JPH08123181A - 電気的にバイアスされたトナー濾過装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 導管内の記録粒子から汚染物を濾過する装置
を提供する。 【解決手段】 この装置は、導管１３２内の記録粒子５
０を移動させる移動体１２０と、記録粒子５０が通過す
るように導管１３２に隣接して配置されたスクリーン１
４２を含んでいる。この装置は、電気的バイアスを移動
体１２０とスクリーン１４２との間に印加して、記録粒
子５０がスクリーン１４２を通過し易くする印加装置１
９０も含んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真印刷用の
現像剤装置に関する。特に、本発明は、トナー濾過用フ
ィルタに関する。

【０００２】

【従来の技術】米国特許第５，２００，７８８号明細書
は、端部が開放されたチャンバに組み込まれたブラシオ
ーガー回収濾過アセンブリを開示している。ブラシオー
ガーは、トナーと分離スクリーンに沿ったゴミを移動す
るためにチャンバ内に回転自在に設けられたトナー回収
濾過装置である。ハウジング内には、回収されたトナー
を現像ハウジングに移動させるに連れて回転する搬送オ
ーガーも取り付けられている。

【０００３】米国特許第４，７５２，８０５号明細書
は、電子写真複写機や電子写真プリンタにおいて、クリ
ーニングユニットにより光導電性素子から取り除いた残
留現像剤粒子をリサイクルするための装置を開示してい
る。この装置は、クリーニングユニットに接続された第
１の管と、第１の管に接続され現像剤ユニットに導く第
２の管からなっている。第２の管は、現像剤ユニットに
沿って配置されている。残留粒子は、クリーニング装置
から第１の管を通って第２の管に移送される。第２の管
は、互いに所定距離が空けられた孔を備えている。残留
粒子は、これらの孔を通って落下し現像剤ユニット内に
蓄積されている現像剤材料と混合される。第２のオーガ
ーが、残留粒子を第１の管に移動させるために第２の管
内に設けられている。

【０００４】米国特許第４，５６１，７５９号明細書
は、複写機内の供給コンテナと協同してオペレータによ
り置かれる貯蔵コンテナからのトナーを充填して濾過す
るための装置を開示している。この装置は、貯蔵コンテ
ナを反転できるような断面を有する供給コンテナ用の円
筒状の充填開口を有している。この装置は、フィルタメ
ッシュにより供給コンテナから閉じられる充填開口の領
域内に配置されている。

【０００５】米国特許第４，３８９，９６８号明細書
は、画像担持部材から集められたトナーの経路内に配置
されたメッシュを備えたトナー再生装置を開示してい
る。この装置は、集められたトナーに、集められたトナ
ーをメッシュに沿って移動させる力をメッシュを通して
分け与える。異物と固化したトナーを含むメッシュ上に
集められたトナーは解きほぐされ、固化したトナーは微
細な粒子に分割される。異物は、集められたトナーの上
に浮き上がり、メッシュを通過するのが防止される。

【０００６】米国特許第４，３８９，９６８号明細書
は、電子写真複写装置用のトナー運搬装置を開示してい
る。この装置は、第１の開口を通してチャンバにトナー
を搬送するための運搬装置を含んでいる。チャンバ内の
トナーは、第２の開口から運び出される。対向する先端
部が第２のチャンバ開口を除いてチャンバの内部壁に接
触したままとなるように、回転する弾性板がチャンバ内
の一端に取り付けられている。

【０００７】米国特許第４，３１９，８３２号明細書
は、管状ハウジング内に配置され、光導電性ドラムから
除去された使用可能なトナー粒子に帯電した極性とは反
対の電位が印加された円筒状の電極を開示している。フ
ァーブラシは、トナーと異物をドラムから除去し、トナ
ーと異物を、ハウジングとシリンダとの間に形成される
通路を通って搬送する空気流を形成するように機能す
る。異物は、遠心力により異物チャンバに運び込まれる
一方、トナーは空気流と同じ方向に回転するシリンダに
付着する。トナーは、そこからトナーがシリンダから剥
ぎ取られて除去されてリサイクルされるシリンダに隣接
してトナー回復チャンバ内に伸延するブレードを通過す
る。

