Gebiet der Erfindung
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Diese Erfindung betrifft ein Tonerabdichtungsmaterial, um
ein Auslaufen des Toners in elektrophotographischen
Kopiermaschinen oder bilderzeugenden Apparaturen, welche die
Elektrophotographie verwenden, wie z.B. einem Drucker oder einem
Fernkopierer, zu verhindern.
Hintergrund der Erfindung
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Die Funktionsweise einer elektrophotographischen
bilderzeugenden Apparatur ist die, daß eine lichtempfindliche Trommel
gleichförmig aufgeladen wird, die lichtempfindliche Trommel
mit dem Lichtmuster eines Originals bildweise belichtet
wird, um die Trommel an den belichteten Stellen zu entladen,
wodurch ein elektrostatisches latentes Bild erzeugt wird,
ein Toner an dem latenten Bild angehaftet wird und der
anhaftende Toner elektrostatisch auf Kopierpapier übertragen
wird.
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Die bilderzeugende Apparatur besitzt eine Entwicklungswalze
an der Öffnung einer Tonerpatrone, die einer
lichtempfindlichen Trommel gegenüberliegt.
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In einer herkömmlichen Apparatur sind die Teile einer
Tonerpatrone, mit denen die Entwicklungswalze gehalten wird, mit
Filz überzogen (siehe z.B. JP-A-61-129664).
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Andererseits umfassen bekannte Abdichtungsmaterialien, die
in Kontakt mit einer lichtempfindlichen Trommel verwendet
werden, um ein Auslaufen des Toners von der Trommel zu
verhindern,
ein elastisches Material, das mit einem 20 bis 200
um dicken wärmegeschrumpften Fluorharzfilm laminiert ist,
wie in der JP-A-U-60-16154 vorgeschlagen wird (der Ausdruck
"JP-A-U", der hier verwendet wird, bedeutet eine "ungeprüfte
veröffentlichte japanische Gebrauchsmusteranmeldung"), und
ein elastisches Material, das mit einem 30 um dicken
wärmegeschrumpften Fluorharzfilm laminiert ist, wie in der JP-A-
U-60-173960 vorgeschlagen wird.
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Wenn Filz an den Teilen einer Tonerpatrone verwendet wird,
welche die Walze halten, wird der Filz bei langzeitiger
Verwendung abgenutzt, wodurch eine Lücke zwischen der
Entwicklungswalze und den haltenden Teilen entsteht. Dies führt zum
Auslaufen des Toners durch diese Lücke oder dazu, daß der
Toner durch die Filzfasern hindurchdringt, wodurch das
Innere der Apparatur verschmutzt wird oder eine Fleckenbildung
auf den Kopien verursacht wird, was zu einer schlechten
Bildqualität führt.
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Wenn weiterhin das Abdichtungsmaterial, das in der JP-A-U-
60-16154 oder der JP-A-U-60-173960 beschrieben ist, auf den
Teilen einer Tonerpatrone aufgebracht wird, welche die Walze
halten, ergibt sich manchmal das folgende Problem.
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Die Oberfläche der tragenden Teile (bearing parts) einer
Entwicklungswalze besitzt manchmal Unebenheiten in axialer
Richtung, bedingt durch die Oberflächenbehandlung. Wenn
insbesondere Rauhigkeitsspitzen auftreten, wird das elastische
Material über den Fluorharzfilm, der mit solchen
Rauhigkeitsspitzen in Berührung kommt, stark deformiert, wodurch
Spannungen konzentriert werden. Dies führt dazu, daß der
Fluorharzfilm bricht oder abgenutzt wird oder die
Entwicklungswalze nicht abdichtet. Wenn dies der Fall ist, entsteht
eine Lücke zwischen dem Abdichtungsmaterial und der Walze,
und der Toner läuft durch diese Lücke aus, wodurch das
Innere
der Apparatur verschmutzt wird oder eine Fleckenbildung
auf den Kopien verursacht wird.
