JPH04343376A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、静電記録方式の電子
写真複写機やプリンターやファクシミリ等の画像形成装
置に用いる現像装置に関するもので、特に、二成分現像
剤を用いて像担持体上に形成された静電潜像を現像する
現像装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】二成分現像剤を用いる画像形成装置の現
像装置としては、複数の磁極を有し固定配置された磁石
体と、内部に該磁石体を有し表面上に現像剤を担持し駆
動回転する現像剤担持体と、該現像剤担持体に担持され
た現像剤の量を規制する現像剤量規制部材と、前記現像
剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材と、該供給
部材に現像剤を補給・撹拌する現像剤撹拌部材とから構
成された現像装置が従来用いられていた。

【０００３】上述の現像装置によって良好な画像を得る
ためには、像担持体と現像剤担持体（現像スリーブとも
いう）とが近接する現像領域で現像処理されたのちの現
像済み現像剤を現像剤担持体表面から一旦剥離除去し、
新たな現像剤を再び現像剤担持体表面に供給することが
必要である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来は、現像剤担持体
の表面に非磁性の剥離部材を圧接させていたが、複数の
磁極を有する磁石体を内蔵する現像剤担持体表面に磁力
で付着する現像材剤を剥離するには、前記剥離部材を強
く現像剤担持体表面に圧接しなければならない。しかし
この圧接力が強いため現像剤担持体表面を傷つけたり、
圧接負荷に打ちかつような高トルクの現像装置駆動装置
を必要とする。

【０００５】また、現像装置の現像槽内の現像剤溜りに
剥離部材を設けた従来の構造では、該剥離部材上に現像
剤が堆積して剥離が不確実になる欠点がある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、かかる問題
点を有する二成分現像剤を用いて現像する現像装置にお
いて、現像剤担持体上での現像済み現像剤剥離を軽荷重
かつ確実に行ない安定した現像剤交換を行ない良好な画
像を得る現像装置を提供することを目的とするものであ
る。

【０００７】上記目的を達成するこの発明の現像装置は
、複数の磁極を有し固定配置された磁石体と、内部に該
磁石体を有し表面上に現像剤を担持し駆動回転する現像
剤担持体と、該現像剤担持体に担持された現像剤の量を
規制する現像剤量規制部材と、前記現像剤担持体に現像
剤を供給する現像剤供給部材と、該供給部材に現像剤を
補給・撹拌する現像剤撹拌部材とから構成された現像装
置において、前記現像剤担持体表面の現像済み現像剤の
自重落下位置に対応する前記磁石体の一部に、磁束密度
をほぼ零にする無磁極部分を設けるとともに、該無磁極
部分に対応する現像剤担持体表面を軽圧接して現像済み
現像剤を剥離・落下させる弾性を有する非磁性の剥離部
材を、前記現像剤撹拌部材の上方に配設したことを特徴
とするものである。

【０００８】また、この発明の現像装置は、前記非磁性
の剥離部材が、前記現像剤供給部材と現像剤撹拌部材を
仕切る仕切り部材の上部に一体に設けられたことを特徴
とする。

【０００９】更に、上記現像装置は、前記弾性を有する
非磁性の剥離部材か、ステンレス鋼薄板または樹脂製フ
ィルムあるいは、ウレタンブレードに代表されるゴム板
またはこれらの複合板であることを特徴とする。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

【００１１】図１は、本発明の現像方法を適用したカラ
ープリンタの主要断面図を左側面から示したものである
。装置本体１０は、その前面に操作パネル１１と開閉自
在の上部カバー１２、トナー供給カバー１３、前面カバ
ー１４等によって包囲され、装置本体１０の開口部の内
部には、着脱自在のプロセスカートリッジ２０と給紙カ
セット３０が設けられている。

【００１２】プロセスカートリッジ２０は、像担持体、
現像手段、帯電手段、クリーニング装置等から成る。

【００１３】像担持体である感光体ベルト２１は、可撓
性のベルト表面に有機光導電層（ＯＰＣ）等の感光層を
塗設したもので、駆動ローラ２２Ａと従動ローラ２２Ｂ
の間に張設され、時計廻り方向に回動される。