【０００８】米国特許第４，０５４，３８１号は、電子
写真複写装置のクリーニングステーションにおいて使用
されるようにされたトナーフィルタ構造を開示してい
る。異物及び他の汚染物は、使い捨てコンテナ或いは再
使用コンテナに集められる前に、或いは、現像ステーシ
ョンに戻される前に、残留トナーから除去される。この
フィルタ構造は、除去されたトナーが通って入る入力開
口と濾過されたトナーが出て行く出力開口とを有するを
有するハウジングを含んでいる。このハウジングは、ハ
ウジング内の中心に位置した軸の回りを回転するように
取り付けられた螺旋ブラシと、その軸に対して同軸的に
位置した固定の開口メッシュを含んでいる。ブラシの回
転により、トナーはスクリーンを通してフィルタハウジ
ングの出口に移される。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、導管内
の記録粒子から汚染物を濾過する装置が提供される。こ
の装置は、導管内の記録粒子を移動させる移動体と、記
録粒子が通過するように導管に隣接して配置されたスク
リーンを含んでいる。この装置は、電気的バイアスを移
動体とスクリーンとの間に印加して、記録粒子がスクリ
ーンを通過し易くする印加装置も含んでいる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図３を参照すると、潜像の現像の
際に消費されるトナーと置換する少なくともトナー５０
の一定量を与えるために、現像システム３８は、少なく
ともトナー５０を含む補給物７６の交換可能な供給源を
格納するためのカートリッジを含んでいる。補給物７６
は、図３に示すように、疲弊して破損した粒状キャリア
４８と置換するために、トナー粒子５０と同様に粒状キ
ャリア４８を含んでもよい。しかしながら、本発明は、
トナーのみを含む補給物により実施できることも理解さ
されるべきである。コピー当たり或いは時間当たりで見
た、トナーの典型的な使用量は粒状キャリアの典型的な
使用量よりも（重量で見て）多いので、カートリッジ内
のキャリアに対するトナーの比は、ハウジング内のキャ
リアに対するトナーの比よりも大きい。トナーと同様に
キャリア粒子を含む補給物を使用することは、ここに参
考として組み入れられたフォルキン他に与えられた米国
特許第４，６１４，１６５号明細書に開示されている。
カートリッジ８０は、任意の適当な耐久性のある材料で
作ることができる交換可能な項目であり、下方を向いた
開口を備えて垂直に方向付けることができ、これにより
重力で空にすることができる。しかしながら、空間の制
限が問題となるところでは、カートリッジ８０は、カー
トリッジ８０から現像剤材料を抽出することができる装
置（図示せず）を含むことができる。トナーカートリッ
ジ８０の中の粒子は、図４に示されるように、トナー溜
め或いは現像剤溜め８２に進む。溜め８２は、理想的に
は現像ハウジング４４の上方に位置し、これにより、先
に述べられたように、重力が補給物７６を溜め８２から
供給するが、トナーカートリッジ８０、溜め８２、及び
現像ハウジング４４に対する空間が制限されている場合
には、溜め８２は現像ハウジング４４の上方に配置しな
くてもよい。

【００１１】ここで図４を参照すると、本発明によれ
ば、電気的にバイアスされたトナーフィルタ９０が、現
像システム３８の一部として示されている。使用時点フ
ィルタ９０は、トナー或いは現像剤を使用する現像シス
テムに適合させることができることが理解されるべきで
ある。図４に示される現像システム３８は、トナーカー
トリッジ８０から潜像１０（図３参照）へトナーを与え
る典型的な現像システムを表している。

【００１２】コピー装置は、現像処理において使用され
なかったトナーを現像装置３８で使用するためにリサイ
クルすることができるクリーニングステーションＦ（図
３参照）の一部としてクリーニングシステム（図示せ
ず）を含んでもよいことも理解されるべきである。クリ
ーニングシステムにより供給されたトナーは、代わり
に、或いは、これに加えて、電気的にバイアスされたト
ナーフィルタ９０により、濾過できることも理解される
べきである。

【００１３】再度図４を参照すると、現像システム３８
は、現像システム３８の残りの部分を支持する現像剤ハ
ウジング４４を含んでいる。溜め８２は、現像剤ハウジ
ング４４の第１の端部９２の上方で近傍に位置してい
る。溜め８２は、補給物７６をトナーカートリッジ８０
から受け取り、補給物の供給源を格納し、後で現像剤ハ
ウジング４４に配送する。現像剤ハウジング４４は、ト
ナー或いは現像剤カートリッジ８０も支持する。トナー
カートリッジ８０は、望ましくは円筒形のカートリッジ
であり、その内部に螺旋リム９４が形成されている。し
かしながら、カートリッジ８０は、同様に垂直に位置し
て、これにより、重力を使用して補給物を現像剤ハウジ
ング４４の方向に押しやることができることが理解され
るべきである。カートリッジ８０は、モータ１００によ
り支持体９６の回りを回転する。ギヤ１０２及び軸１０
４は、トルクをモータ１００からカートリッジ８０に伝
えるために使用される。導管すなわち管１０６は、カー
トリッジ８０の内部から現像溜め８２の内部に伸延して
いる。螺旋オーガー１１０は、管１０６の中に位置し、
同様にギヤ１０２と軸１０４を介してモータ１００によ
り回転される。カートリッジ８０からの補給物７６は、
管１０６に入り、オーガー１１０により溜め８２に引き
出され、溜め８２内の開口１１２において溜め８２に放
出される。

