への荷電を含んでおり、これによつて
該導電性部材の表面に感光性を与える。光導電性部材の
電荷部は、複写される原稿の光像に露光される。このよ
うにして、静電潜像が原稿に含まれる情報域に一致する
光導電性部材上に記録される。静電潜像が光導電性部材
上に記録されたあと、該潜像は、現像剤物質と接触させ
られることによつて現像される。かくして、粉像を、光
導電性部材上に形成し、該粉像は、続いて、コピーシー
トに転写される。最後に、粉像は加熱されてコピーシー
トに永久定着され、像として配置される。適正な現像剤
物質は、トナー粒子のような単一成分系物質から作られ
得る。これらのトナー粒子は、トナーデイスペンサーか
ら小出しに現像ハウジングに入れられ、光導電性表面上
に記録された静電潜像と接触する。該トナー粒子は、該
潜像に引きよせられてトナー粉像を形成する。残留トナ
ー粒子は、該粉像をコピーシートに転写されたあと、光
導電性部材から除去される。クリーニング用ハウジング
は、光導電性表面から除去された粒子を貯蔵するための
チヤンバを有する。

現像用ハウジングおよびクリーニング用ハウジングのい
ずれにおいても、それらのハウジング内に貯蔵されてい
る粒子の逃散を防止することが望まれる。これらのチヤ
ンバから逃散する粒子は、複写機内の種類の処理ステー
シヨンを汚染し、この結果、複写の品質を低下させるこ
とがある。粒子の逃散と機械の汚染の問題は、電子写真
複写機において長年の懸案である。ハウジング内に粒子
をとじこめるために、次のような方法がこれまで案出さ
れている。

・米国特許第3,809,102号 特許権者：デルベチオ（Delvenchio） 公布日:1974年５月７日 ・米国特許第3,872,826号 特許権者：ハンソン（Hanson） 公布日:1975年３月25日 ・米国特許第3,883,921号 特許権者：セツツ（Thettu）等。

公布日:1975年５月20日 ・米国特許第3,906,899号 特許権者：ハーパバツト（Harpavat） 公布日:1975年９月23日 ・米国特許第4,304,192号 特許権者：メイヤー（Mayer） 公布日:1981年12月８日 これらの特許は、次のようにまとめられる。

デルベチオの特許は、光導電性ドラムの進行方向に突出
している重なり合つた弾性の多数の偏向羽根から成る側
部または端部のシール部を有する現像剤ハウジングを記
載している。該羽根は、シールの縁から遠ざかるように
内方に現像剤のキヤリヤビードを偏向させるようになつ
ている。これによつて、現像剤は、シールされながら、
漏出するのが減少している。該シールは、ゴムで作ら
れ、ドラムの周辺を該ドラムと連続的に係合しながら延
びている。

ハンソンの特許は、頂部シールと端部シールを有する現
像剤ハウジングを開示している。該端部シールは、現像
域における現像剤ハウジングの片側に位置している。各
端部シールは、現像剤ハウジングに固定されているポリ
メチル発泡体から成るストリツプであり、自由端が光導
電性ドラムに接触している。該頂部シールは、現像剤ハ
ウジングの頂部に固定されたブラシであり、該ブラシの
自由端は光導電性ドラムに接触している。

セツツ等の特許は、ロールの回りを包むポリエステルポ
リマーから成るウエブを開示している。このウエブは加
熱された融着ロールと接触、ポリエステルが粘着性にな
つて融着ロールからトナー粒子および他の汚染物を除去
している。

ハーパバツトの特許は、現像剤ハウジング用の磁性シー
ルを記載している。マグネツトが磁性粒子を吸引して現
像剤ハウジングと光導電性ドラムとの間にシールを形成
するようになつている。

メイヤーの特許は、現像剤ハウジングの口部に片持梁式
に固定され現像剤ローラの方に延びている弾性材料から
成る薄いストリツプを開示している。このストリツプ
は、可撓性密閉手段となり、容器内にダストを閉じこめ
ながらキヤリヤ粒子を容器に戻すように変形する。

本発明の目的は、トナー粒子が収容される現像ハウジン
グ等からトナー粒子が散逸するのを防止するため、機械
的構成のシールを必要とせず、また、磁気シールの取付
けを必要としないで、トナー粒子を捕獲して、現像ハウ
ジング等の中にトナー粒子を封じる装置を提供すること
にある。

かかる目的を達成するため、本発明によれば、電子写真
複写機の光導電性部材に記録された静電潜像にトナー粒
子を付着させ、または光導電性部材からトナー粒子を除
去する手段を有する装置であって、トナー粒子を付着ま
たは除去する前記手段を囲んでいるハウジングと、この
ハウジングの中に配置されて、トナー粒子を捕獲する捕
獲手段とを備え、該捕獲手段は、ポリマーマトリックス
の基層と該基層内の可塑剤とで成り、該可塑剤は、トナ
ー粒子中に拡散し該トナー粒子に融け込み且つ粘着性に
なって、別のトナー粒子を付着させる材料で成ることを
特徴とする装置が提供される。