【００１４】感光体ベルト２１の周囲には、帯電手段、
露光手段、現像手段、転写手段及びクリーニング装置が
配設されている。

【００１５】帯電手段は、コロナ帯電器またはスコロト
ロン帯電器などの既存の帯電器２４である。

【００１６】現像手段は、異なる色の現像剤、例えばイ
エロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色トナー（
現像剤）をそれぞれ収容した複数個の現像器２３ａ，２
３ｂ，２３ｃ，２３ｄである。これら各現像器２３ａ〜
２３ｄは、感光体ベルト２１上の静電潜像をトナー像に
非接触現像法により顕像化する機能を有している。

【００１７】クリーニング装置２５のクリーニングブレ
ード２５１は画像形成プロセス中は感光体ベルト２１の
表面より離間した位置に保たれ、転写材Ｐにトナー像を
転写後のクリーニング時にのみ感光体ベルト２１表面に
圧接して感光体ベルト２１をクリーニングする。

【００１８】トナー回収ボックス２６は、クリーニング
装置２５により除去された感光体ベルト２１上の残留ト
ナーを回収し、収容する。

【００１９】本実施例においては、上述したプリンタの
画像形成部を構成する感光体ベルト２１、帯電器２４、
各色トナーを収容した現像器２３ａ〜２３ｄ、クリーニ
グ装置２５及びトナー回収ボックス２６の各プロセス部
が一体のプロセスカートリッジ２０内に収められてユニ
ット化され、装置本体１０に対して一括して着脱するこ
とができる。

【００２０】一方、画像形成装置本体側で、前記プロセ
スカートリッジ２０を装着して画像形成可能状態位置で
は、前記感光体ベルト２１の周囲に、露光手段、転写手
段等が配設されている。

【００２１】露光手段は、半導体レーザ書き込み光学系
ユニット（以下光学系ユニットと称す）４０であり、帯
電器２４により帯電した感光体ベルト２１の表面を露光
して帯電潜像を形成する。

【００２２】転写手段５０は、転写ドラム５１や転写器
５４により、感光体ベルト２１上に形成されたトナー像
を転写材Ｐ上に転写する。

【００２３】上述の構成を有するカラー画像形成装置に
よるカラー画像形成のプロセスは次のようにして行われ
ます。

【００２４】まず、プロセスカートリッジ２０は画像形
成装置本体１０内の所定の位置に装填されており、画像
形成が可能な状態である。そして、装置本体１０とは別
体の画像読み取り装置から出力される第１の色の画像信
号が前記光学系ユニット４０に入力されると、光学系ユ
ニット４０における半導体レーザーでレーザービームが
発生される。そのレーザービームが駆動モータ４１によ
り回転されるポリゴンミラー４２により回転走査され、
シリンドリカルレンズ４３、ｆθレンズ４４及びミラー
４５，４６を経て、予め帯電器２４によって所定の電荷
に一様帯電させられた感光体ベルト２１の周面上に投射
され輝線を形成する。

【００２５】一方、副走査方法に関しては、感光体ベル
ト２１の特定位置に対応したベルトインデックス（図示
せず）を検出して、或は、プリント指令信号を受け、こ
の検出或は指令信号を基準にして、画像信号による半導
体レーザの変調が開始される主走査線が決定される。走
査が開始されると主走査方向に関しては、レーザービー
ムがインデックスセンサ（図示せず）によって検知され
この検知された信号を基準にして、第１の色の画像信号
による半導体レーザービームが感光体ベルト２１の表面
上を走査する。

【００２６】従って、レーザービームによる主走査と感
光体ベルト２１の搬送による副走査により一様帯電され
た感光体ベルト２１の表面上に第１の色に対応する潜像
が形成される。この潜像は、現像手段のうち第１の色に
対応するイエロートナーを収容した現像器２３ａにより
現像された、感光体ベルト２１の表面上にイエロートナ
ー像が形成される。