Zusammenfassung der Erfindung
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein
Tonerabdichtungsmaterial zur Verwendung in einer
elektrophotographischen bilderzeugenden Apparatur bereitzustellen, mit dem
ein Auslaufen des Toners aus einer Tonerpatrone über eine
längere Zeitdauer hinweg verhindert werden kann.
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Andere Aufgaben und Effekte der vorliegenden Erfindung
werden aus der folgenden Beschreibung ersichtlich.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein
Tonerabdichtungsmaterial, um ein Auslaufen des Toners über die tragenden Teile
einer Entwicklungswalze, befestigt an einer Tonerpatrone,
die einer lichtempfindlichen Trommel gegenüberliegt, zu
verhindern, wobei das Tonerabdichtungsmaterial eine elastische
Schicht, die mit der Patrone über eine Klebstoffschicht in
Kontakt steht, und eine poröse Tetrafluorethylenharzschicht
mit einer Dicke von mindestens 0,2 mm, die auf der
elastischen Schicht über eine Klebstoffschicht auflaminiert ist,
und die in Kontakt mit der Entwicklungswalze steht, umfaßt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht einer
elektrophotographischen bilderzeugenden Apparatur, in der das
Tonerabdichtungsmaterial der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
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Figur 2 ist eine schematische Ansicht der lichtempfindlichen
Trommel und der Entwicklungswalze von Figur 1, von oben
gesehen.
Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
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Figur 1 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung, in der Nr. 1 die lichtempfindliche Trommel bezeichnet,
2 bezeichnet die Entwicklungswalze, 3 bezeichnet die
Tonerpatrone, 4 bezeichnet das Tonerabdichtungsmaterial
entsprechend der vorliegenden Erfindung, 4a bezeichnet die
elastische Schicht, 4b bezeichnet die poröse
Tetrafluorethylenharzschicht, 4c bezeichnet die Klebstoffschicht, 4d
bezeichnet eine andere Klebstoffschicht und 5 bezeichnet einen
Behälter für die Rückgewinnung des Toners.
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Die Art des Materials der elastischen Schicht 4a ist nicht
besonders beschränkt, solange sie ihre Elastizität bei
langzeitiger Verwendung nicht verliert. Beispiele für die
Materialien, die für die elastische Schicht verwendet werden,
umfassen Gummimaterialien, z.B. Polyurethangummi,
Chloroprengummi und Silikongummi, und geschäumte Körper davon.
Unter diesen ist Chloroprengummi mit einem Schäumungsgrad von
60 bis 85 % bevorzugt. Die Härte der elastischen Schicht ist
nicht besonders beschränkt, aber sie liegt bevorzugt im
Bereich von 1º bis 30º, gemessen mit einem Härtemeßgerät vom
Typ "Asker C".
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Die Dicke der elastischen Schicht ist nicht besonders
beschränkt, sie liegt gewöhnlich jedoch im Bereich von 2,5 bis
4,0 mm und bevorzugt im Bereich von 2,5 bis 3,0 mm.
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Das Abdichtungsmaterial 4 wird an der Tonerpatrone 3 über
die Klebstoffschicht 4c aufgebracht, und die elastische
Schicht 4a und die poröse Schicht 4b werden über eine
Klebstoffschicht 4d miteinander verbunden. Die Verbindungsarten
sind nicht besonders beschränkt, und ein doppelt
beschichtetes Klebstoffband kann verwendet werden, oder das Anhaften
kann mittels Wärmeverschmelzen erfolgen.
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Entsprechend der vorliegenden Erfindung erfährt die poröse
Tetrafluorethylenharzschicht mit einer Dicke von mindestens
0,2 mm eine plastische Deformation entsprechend den
Oberflächenunebenheiten der Entwicklungswalze, so daß sie dicht an
der Walze anliegt, wodurch eine zufriedenstellende
Abdichtungsfunktion erreicht wird. Da das Tetrafluorethylenharz
einen geringen Reibungswiderstand besitzt, kann das
Drehmoment für die Umdrehung der Walze reduziert werden, und eine
gleichmäßige Umdrehung kann gewährleistet werden.