以下、本発明の実施例を図面に沿って説明する。第１図
は、本発明に係るトナー粒子の散逸を防止する装置を組
込んだ電子写真複写機を示している。電子写真複写機の
現像装置はトナー粒子を含んでおり、このトナー粒子が
該複写機中に散逸されてはならない。また、清掃装置に
もトナー粒子を貯蔵することができ、この清掃装置から
もトナー粒子が散逸されてはならない。このトナー粒子
の散逸を防止するためのシール装置の説明の前に、電子
写真複写機について説明する。

第１図において、電子写真複写機は、導電性基体14とそ
の上の光導電性部材12を有するベルト10を用いる。光導
電性部材12はセレン合金から作られ、また導電性基体14
はアルミ合金で作られて電気的に接地されるのが好まし
い。ベルト10は矢印16の方向に動いて光導電性部材12
を、その移動通路の周りに配置された各種の処理ステー
ションを介して逐次前進させる。ベルト10は、シート剥
離ローラ18、テンションローラ20、駆動ローラ22に掛け
渡される。駆動ローラ22が、ベルト10と係合して移動さ
せる。駆動ローラ22は駆動ベルトのような適正な手段に
よってモータ24に連結されて、モータ24が駆動ローラ22
を動かす。

まず、ベルト10の一部が帯電ステーションＡを通過する
帯電ステーションＡにおいて、コロナ発生装置26が、光
導電性部材12が比較的高くてほぼ一様な電位に帯電す
る。

次に、光導電性部材12の帯電された部分が露光ステーシ
ョンＢを通るように進む。露光ステーションＢにおい
て、原稿28は、透明プラテン30上に表を下向きにして置
かれる。ランプ32が原稿28を照射する。原稿28から反射
された光線はレンズ34を透過して光像を形成する。レン
ズ34は該光像を光導電性部材12の帯電部分に合焦して該
部分上の電荷を選択的に消散させ、原稿28に含まれる像
に一致する静電潜像を光導電性部分12に形成する。

静電潜像が光導電性部材12上に記録されたあと、ベルト
10は該潜像を現像ステーションＣに進ませる。現像ステ
ーションＣにおいて、磁性ブラシ現像装置36が、現像剤
を該静電潜像と接触させる。磁性ブラシ現像装置36は、
現像ローラ38を備え、この現像ローラ38を現像ハウジン
グ40が囲み、ハウジングの中にはトナー粒子を含む現像
剤が収容される。現像ローラ38は現像剤を光導電性部材
12に送って潜像と接触させる。潜像はトナー粒子を引き
よせて光導電性部材12上にトナー像を形成する。静電潜
像が現像されると、トナー粒子が現像ハウジング40から
消費される。このため、トナー粒子の補給装置42が現像
装置36のハウジング40にトナー粒子を補給する。また、
本発明に係るトナー粒子の散逸防止のためのシール装置
44が、現像ハウジング40の、現像ローラ38の部分を除
く、光導電性部材12に対向する部分に設けらている。こ
のシール装置44は、現像ハウジング40内に存在するトナ
ー粒子を捕獲して、トナー粒子がハウジングの外に散逸
するのを防止する。シール装置44の詳細については、後
に第２図〜第５図を用いて説明する。

再び第１図を参照して、静電潜像がトナー粒子によって
現像されたあと、ベルト10がトナー像を転写ステーショ
ンＤへ進める。転写ステーションＤにおいて、一枚のシ
ート46がトナー像と接触する。シートはシート供給装置
48によって転写ステーションＤへ送られる。シート供給
装置８はスタック52の上部のシートに接触している供給
ロール50を備えている。供給ロール50は、上部のシート
をスタック52からシュート54へ進めるように回転する。
シュート54は、光導電性部材12上に現像されたトナー像
が転写ステーションＤにおいて送られてくるシートと接
触するように、連続的にタイミングよくシートを導く。

転写ステーションＤはシート46の裏面にイオンを付与す
るコロナ発生装置56を備えている。これにより、トナー
像を光導電性部材12からシート46に引き付ける。転写の
あと、シートは、定着ステーションＥへ進ませるコンベ
ア（図示せず）上を矢印58の方向に移動する。