【００１４】図５を参照すると、溜め８２がより詳細に
示されている。溜め８２は、広い上部１１４と狭い底部
１１６を有するＶ字状の断面を有している。管１０６
は、溜め８２の上部１１４に伸延しており、オーガー１
１０がその中に摺動可能にはめ込まれて、管１０６に対
して回転する。オーガー１１０により管１０６を通して
引き出された後の補給物７６は、管１０６の底部１１６
内の開口１１２を通して一掃される。補給物７６は、重
力により溜め８２の底部１１６に落下する。ブラシオー
ガ１２０は、溜め８２に一致して支持されている。ブラ
シオーガ１２０は、任意の形態を取りえるが、金属、た
とえば鋼のような耐久性がある材料で作ることが望まし
い軸１２２を含むことが望ましい。毛１２４は、軸１２
２から半径方向に外側に向かって伸延している。毛１２
４は、溜め８２の周辺１２６に向かって外側に伸延して
いる。

【００１５】再度図４を参照すると、ブラシオーガー１
２０は、溜め８２から現像ハウジング４４の頂部１３０
に沿って伸延している。溜め８２の外側で、オーガー１
２０は、導管１３２により支持され、また、導管１３２
内に含まれている。導管１３２は、図４に示されるよう
に別の構成部品としても、或いは、現像ハウジング４４
の一体化された部分としてもよい。補給物７６がブラシ
オーガー１２０に沿って進むことができるように、ブラ
シオーガーモータ１３４が、軸１３６とギヤ１３８によ
りオーガ１２０に作動的に連結されている。重力により
現像溜め８２の底部１１６に落下する補給物７６は、オ
ーガー１２０により溜め８２から導管１３２に沿って搬
送される。開口の形態をしたアパーチャ１４０は、現像
剤ハウジング４４に隣接した導管１３２内に位置してお
り、補給物７６が導管１３２から現像剤ハウジング４４
に進むことができるようにしている。スクリーン１４２
は開口１４０内に置かれており、汚染物が現像剤ハウジ
ング４４に入らないようにしながら、補給物７６が通過
できるようにしている。

【００１６】スクリーン１４２は、図１により詳細に示
されている。開口１４０は、現像剤ハウジング４４の上
方で、現像剤ハウジング４４に適正に充填し、補給物７
６と現像剤ハウジング４４内の現像剤材料４７との混合
を最適に行うことができるような最も適当な位置に位置
している。スクリーン１４２は、導管１３２と一体にし
たり、或いは図１に示されるように、別部材とすること
ができる。スクリーン１４２は、開口１４０全体を覆う
ことが望ましい。スクリーン１４２は、補給物７６が通
ることができる多数の小さなアパーチャを含んでいる。
平均の粒状キャリアの直径が約４０ミクロンであるの
で、アパーチャのサイズは少なくとも４０ミクロンでな
くてはならない。トナーフィルタ９０は、図１に示され
るように、単独のスクリーン１４２を含んでも、或い
は、別法として導管１３２に沿って間隔が空けられた複
数のスクリーンを含んでもよいことが理解されるべきで
ある。毛１２４とスクリーン１４２との間の適正な相互
作用を提供するために、スクリーン１４２は、オーガー
１２０の毛１２４に適合する形状を有している。スクリ
ーン１４２は、たとえば、円筒の一部である、アーチ形
の形状を有している。望ましくは、スクリーン１４２の
内側周辺１４６は、導管１３２の内側周辺１４８に連続
している。

【００１７】スクリーン１４２は、金属或いは天然樹脂
或いは合成材料のような任意の適当な耐久性がある材料
で作ることができる。たとえば、スクリーン１４２は、
綿或いはポリマーで作ることができる。たとえば、スク
リーン１４２は、ワイヤメッシュで作ることができる。
スクリーン１４２は、溶接或いは締結具（図示せず）の
ような任意の適当な手段により導管１３２に固定するこ
とができる。