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Da die elastische Schicht aus solch einem Material
hergestellt ist, daß seine Elastizität selbst bei der Einwirkung
von Druck über einen längeren Zeitraum hinweg nicht verliert
(z.B. Chloroprengummi), behält sie ihre Fähigkeit, die
poröse Harzschicht gegen die Entwicklungswalze zu drücken, über
eine längere Zeitdauer hinweg bei. Daher löst das
Abdichtungsmaterial der Erfindung die o.g. Probleme, die in
Zusammenhang mit der Verwendung von Filz auftreten, wie z.B. das
Auslaufen des Toners durch die Lücke, die durch das Abnutzen
des Filzes entsteht, oder das Hindurchtreten des Toners
durch die Filzfasern.
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Selbst wenn die Entwicklungswalze in axialer Richtung eine
große Oberflächenunebenheit aufweist, erfährt die elastische
Schicht keine solch große Deformation, welche eine
Konzentration von Spannungen verursacht. Daher löst das
Abdichtungsmaterial der Erfindung die o.g. Probleme, die in
Zusammenhang mit herkömmlichen Abdichtungsmaterialien auftreten,
wie z.B., daß das Fluorharz bricht oder abgenutzt wird oder
die Walze nicht abdichtet, wodurch ein Auslaufen des Toners
durch die gebildete Lücke verursacht wird.
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Die Dicke der porösen Tetrafluorethylenharzschicht muß
mindestens 0,2 mm betragen. Wenn die Dicke 0,2 mm oder mehr
beträgt, kann die Harzschicht auf die zylindrischen Teile
aufgebracht werden, welche die Entwicklungswalze halten, z.B.
durch Wärmeschrumpfen, ohne daß irgendein spezielles
Verfahren angewandt werden muß, wodurch eine glatte gewölbte
Oberfläche ohne Falten in Kontakt mit und entlang der
Entwicklungswalze erhalten wird. Die bevorzugte Dicke der porösen
Harzschicht beträgt 0,25 mm oder mehr. Die Obergrenze für
die Dicke der porösen Harzschicht ist nicht besonders
beschränkt, solange das Abdichtungsmaterial zufriedenstellende
Abdichtungseigenschaften zeigt und ein geringes Drehmoment
bei der Rotation.
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Die poröse Tetrafluorethylenharzschicht besitzt bevorzugt
eine Porosität von mindestens 40 % und insbesondere von 55
bis 85 %. Wenn eine poröse Schicht mit einer Porosität von
40 % oder mehr verwendet wird, kollabieren die Poren in
Kontakt mit der unebenen Oberfläche der Entwicklungswalze, was
zu einer plastischen Deformation führt, wodurch ein stetiger
enger Kontakt mit der Walze ermöglicht wird und die
Abdichtungseigenschaften zufriedenstellend beibehalten werden
können.
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Dem Tetrafluorethylen können die gleichen elektrostatischen
Eigenschaften wie dem Toner verliehen werden, um ein
Anhaften des Toners an dem Abdichtungsmaterial zu verhindern, und
es kann Additive enthalten und kann mit anderen Monomeren
copolymerisiert werden, um die Produktionsstabilität usw. zu
verbessern, solange die Bildung der porösen Schicht nicht
unterbunden wird.
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Das Verfahren zum Befestigen des Tonerabdichtungsmaterials
der vorliegenden Erfindung an einer Tonerpatrone ist nicht
besonders beschränkt, und es kann solch ein Verfahren sein,
bei dem die elastische Schicht zuerst auf der Patrone
befestigt wird und dann die poröse Harzschicht darauf gebildet
wird, und solch ein Verfahren, bei dem ein Laminat aus der
elastischen Schicht und der porösen Harzschicht hergestellt
wird, und das Laminat dann an einer Patrone befestigt wird.
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Die vorliegende Erfindung wird nun genauer mit Bezug auf die
folgenden Beispiele erläutert, die aber nicht so verstanden
werden sollten, als daß die vorliegende Erfindung darauf
beschränkt wäre.