【００２７】その後、感光体ベルト２１は、その表面上
にイエロートナー像を保持したまま、感光体ベルト２１
の表面より離間しているクリーニングブレード２５１の
下を通過した後、第２の色の画像形成に入る。

【００２８】すなわち、イエロートナー像が形成された
感光体ベルト２１は、帯電器２４により再び一様帯電さ
れ、ついで第２の色の画像信号が前記光学系ユニット４
０に入力され、前述した第１の色の画像信号の場合と同
様に、感光体ベルト２１の表面上への書き込みが行われ
潜像が形成される。潜像は第２の色としてマゼンタトナ
ーを収容した現像器２３ｂによって現像される。マゼン
タトナー像は、すでに形成されているイエロートナー像
の存在下に形成される。

【００２９】同様にして、第３の色の画像信号による潜
像形成後シアントナーを収容する現像器２３ｃでシアン
トナー像が形成され、更に、第４の色の画像信号による
潜像形成後ブラックトナーを収容する現像器２３ｄで感
光体ベルト２１の表面上にブラックトナー像を重ね合わ
せて、カラートナー像が感光体ベルト２１の表面上に形
成される。

【００３０】これら各現像器２３ａ〜２３ｄの現像スリ
ーブ２３１ａ〜２３１ｄ（図２参照）には直流或は更に
交流のバイアスが印加され、基体が接地された感光体ベ
ルト２１には非接触で反転現像が行われるようになって
いる。尚、この非接触現像には、二成分現像剤或は一成
分現像剤いずれの現像剤でも用いることができる。一成
分現像剤を用いる場合には、現像部と別体にトナーホッ
パーを設ける必要がなく小型化が図れるが、現像の安定
性の点で二成分現像剤を用いる現像法の方が優れている
ので色再現上好ましい。

【００３１】上述の如く感光体ベルト２１の表面上に形
成されたカラートナー画像は、給紙カセット３０から給
紙ローラ３１により供給されタイミングローラ３２によ
り前記カラートナー画像とタイミングを合わせた転写材
Ｐに転写される。転写器５０は、トナーと逆極性の高圧
電源出力を印加して転写を行う。

【００３２】かくしてカラートナー画像を転写された転
写材Ｐは、駆動ローラ２２Ａに沿って急激（小径曲率）
に方向変換をする感光体ベルト２１により確実に分離さ
れて、吸引手段６１を内蔵した搬送ベルト６０により上
方に搬送される。

【００３３】そして、転写材Ｐは定着装置７０の定着ロ
ーラ７１と加圧ローラ７２の加熱圧接によってトナーを
溶融固着された後、排紙ローラ７３により排紙皿を兼用
した上部カバー１２の上面に排出される。

【００３４】図２は該プロセスカートリッジ２０の側断
面図、図３は該プロセスカートリッジ内の複数の現像器
を代表する一現像器の要部拡大断面図である。

【００３５】プロセスカートリッジ２０は、現像器２３
ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ、帯電器２４、クリーニン
グ装置２５等から成る下部ユニットと、その上方の感光
体ベルト（像担持体）２１を回動させる駆動ローラ２２
Ａおよび従動ローラ２２Ｂ、および間隔保持部材２８ａ
，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ、バックプレート２８ｅ等か
ら成る上部ユニットとから構成され、分離・結合可能な
構造になっている。

【００３６】下部ユニットの筐体（ハウジング）２７底
部付近は、複数個の現像器２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２
３ｄのケーシングが凹状に成形された現像槽である。こ
れら各現像槽内には、現像スリーブ（現像剤担持体）２
３ｌａ，２３ｌｂ，２３ｌｃ，２３ｌｄと、トナー搬送
撹拌スクリュー（現像剤撹拌部材）２３２ａ，２３２ｂ
，２３２ｃ，２３２ｄと、現像剤撹拌供給スクリュー（
現像剤供給部材）２３３ａ，２３３ｂ，２３３ｃ，２３
３ｄが筐体２７の両側面部に駆動回転可能に軸架されて
いる。

