JPH04365069A - 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、二成分また
は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】二成分または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（マグネットローラ）を内部に有し表面上に現
像剤を担持し駆動回転する現像剤担持体（現像スリーブ
）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（穂立規制部材）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（現像剤供給ス
クリュー）と、該供給部材に現像剤を補給・撹拌する現
像剤撹拌部材（トナー補給スクリュー）とから構成され
、前記固定磁石体の両軸端が前記現像剤担持体に対して
軸受支持されている現像装置が従来用いられていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】現像剤担持体への固定
磁石体の支持軸受としては、ころがり軸受（ボールベア
リング等）の使用が望ましいが、製造コスト低減のため
、すべり軸受が多用されていた。しかしこのため現像剤
担持体を駆動回転させるトルクが増大し、大型のモータ
を必要とする。また、現像剤担持体を回転可能に支持す
るとともに、かつ、磁石体の磁極を所定円周角位置に固
定支持することは、構造が複雑で組立て調整工数を要す
るから、製造コスト高となる等の問題がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明は、かかる問題
を有する現像装置において、現像剤担持体の保持と、磁
石体の位置決め固定保持を簡単な構造で組み立てを正確
かつ容易・迅速にすることのできる構成を提供し、もっ
て上述の問題を解消することを目的とするものである。

【０００５】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を内部に有し
表面上に現像剤を担持し駆動回転する現像剤担持体を備
えた現像装置において、前記現像剤担持体の両端部は、
現像装置筐体の両側壁に設けた軸受により回転自在に位
置決め支持され、前記磁石体の両軸端部は、現像装置筐
体の両側壁にそれぞれ固定された左右の支持板によって
前記現像剤担持体と同芯に位置決め支持され、かつ、前
記磁石体の一方の軸端部とこれを支持する一方の支持板
に、前記現像剤担持体の磁極の円周方向を位置決めして
固定する位置決め部をそれぞれ設けたことを特徴とする
ものである。

【０００６】

【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。

【０００７】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。

【０００８】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。

【０００９】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。

【００１０】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。

【００１１】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。

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】トナー回収ボックス２５２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。

【００１５】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２５２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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】転写器５０は、転写ドラム５１や転写器５
４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。

【００１９】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
る。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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象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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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２１と、該感光体ベルト２１を回動させる駆動
ローラ２２Ａ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。

【００３２】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のケージ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。

【００３３】前記現像器２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３
ｄは、何れも同様の構造を有し、これらを代表する一現
像器（２３）を図３を用いて説明する。

【００３４】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、前記感光体ベルト２１に
対向する主磁極Ｎ０と、複数（例えば図示の６個）の副
磁極Ｎ，Ｓとから成る。

【００３５】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、非磁性の仕切り板２３
４が固定されている。該仕切り板２３４には、剥離部材
（スクレーパ）２３５が貼着されていて、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。な
お、２３７は、トナー飛散防止用の遮閉板である。

【００３６】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
。

【００３７】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。

【００３８】ここで、Ｅは前記感光体ベルト２１と現像
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。

【００３９】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。

【００４０】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とから成る現像ローラ２３０によ
って、現像剤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。

【００４１】その後、現像領域Ｅ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、
無磁界部分、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。

【００４２】図４はプロセスカートリッジ２０の縦断面
図を示す。

【００４３】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。

【００４４】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の駆動ギヤおよび前記現像剤供給部材２
３３の軸端に固定された駆動ギヤＧ２８に動力伝達する
。また、同時に現像剤担持体２３１の駆動ギヤＧ２９お
よび廃トナースクリュー駆動ギヤ等を駆動回転させる。

【００４５】プロセスカートリッジ２０の筐体２７の右
側面には、前記複数の現像器２３ａ〜２３ｄの各駆動軸
の軸端が各軸受より外側に突出していて、前記駆動ギヤ
群が嵌装されている。

【００４６】該駆動軸の最先端部は、各現像器共通の支
持板２６Ｂに設けた軸受に嵌入され支持されている。該
駆動支持板２６Ｂは筐体２７の側壁に固定される。

【００４７】すなわち、ギヤＧ２８を有する現像剤供給
部材２３３（ａ〜ｄ）の一方の軸端（図示右側）は、何
れも筐体２７に設けた各軸受２７１および支持板２６Ｂ
に設けた各軸受２７２に嵌入され、回転自在に支持され
ている。また、該現像剤供給部材２３３（ａ〜ｄ）の他
方の軸端（図示左側）は何れも筐体２７に設けた各軸受
２７３に嵌入され、回転自在に支持されている。