Beispiel 1
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Ein doppelt beschichtetes Klebstoffband wurde auf einer 3 mm
dicken Polyurethangummifolie mit einem Schäumungsgrad von 80
% und einer Härte von 30, gemessen mit einem Härtemeßgerät
vom Typ "Asker C", aufgebracht, und eine 0,3 mm dicke poröse
Tetrafluorethylenharzfolie mit einer Porosität von 70 %
wurde daran befestigt. Die laminierte Folie wurde zu einer
bestimmten Form geschnitten, um ein Tonerabdichtungsmaterial
zu erhalten.
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Das erhaltene Tonerabdichtungsmaterial wurde an einer
Tonerpatrone einer Kopiermaschine ("LBP-A408", hergestellt von
Canon Inc.) befestigt, und ein Probelauf wurde durchgeführt,
um 5000 Kopien einer Testkarte zu erhalten. Auf dem
Außenbereich (peripheral area) der Kopien, erhalten nach dem
Probelauf, trat keine Fleckenbildung auf.
Vergleichsbeispiel 1
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Ein doppelt beschichtetes Klebstoffband wurde auf einer 3 mm
dicken Folie, hergestellt aus Filz, aufgebracht, und eine
0,5 mm dicke poröse Tetrafluorethylenharzfolie mit einer
Porosität von 70 % wurde daran befestigt. Die laminierte
Folie wurde zu einer bestimmten Form geschnitten, um ein
Tonerabdichtungsmaterial zu erhalten.
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Das erhaltene Abdichtungsmaterial wurde in der gleichen
Weise wie in Beispiel 1 bewertet. Auf dem Außenbereich der
Kopien trat eine Fleckenbildung auf, wobei der Toner durch
eine
Lücke auslief, die aufgrund der Abnutzung des Filzes
entstanden war.
Vergleichsbeispiel 2
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Ein doppelt beschichtetes Klebstoffband wurde auf einer 3 mm
dicken Folie, hergestellt aus Filz, aufgebracht, und eine
Filzfolie vom Fluor-Typ mit guten Gleiteigenschaften wurde
daran befestigt. Die erhaltene laminierte Folie wurde zu
einer bestimmten Form geschnitten, um ein
Tonerabdichtungsmaterial zu erhalten.
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Das erhaltene Abdichtungsmaterial wurde in der gleichen
Weise wie in Beispiel 1 bewertet. Auf den Kopien trat eine
Fleckenbildung auf, wobei der Toner durch eine Lücke,
entstanden aufgrund der Abnutzung des Filzes, und durch die
Fasern des Filzes auslief.
Vergleichsbeispiel 3
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Ein doppelt beschichtetes Klebstoffband wurde auf einer 3 mm
dicken Chloroprengummifolie aufgebracht, und eine 0,1 mm
dicke poröse Tetrafluorethylenharzfolie mit einer Porosität
von 70 % wurde daran befestigt. Die laminierte Folie wurde
zu einer bestimmten Form geschnitten, um ein
Tonerabdichtungsmaterial zu erhalten.
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Das erhaltene Abdichtungsmaterial wurde in der gleichen
Weise wie in Beispiel 1 bewertet. Der Toner lief aus, da das
Abdichtungsmaterial die Entwicklungswalze nicht hinreichend
abdichtete
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Wie oben beschrieben und gezeigt wurde, stellt die
vorliegende Erfindung ein Abdichtungsmaterial bereit, das ein
Auslaufen des Toners über die tragenden Teile einer
Entwicklungswalze einer Tonerpatrone verhindert. Die Verwendung des
Abdichtungsmaterials der vorliegenden Erfindung in
elektrophotographischen bilderzeugenden Apparaturen, z.B.
elektrophotographischen Kopiermaschinen, Druckern und
Fernkopierern, ermöglicht es, über eine längere Zeitdauer hinweg
fleckenfreie Bilder zu erhalten.