【００３７】前記現像器２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３
ｄは、何れも同様の構造を有し、これらを代表して図３
の断面図に示す。以下、複数の現像器２３ａ〜２３ｄを
代表する一現像器２３を図３を用いて説明する。

【００３８】駆動回転可能な前記現像剤担持体２３ｌの
同心内部には、複数の磁極を有する磁石体（マグネット
ローラ）２３６が前記筐体２７の両側面部に固定配置さ
れている。該磁石体２３６は、前記像担持体２１に対向
する主磁極Ｍ１と、複数（例えば図示の６個）の副磁極
Ｍ２とから成り、このうち同性磁極（例えばＮとＮ）の
反撥磁界の中間には磁極が欠落した無磁極部分Ｑが設け
てある。該無磁極部分Ｑは殆んど磁束密度が零となる位
置である。

【００３９】また、該無磁極部分Ｑは、前記現像剤担持
体表面に吸引され現像領域Ｅを通過した現像済みの現像
剤Ｄが自重で落下可能な位置に対応している。

【００４０】現像器２３内の現像剤撹拌部材２３２と現
像剤供給部材２３３との間には、仕切り板２３４（２３
４ａ，２３４ｂ，２３４ｃ，２３４ｄ）が固定されてい
る。該仕切り板２３４は非磁性の樹脂材またはアルミニ
ウム合金板等の金属板である。

【００４１】これら仕切り板２３４には、剥離部材（ス
クレーパ）２３５がそれぞれ貼着されていて、その先端
部は前記現像スリーブ２３１の円筒面に軽圧接している
。該剥離部材２３５は非磁性の弾性薄板、例えば非磁性
のステンレス鋼薄板や、ポリエチレンテレフタレート（
ＰＥＴ）フィルム、あるいはウレタンブレードに代表さ
れるゴム板、または非磁性金属薄板にポリフルオロエチ
ル層を設けた複合板等で形成され、その先端が前記現像
スリーブ２３１の表面にカウンター状に密接し、かつ現
像スリーブの表面を傷つけることはない。

【００４２】上記現像スリーブ２３１の近傍には、磁性
の薄層形状棒２９（２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄ）
が所定の微小間隙を保って軸架されている。なお、２３
７（２３７ａ，２３７ｂ，２３７ｃ，２３７ｄ）は、ト
ナー飛散防止用の遮閉板である。

【００４３】前記現像スリーブ２３１の近傍には、磁性
を有する剛性の薄層形成棒２９（２９ａ，２９ｂ，２９
ｃ，２９ｄ）が、ホルダー２９１に支持されて弾性部材
２９２により押圧され、前記現像スリーブ２３１に圧接
し、現像剤層規制手段を構成している。

【００４４】前記現像スリーブ２３１と感光体ベルト２
１との間隙は、現像スリーブ２３１の軸端部に同軸に設
けられたコロ（図示せず）が、感光体ベルト２１に摺接
する間隔保持板２８に当接することによって、常に０．
５ｍｍ前後の一定間隙に保持されている。

【００４５】ここで、Ｅは前記感光体ベルト２１を現像
スリーブ２３１との間隔部に形成される現像領域、２３
８は直流電圧と交流電圧とを重置した交流バイアス電源
である。

【００４６】トナー収納装置（トナーホッパー）より補
給されるトナーは、トナー搬送撹拌スクリュー２３２に
送り込まれ、更に、互いに反対方向に回転される現像剤
撹拌供給スクリュー２３３によって、予め現像槽内に収
容されている磁性キャリアとトナーとから成る二成分現
像材Ｄと充分撹拌混合されたうえ、現像スリーブ２３１
に送られる。

【００４７】駆動回転される現像スリーブ２３１の内部
には、固定した磁極を有するマグネットローラ２３６が
配設されていて、この回転する現像スリーブ２３１とマ
グネットローラ２３６とによって、現像材Ｄが現像スリ
ーブ２３１上に層状に付着して、矢印方向に搬送され、
前記薄層形成棒２９の押圧位置を通過して所定の薄層が
形成される。