【００４８】現像剤撹拌部材２３２の両軸端も、上記と
同様に軸受により両端支持されて回転自在になっている
。

【００４９】図５は現像ローラ２３０（ａ〜ｄ）の拡大
断面図、図６はプロセスカートリッジ２０の左側面図で
ある。

【００５０】現像剤担持体２３１の左右両軸端部２３１
Ａ，２３１Ｂは突起した中空パイプ状をなし、その外径
部（フランジ部）は、現像器筐体２７の両側壁に固設さ
れたころがり軸受（ボールベアリング）２７４Ａ，２７
４Ｂに嵌装され回転可能に支持されている。なお、上記
右側軸端部２３１Ｂの最右端付近の外径部には、前記ギ
ヤＧ２９が固定され駆動力が伝達される。

【００５１】前記現像剤担持体２３１に内包される磁石
体２３６の両軸端部２３６Ａ，２３６Ｂは、前記現像器
担持体２３１の両軸端部２３１Ａ，２３１Ｂの中空部を
貫通し、さらに現像器筐体２７の両側壁にそれぞれ固定
された左右の支持板２６Ａ，２６Ｂに穿設された穴部に
嵌入して支持され、該磁石体２３６の円筒部は、現像剤
担持体２３１の円筒部と同芯に位置決め固定される。

【００５２】また、前記磁石体２３６の一方の軸端部２
３６Ａの先端部は、円周方向にの回転を係止するための
形状、例えば軸円筒面の二面カット（小判形状）や、角
柱形状や、キー溝形状等の加工が施されている。そして
この係止形状は、該磁石体２３６の主磁極Ｎ０の円周方
向の位置と合致するように形成する（図３，図６参照）
。

【００５３】前記軸端部２３６Ａを貫装する前記支持板
２６Ａの穴部分は、前記軸端部２３６Ａの係止形状と同
形状をなして密接に嵌合し、磁石体２３６の中心位置お
よび円周方向を決めている。

【００５４】前記支持板２６Ａ（ａ〜ｄ）は、図６に示
すように、筐体２７の一方の側壁に、位置決めピン２７
５（ａ〜ｄ）により位置決めされ、ねじ止めされる。こ
の取付位置は、各磁石体２３６（ａ〜ｄ）の主磁石Ｎ０
が感光体ベルト２１の法線方向と一致し手最大磁場を発
生する位置に設定される。

【００５５】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。

【００５６】

【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、像担持体に対する現像剤担持体の位置決め精
度が向上し、かつ組立が容易・迅速で、構造が簡単であ
るから、画像形成の安定化と製造コストの低減に極めて
有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】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】上記多色画像形成装置のプロセスカートリッジ
の側断面図。

【図３】本発明に係る現像装置の要部拡大断面図。

【図４】前記プロセスカートリッジの縦断面図。

【図５】現像ローラの拡大断面図。

【図６】プロセスカートリッジの側面図。

【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
）２３０（２３０ａ，２３０ｂ，２３０ｃ，２３０ｄ）
　　現像ローラ２３１（２３１ａ，２３１ｂ，２３１ｃ
，２３１ｄ）　　現像剤担持体（現像スリーブ） ２３１Ａ，２３１Ｂ　　軸端部 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） ２３６（２３６ａ，２３６ｂ，２３６ｃ，２３６ｄ）　
　磁石体（マグネットローラ） ２３６Ａ，２３６Ｂ　　軸端部 ２６Ａ（ａ〜ｄ），２６Ｂ（ａ〜ｄ）　　支持板２７　
　現像器筐体（ハウジング） ２７４Ａ，２７４Ｂ　　ころがり軸受 Ｇ２８，Ｇ２９　　ギヤ

Claims (1)

【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
   体を内部に有し表面上に現像剤を担持し駆動回転する現
   像剤担持体を備えた現像装置において、前記現像剤担持
   体の両端部は、現像装置筐体の両側壁に設けた軸受によ
   り回転自在に位置決め支持され、前記磁石体の両軸端部
   は、現像装置筐体の両側壁にそれぞれ固定された左右の
   支持板によって前記現像剤担持体と同芯に位置決め支持
   され、かつ、前記磁石体の一方の軸端部とこれを支持す
   る一方の支持板に、前記現像剤担持体の磁極の円周方向
   を位置決めして固定する位置決め部をそれぞれ設けたこ
   とを特徴とする現像装置。