【００１８】ここで図２を参照すると、ブラシオーガー
がより詳細に示されている。軸１２２は、任意の適当な
形状とすることができる。軸１２２は、カーボングラフ
ァイト材料や金属のような、任意の適当な耐久性のある
材料で作ることができる。たとえば、軸１２２は、一緒
に捻られた一対の鋼製ワイヤで作ることができる。軸１
２２から伸延する毛１２４は、接着のような任意の適当
な手段で固定することができるが、毛１２４は、一対の
鋼製ワイヤの間に伸延し、その間に適切に固定されるこ
とが望ましい。毛１２４は、ナイロン（Ｎｙｌｏｎ）
（ＤｕＰｏｎｔ（ＵＫ）Ｌｔｄ．の登録商標）のような
任意の可撓性材料で作ることができる。望ましくは、繊
維毛１２４は、スクリーン１４２及び導管１３２の内側
周辺１４６及び１４８に向かってそれぞれ外側に伸延す
る。望ましくは、毛１２４は、軸１２２とスクリーンの
周辺１４２の間で曲がるような長さである。

【００１９】再度図１を参照すると、スクリーン１４２
の長さＬと巻き掛け角α（図２参照）とアパーチャ１４
４の直径Ｄが、オーガー１２０に沿って進む間にスクリ
ーン１４２を通過することができる、オーガー１２０に
より搬送される補給物７６の量を決定する。

【００２０】ここで図６を参照すると、スクリーン１４
２を通過する補給物７６は、現像剤ハウジング４４に入
り、現像剤ハウジング４４内で現像剤材料を混合する混
合オーガー１５０を通過する。

【００２１】再度図４を参照すると、スクリーン１４２
を通過しない汚染物１５２は、導管１３２に沿ってオー
ガー１２０（図７参照）により搬送される。

【００２２】導管１３２の端部１５４を通過した汚染物
１５２は、汚染物１５２が累積され後でそこから除去さ
れる廃物コンテナ１５６に進む。

【００２３】再度図１を参照すると、トナーフィルタ９
０の効率を大幅に改善するために、電気的バイアス１６
０が、スクリーン１４２とオーガー１２０の軸１２２と
の間に任意に配置される。電気的バイアス１６０により
トナーフィルタ９０を適正に動作させるために、オーガ
ー軸１２０とスクリーン１４２の少なくとも一部は、金
属のような電気的に伝導性の材料で作らなければならな
い。たとえば、軸１２２は鋼で作ることができ、スクリ
ーン１４２はワイヤメッシュで作ることができる。別法
として、スクリーンは、炭素がドープされた綿或いは導
電性合成物質とすることができる。トナーフィルタ９０
を電気的バイアス１６０により更に適正に動作させるた
めに、毛１２４は、ナイロン（Ｎｙｌｏｎ）（ＤｕＰｏ
ｎｔ（ＵＫ）Ｌｔｄ．の登録商標）のような、可塑性樹
脂のような非導電性材料で作られるべきである。

【００２４】バイアス１６０を備えたトナーフィルタ９
０は、電源１６２を含んでいる。電源１６２は、直流電
源１６４を含んでいる。直流電源１６４は、約１０００
ボルトの直流の出力を有する任意の適当な市販の電源と
することができる。直流電源の第１の端子１６６は、第
１の電線１７２により、接地１７０とスクリーン１４２
に接続される。直流電源１６４の第２の端子１７４は、
第２の電線１７６とブラシ１８０により、オーガー１２
０に接続される。ブラシ１８０により、軸１２２の回転
中に軸１２２と電気的に接触することができる。

【００２５】二成分現像システムにおいて、オーガー１
２０によりこれに沿って搬送された補給物７６は、粒状
キャリア４８とトナー粒子５０を含んでいる。直流電源
１６４は、軸１２２とスクリーン１４２との間に電界勾
配を与える。軸１２２の回りの電界勾配は、布や紙の繊
維のような汚染物１５２を、軸１２２の方向に引きつけ
て、スクリーン１４２から引き離す。電界勾配に応答す
るには小さすぎるトナー粒子５０は、スクリーン１４２
を通って落下する。粒状キャリア４８は、オーガー軸１
２２まで持ち上げるには重すぎ、したがって、スクリー
ンの孔の寸法Ｄが十分に大きくされたスクリーンを通過
する。電気的バイアス１６０を備えたトナーフィルタ９
０については、スクリーン１４２内のアパーチャ１４４
の直径Ｄは、５００ミクロンの大きさとすることがで
き、粒状キャリア４８を抵抗なく通過させながら、汚染
物１５２を効率的に濾過することができる。スクリーン
１４２の長さＬと巻き掛け角αは、電気的バイアス１６
０なしのトナーフィルタ９０におけるスクリーン１４２
を通過する補給物７６と同じ量を通すように大きくする
必要がある。