【００４８】その後、現像領域上において静電潜像に対
する現像が終わって現像スリーブ２３１上の残余の現像
剤Ｄは、現像器２３のハウジング２７内に戻されて、無
磁極部分Ｑ、すなわち、磁束密度がほぼ零で、かつ現像
剤Ｄの自重落下可能な位置に到達すると、現像剤Ｄはス
クレーパ２３５で現像スリーブ２３１の周面から掻き落
とされたのち、再びスクリュー２３２，２３３によって
均一撹拌がなされ、現像スリーブ２３１上に散布され、
連続的に現像が行われる。

【００４９】図４はプロセスカートリッジ２０の縦断面
図、図５は現像器２３のＡ−Ａ断面図を示す。

【００５０】前記プロセスカートリッジ２０の側面には
、感光体ベルト２１を回動させるため駆動ローラ２２Ａ
に接続する駆動ギヤＧ１４が設けられている。該駆動ギ
ヤＧ１４は接離可能な歯車列を介して装置本体１０内の
図示しない駆動用モータに接続している。また、前記装
置本体１０内の他の駆動用モータは、図示しない歯車列
を介して現像器２３の現像剤撹拌部材２３２駆動ギヤＧ
１２、現像剤担持体２３１駆動ギヤＧ１４および廃トナ
ースクリュー駆動ギヤ等を駆動回転する。前記駆動ギヤ
Ｇ１２は前記現像剤供給部材２３３の軸端に固定された
駆動ギヤＧ１３に歯合し動力伝達する。

【００５１】一方、装置本体１０のプロセスカートリッ
ジ収納室内には、プロセスカートリッジ２０の筐体２７
のフランジ部２７６を嵌入されることによりプロセスカ
ートリッジ２０を懸吊するガイドレール２０１と、図示
しない複数のモータと、プロセスカートリッジ２０の前
記駆動ギヤＧ１２，Ｇ１３，Ｇ１４および廃トナースク
リュー駆動ギヤに対応するギヤ群が配設されている。

【００５２】図４，図５において、プロセスカートリッ
ジ２０の筐体２７の凹部に形成された現像槽の一方の側
壁（図示右側）で、前記現像剤撹拌部材２３２の一方の
軸端側は、突出した小筐部２７１を形成し、その上部は
トナー補給用の開口部２７２になっている。

【００５３】該開口部２７２の上方には、シャッタを有
する接続手段１３１、スパイラルスクリューを内蔵する
トナー補給管１３２、および各色トナーをそれぞれ収容
するトナーホッパー１３３から成るトナー補給装置が設
けてある。

【００５４】次に、トナー補給過程を以下に説明する。

【００５５】（１）トナー補給信号発生により、前記ト
ナーホッパー１３３内の一定量のトナーが、トナー補給
管１３２、接続手段１３１、現像器２３の開口部２７２
を経て小筐部２７１内に送り込まれる。

【００５６】（２）上記補給トナーは、駆動ギヤＧ１２
により駆動回転される現像器２３の第一の現像剤槽２７
３内の現像剤撹拌部材（スクリュー）２３２によって図
５の図示矢印方向（左方）へ混合撹拌されながら移動搬
送され、更に図示左端付近の仕切り板２３４の切欠部２
７４でＵターンして、第二の現像剤槽２７５内に入る。

【００５７】（３）前記第二の現像剤槽２７５内に搬入
された現像剤Ｄは、駆動ギヤＧ１３により回転される現
像剤供給部材（スクリュー）２３３によって図５矢示の
右方へ搬送される。

【００５８】（４）次に、記録信号によって前記現像剤
担持体２３１が駆動回転し、前記第二の現像剤槽２７５
内に現像剤Ｄは、現像剤担持体２３１の表面に保持され
て現像領域Ｅに至り感光体ベルト２１上の静電潜像を現
像する。