定着ステーションＥは、転写した像をシート46に定着さ
せる定着装置60を備える。定着装置60は加熱定着ローラ
62とバックアップローラ64とから成る。シート46は、定
着ローラ62とバックアップローラ64との間を通り、トナ
ー像は定着ローラ62と接触してシート46に定着される。
定着のあと、シュート66は、シート46を出力トレイ68に
導いてオペレータによって複写機から取り出せるように
する。

シートがベルト10の光導電性部材12から分離されたあ
と、残留トナー粒子は清掃ステーションＦにおいて光導
電性部材12から除去される。清掃ステーションＦは、光
導電性部材12に接触する回転自在に取り付けられた繊維
ブラシ70を備える。ブラシ70によって光導電性部材12か
ら清掃される粒子は、除去されたハウジング（図示せ
ず）内に貯蔵される。この清掃ハウジングは、また、現
像ハウジング40のシール装置44とほぼ同一のシール装置
を備え、ハウジング40内に収容されたトナー粒子を捕獲
してに散逸するのを防止する。

清掃に続いて、放電ランプ（図示せず）が光を光導電性
部材12にあびせ、次の像形成工程用の放電の前に残留静
電荷を放電する。

これまでの説明で、本発明の特徴を組込んだ電子写真複
写機の一般的操作を充分に説明したと考えられる。

第２図には、第１図において紙面に垂直な面で且つベル
ト10を横断する面によって切断した、本発明に係るトナ
ー粒子散逸防止装置としてのシール装置44の断面図が示
されている。図示のように、現像ハウジング40にはトレ
イ72が取り付けられている。トレイ72にはポリマーマト
リックスの基層74が配置されている。基層74は、架橋ポ
リマーのスラブとして形成され、この基層内には、トナ
ー粒子を融解してトナー粒子を粘着性にすることのでき
る不揮発性で且つ低い蒸気圧の可塑剤が含まれている。
基層74の上面には薄い接着剤層76が被覆されてトナー粒
子を接着するようになっている。トレイ72は、基層74に
拡散した可塑剤に対して抵抗性のある材料から選ばれ
る。基層74は、ポリ塩化ビニル、架橋ポリメチルメタク
リレート、または架橋ポリスチレン、および、それらの
コポリマーであり、可塑剤またはその他の架橋剤の存在
下に膨潤もしくは重合したものから作られる。以上は適
用できる基層の材料の単なる例であり、他の適正な材料
を用いることができる。基層74に拡散する不揮発性可塑
剤としては、メチルフタリルエチルグリコレート、ブチ
ルフタリルエチルグリコレート、ブチルベンジルフタレ
ート、ｎ−オクチル−ｎ−デシルフタレート、ジオクチ
ルフタレート、ジブトキシエチルアジペート、または、
それらの混合物がある。接着剤層76としては、例えば、
アクリレートまたはエラストマー系接着剤を含む接着テ
ープがある。接着剤層または基層には、それらを導電性
にする添加剤を含むことが好ましい。接着剤層または基
層は電源に連結されて適正な電圧にまで電気的にバイア
スされるか、または、アースされるのがよい。適正な添
加剤は、第四アンモニウム塩、例えば、テトラエチルア
ンモニウムブロミド、ヘキサデシルトリメチルアンモニ
ウムステアレート、または高分子電解質である。接着剤
層は、約0.001インチ（約25ミクロン）の厚さであるこ
とが好ましい。基層74は、約0.020〜0.040インチ（約0.
5〜1mm）であることが好ましい。接着剤は導電性であっ
て、帯電したトナー粒子を集めるのに効果的にされてい
る。この接着剤は電気的に接地されている。可塑剤は基
層材料の50重量パーセントである。

作用において、トナー粒子は、当初、接着剤層76に付着
する。基層74の可塑剤はトナー粒子内に拡散してそのト
ナー粒子を軟化し、接着剤層76に溶け込むすなわち融解
する。該トナー粒子は軟化すると、粘着性になり、これ
によって、更に別のトナー粒子が、粘着性になったトナ
ー粒子に付着する。これらの他のトナー粒子は次いで可
塑剤を吸収して軟化し、その下層にあるトナー粒子層に
融解する。そして、それらのトナー粒子も粘着性にな
り、更に他のトナー粒子を粘着させる。以上のプロセス
が、基層74内の可塑剤が25重量パーセントよりも少なく
なるまで続く。これらのプロセスについて、第３図〜第
５図を参照して説明する。

第３図は、トナー粒子78が接着剤層76に接着している垂
直断面図を示している。図示のように、接着剤層76が基
層74上に設けられている。空気中を自由浮遊するトナー
粒子が接着剤層76の上に集まり該層に接着する。このよ
うに、接着剤層76は最初の捕獲層として機能する。次
に、基層74内の可塑剤がトナー粒子78内に拡散する。可
塑剤がトナー粒子に拡散すると、該トナー粒子は軟化す
る。これが、第４図に示されている。