【００２６】双極力のみが粒子を駆動し、クーロン力が
粒子を駆動しないことを確実にするために、交流電源１
９０が電源１６２の中に含まれてもよい。

【００２７】バイアス１６０を使用することにより、補
給物７６を汚染物１５２から分離するのにバイアス力が
非常に大きく寄与し、したがって、スクリーン１４２
は、別法として、ブラシとの機械的接触が少なく機械的
な分離を減少させる平板とすることができることが理解
されるべきである。スクリーンとブラシとの間に接触が
なく、濾過用のバイアス力のみに依存するようにするこ
とさえも考えられる。更に、トナーフィルタ９０は、廃
物トナーを濾過するための、或いは、製造中にトナー或
いは補給物を濾波するために使用される廃物トナーシス
テム（図示せず）の中のような、装置内の何処にでも配
置することができることが理解されるべきである。

【００２８】

【発明の効果】電気的なバイアスを使用することによ
り、汚染物が、廃物トナーの中か、製造されるトナーの
中か、トナーカートリッジの中のトナーの中か、或い
は、カートリッジと現像剤ハウジングとの間の現像シス
テムの中のトナーの中であっても、汚染物の濾過をする
トナーフィルタを通過するトナーの濾過効率を改善する
ことができる。

【００２９】ブラシ形式のオーガーを含む電気的にバイ
アイスされたフィルタを使用することにより、画像の品
質及び装置の信頼性に対して悪影響を与える布の繊維及
び紙の繊維を効率的に除去することができる。

【００３０】電気的にバイアイスされたブラシ形式のオ
ーガーとフィルタスクリーンを使用することにより、現
像剤材料の大きな塊が現像剤ハウジングに入ってトナー
の混合に悪影響を与えることを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明によるワイヤメッシュフィルタを含
む、部分的に断面で示した、現像ハウジングの概略部分
立面図である。

【図２】 図１の２−２部分を通る部分断面図である。

【図３】 本発明の現像装置のワイヤメッシュフィルタ
を組み込んだ例示的な電子写真印刷装置の概略立面図で
ある。

【図４】 本発明によるワイヤメッシュフィルタを含む
部分的に断面で示した現像ハウジングの立面図である。

【図５】 図４の５−５部分を通る部分断面図である。

【図６】 図４の６−６部分を通る部分断面図である。

【図７】 図４の７−７部分を通る部分断面図である。

【符号の説明】

３８ 現像システム、４４ 現像ハウジング、４７ 現
像剤材料、４８ 粒状キャリア、５０ トナー、７６
補給物、８０ カートリッジ、８２ 溜め、９０トナー
フィルタ、９２ 第１の端部、９４ 螺旋リム、９６
支持体、１００モータ、１０２ ギヤ、１０４ 軸、１
０６ 管、１１０ 螺旋オーガー、１１２ 開口、１１
４ 上部、１１６ 底部、１２０ ブラシオーガー、１
２２軸、１２４ 毛、１２６ 周辺、１３０ 頂部、１
３２ 導管、１３４ ブラシオーガーモータ、１３６
軸、１３８ ギヤ、１４０ アパーチャ（開口）、１４
２ スクリーン、１４４ アパーチャ、１４６ 内側周
辺、１４８ 内側周辺、１５０ 混合オーガー、１５２
汚染物、１５４ 端部、１５６ 廃物コンテナ、１６
０ 電気的バイアス、１６２ 電源、１６４ 直流電
源、１６６ 第１の端子、１７０ 接地、１７２ 第１
の電線、１７４ 第２の端子、１７６ 第２の電線、１
８０ ブラシ、１９０ 交流電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シリル・ジー・エドムンズ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14580 ウエブスター メドウウッドドライブ 1255 (72)発明者 ジェラルド・エム・クリク アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14580 ウエブスター タラレーン 409

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導管内の記録粒子を移動させる手段と、 記録粒子が通過するように導管に隣接して配置されたス
   クリーンと、 記録粒子がスクリーンを通過し易いように前記移動させ
   る手段と前記スクリーンとの間に電気的バイアスを印加
   する手段とからなる導管内の記録粒子から汚染物を濾過
   する装置。