【００５９】なお、本実施例では、画像形成プロセスと
して、像担持体（感光体ベルト）上にカラートナー像を
形成したのち、１回で転写材に転写する作像法について
述べたが、転写ドラム上の転写材上に重ねてトナー像を
転写するカラー作像法であってもよい。また、モノクロ
プロセスを利用した通常のモノクロプリンタにも適用可
能である。また、現像方法として非接触現像法の場合に
ついて述べたが、本発明はこの非接触現像に限られるも
のではなく、接触現像にも適用できる。さらにまた、二
成分現像剤のほか一成分現像剤を使用する現像装置にも
本発明は適用可能である。

【００６０】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の現像装置
によって、現像剤担持体表面から確実に現像剤が剥離さ
れて循環搬送されるから、現像剤担持体上の現像剤層形
成が均一となり、これによって像担持体上の静電潜像に
対する現像処理が安定し、鮮明なトナー画像を像担持体
上に形成することができる。

【００６１】また、現像剤担持体を剥離部材とは低摩擦
で接触して現像剤は自重落下するから、現像剤担持体の
駆動トルクを低減することが可能である。

【００６２】さらにまた、前記無磁極部分を有する磁石
体と剥離部材とから成る現像剤剥離手段は構造が簡単で
あるから現像装置の製造コスト低減にも極めて有効であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明に係る現像装置を備えた多色画像
形成装置の構成図。

【図２】図２は上記多色画像形成装置のプロセスカート
リッジの断面図。

【図３】図３は本発明の現像装置の要部拡大断面図。

【図４】図４は前記プロセスカートリッジの縦断面図。

【図５】図５は前記現像装置のＡ−Ａ断面図。

【符号の説明】

１０…装置本体　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　２０…プロセスカートリッジ ２１…感光体ベルト（像担持体） ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ…現像器（現像装置）
２３１（２３１ａ，２３１ｂ，２３１ｃ，２３１ｄ）…
現像剤担持体（現像スリーブ） ２３２（２３２ａ，２３２ｂ，２３２ｃ，２３２ｄ）…
現像剤撹拌部材（トナー搬送撹拌スクリュー） ２３３（２３３ａ，２３３ｂ，２３３ｃ，２３３ｄ）…
現像剤供給部材（現像剤撹拌供給スクリュー） ２３４（２３４ａ，２３４ｂ，２３４ｃ，２３４ｄ）…
仕切り板２３５（２３５ａ，２３５ｂ，２３５ｃ，２３
５ｄ）…剥離部材（スクレーパ）２３６（２３６ａ，２
３６ｂ，２３６ｃ，２３６ｄ）…磁石体（マグネットロ
ーラ） ２７…筐体　　　　　　　　　　　　　　　　　　２７
１…小筐部２７２…開口部　　　　　　　　　　　　　
　　２７３…第一の現像剤槽２７５…第二の現像剤槽　
　　　　　　２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ…間隔保
持部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の磁極を有し固定配置された磁石体と
   、内部に該磁石体を有し表面上に現像剤を担持し駆動回
   転する現像剤担持体と、該現像剤担持体に担持された現
   像剤の量を規制する現像剤量規制部材と、前記現像剤担
   持体に現像剤を供給する現像剤供給部材と、該供給部材
   に現像剤を補給・撹拌する現像剤撹拌部材とから構成さ
   れた現像装置において、前記現像剤担持体表面の現像済
   み現像剤の自重落下位置に対応する前記磁石体の一部に
   、磁束密度をほぼ零にする無磁極部分を設けるとともに
   、該無磁極部分に対応する現像剤担持体表面を軽圧接し
   て現像済み現像剤を剥離・落下させる、弾性を有する非
   磁性の剥離部材を、前記現像剤撹拌部材の上方に配設し
   たことを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】前記非磁性の剥離部材が、前記現像剤供給
   部材と現像剤撹拌部材を仕切る仕切り部材の上部に一体
   に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の現像装
   置。
3. 【請求項３】前記弾性を有する非磁性の剥離部材が、ス
   テンレス鋼薄板または樹脂製フィルムあるいは、ウレタ
   ンブレードに代表されるゴム板またはこれらの複合板で
   あることを特徴とする請求項１または２に記載の現像装
   置。