第４図において、基層74から接着剤層76を介してトナー
粒子78の中に拡散する可塑剤が示されている。該可塑剤
がトナー粒子78に拡散すると、該トナー粒子は軟化し膨
潤する。これらのトナー粒子は逐次粘着性になってそれ
自身が接着剤となる。接着剤層76上への捕獲のあと、ト
ナー粒子が30秒以内に軟化して融解することがわかっ
た。これは、第５図に示されている。

第５図には、トナー粒子78が完全に軟化し融解した様子
が示されている。これらのトナー粒子は粘着性であり、
該図に示されるように、トナー粒子から成る第一層が軟
化し融解したあと、軟着性になり、ここに新たなトナー
粒子が接着する。これらの追加トナー粒子は可塑剤を基
層74から吸収し、軟化、融解されて粘着性になる。以上
のプロセスは、基層74内に残留する可塑剤の量が、臨界
点を下回る（例えば基層材料の約25重量パーセント）ま
で続く。捕獲試験を行ない、トナー粒子を基層材料のス
ラブ上に堆積させ、一定時間経過後、トナー粒子の堆積
物を吹き飛ばした。捕獲物を有するスラブと試験開始前
のスラブの重量を測定した。約15分後には、2.23mg/cm²
のトナー粒子がスラブに付着していることが見出され
た。約65分後には、27mg/cm²のトナー粒子がスラブに付
着していることがわかった。いずれの場合でも、捕獲ト
ナー粒子は接着剤層になっていた。

なお、現像ハウジング40が可塑剤に対して抵抗性のある
材料から作られている場合には、トレイ72は必要でない
というのは、当業者には理解されるであろう。すなわ
ち、現像ハウジング40の材料が可塑剤に対して抵抗性が
ない場合にだけトレイ72が必要となる。さらに、接着剤
層は、必ずしも用いる必要がないということが当業者に
は理解されるであろう。すなわち、可塑剤を膨潤した基
層は、その上に接着剤の薄層を用いなくてもトナー粒子
の捕獲を開始することができるからである。

本発明によれば、現像ハウジング等の中にトナー粒子を
捕獲する捕獲手段が設けられ、この捕獲手段がポリマー
マトリックスの基層と該基層内の可塑剤とで成り、該可
塑剤はトナー粒子中に拡散し該トナー粒子に融け込み且
つ粘着性になって別のトナー粒子を付着させる材料で成
るので、トナー粒子をハウジング内にとじこめてシール
し、トナー粒子の散逸を防止する。特に、基層内の可塑
剤は、基層に付着したトナー粒子中に拡散して、そのト
ナー粒子を軟化してトナー粒子を粘着性にして接着剤層
として機能させ、これによって、新たなトナー粒子を付
着させ、さらにそのトナー粒子も粘着性にして接着剤層
にし、さらに新たなトナー粒子を付着させて粘着性にす
る。これらのプロセスが繰り返されて、機械的手段や磁
気シールを必要とすることなく、トナー粒子がハウジン
グから散逸するのを効果的に防止する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に用いる電子写真複写機の概略図であ
る。 第２図は、本発明に係るトナー粒子散逸防止装置として
のシール装置の断面図である。 第３図は、第２図のシール装置の一部を示す断面図であ
って、トナー粒子が付着した様子を示す図である。 第４図は、第３図と同様の断面図であって、トナー粒子
が軟化して粘着性になった様子を示す図である。 第５図は、第３図と同様の断面図であって、新たなトナ
ー粒子が、粘着性になったトナー粒子層に付着する様子
を示す図である。 符号の説明 36:現像装置、38:現像ローラ 40:現像ハウジング、44:シール装置 72:トレイ、74:基層 76:接着剤層、78:トナー粒子

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電子写真複写機の光導電性部材に記録され
   た静電潜像にトナー粒子を付着させ、または前記光導電
   性部材からトナー粒子を除去する手段を有する装置にお
   いて、 前記トナー粒子を付着または除去する手段を囲んでいる
   ハウジングと、このハウジングの中に配置されて、トナ
   ー粒子を捕獲する捕獲手段とを備え、 前記捕獲手段は、ポリマーマトリックスの基層と該基層
   内の可塑剤とで成り、前記可塑剤は、前記トナー粒子中
   に拡散し該トナー粒子に融け込み且つ粘着性になって、
   別のトナー粒子を付着させる材料で成る ことを特徴とする装置。
2. 【請求項２】前記捕獲手段が、前記基層上にあってトナ
   ー粒子を付着する接着剤層を備えたことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載の装置。
3. 【請求項３】前記可塑剤は、可溶性材料中に拡散するよ
   うに低い蒸気圧を有することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項に記載の装置。