JPH08314267A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】現像ローラと穂切りブレードとの隙間に、柔軟
性を有し、かつ摩擦抵抗が小さく、容易に塑性変形をす
る部材を設ける。又、部材は、現像ローラ上に形成され
た現像ブラシと常に接触する位置に設ける。更に、部材
は、穂切りブレードの固定とともに、圧縮塑性変形させ
ることで、現像ローラと穂切りブレードの隙間に固定す
る構成とした。 【効果】現像ローラと穂切りブレードとの隙間に設けた
部材は現像ローラとの摩擦抵抗が小さいため、現像ロー
ラの回転に対して何ら影響を与えることがない。又、柔
軟性により、現像ローラと穂切りブレードのギャップを
隙間なく封止し、トナーの飛散を防止することができ
る。又、現像ローラの表面に保持された現像ブラシは、
現像動作時に搬送されながら常に部材の側面を摺擦する
ため、その側面部にトナーが付着堆積することはなく、
堆積したトナー落下による画像汚れもない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真技術を利用し
た光プリンタや複写機等の電子写真装置における現像装
置に係り、特にトナー飛散を防止し、飛散トナーによる
トナー落下での印字品質低下を防止する手段に関する。

【０００２】

【従来の技術】安定した画像を形成するためには、現像
剤と感光体の接触を均一にする必要があり、従来より現
像ローラ表面の現像剤の高さを穂切りブレードにより規
制する手段が取られている。又、装置の小型化により、
特開平7−49610号公報のように、穂切りブレードを板上
で構成する方法が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術は、画像領域全体で安定した画像を形成するため
には、画像形成領域に対応する領域よりも広い範囲にお
いて現像剤高さを規制するための穂切りブレードと現像
ローラとのギャップを設ける必要があるが、この画像領
域外では、現像ブラシの形成が安定化せず、又、安定化
させるためには必要な画像領域よりも広い範囲でギャッ
プを設けているため、この穂切りブレードと現像ローラ
の隙間からトナーが飛散してしまう。このようにして、
現像装置から飛散したトナーは、プリンタや複写機等の
製品内部を汚し、やがて装置内部に堆積したトナーが落
下して画像を汚すといった問題があった。

【０００４】本発明の目的は、画像形成領域外におい
て、穂切りブレードと現像ローラの隙間から飛散するト
ナーを防止し、プリンタや複写機等の製品内部の汚れ
や、飛散したトナーによる画像の汚れを防止し、きれい
な画像を形成することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、画像形成領
域に対応する範囲外において現像ローラと穂切りブレー
ドとの隙間に、柔軟性を有し、かつ摩擦抵抗が小さい部
材を設けることにより達成できる。

【０００６】又、現像ローラと穂切りブレードの隙間に
設けられた柔軟性を有し、かつ摩擦抵抗が小さい部材は
容易に塑性変形をする部材を用いることにより達成でき
る。又、現像ローラと穂切りブレードの隙間に設けられ
た柔軟性を有し、かつ摩擦抵抗が小さい部材は、現像ロ
ーラ上に形成された現像ブラシと常に接触する位置に設
けることにより達成できる。

【０００７】又、現像ローラと穂切りブレードの隙間に
設けられた柔軟性を有し、かつ摩擦抵抗が小さい部材
は、現像ローラに保持された現像剤の高さを規制するた
めに設けた穂切りブレードにより、圧縮塑性変形するこ
とにより現像ローラと穂切りブレードの隙間に固定する
ことにより達成できる。

【０００８】

【作用】本発明の現像装置では、画像形成領域外におい
て、現像ローラと穂切りブレードの隙間に、柔軟性を有
し、かつ摩擦抵抗が小さく、塑性変形する部材を設ける
ことにより、その部材に付与された柔軟性のため、現像
ローラと穂切りブレードのどちらにも密着し、余分な隙
間を形成することがなく、画像形成に必要な部分のみの
隙間を設けることができ、画像形成領域外においてトナ
ーが飛散することを防止できるのである。又、この部材
は現像ローラとの摩擦抵抗が低いため、現像ローラの回
転駆動を阻害することなく、画質に対する悪影響もな
い。又、このように摩擦抵抗の小さい部材は一般に接着
性が低いため、その固定方法がしばしば問題となるが、
塑性変形する部材を用いることにより、現像ローラと穂
切りブレードのギャップより肉厚の厚い部材を現像ロー
ラと穂切りブレードの固定とともに圧縮塑性変形させる
ことにより同時に固定することができる。このような部
材として、多孔質のフッ素系樹脂を用いることができ
る。フッ素系樹脂を用いることで、摩擦抵抗は小さくな
り、又、多孔質であるため、部材内部の空隙部を圧縮す
ることが可能で、その結果、柔軟性、並びに容易に塑性
変形しうる部材を得ることができるのである。

【０００９】又、現像ローラと穂切りブレードの隙間に
トナー飛散防止用のシール材を設けた場合、このシール
材の側面にトナーが付着，堆積し、やがて、この堆積し
たトナーが落下して、画像を汚す問題が生じるが、これ
は現像ローラと穂切りブレードの隙間に設けた部材が常
に現像ローラ上に形成された現像ブラシと接触する位置
に設けることにより、付着するトナーを現像ブラシがか
き取り、回収するためこのようにシール材にトナーが付
着するという問題を防止することができるのである。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【００１１】図６は、本発明を適用したカラーレーザプ
リンタの縦断面図であって、プリンタ本体１内の中央部
には感光体ベルト２が回転ローラ３，４，５に張架され
て回転自在に保持さている。ベルト駆動用の回転ローラ
３は、感光体ベルトを約７０mm／ｓの速度で搬送するよ
うに回転する。回転ローラ３，４は感光体ベルトに平坦
な現像領域を形成するように配置され、回転ローラ４，
５は後述するトナー像転写領域を形成するように配置さ
れる。又、回転ローラ３は感光体ベルト２に後述する走
査露光の為の安定した露光面を形成するようにこの感光
体ベルト２を案内する。

【００１２】感光体ベルト２の下側にはコロナ放電の帯
電器６と、レーザビーム走査露光ユニット７と、ベルト
クリーナ１６が配置される。上位の画像信号発生装置か
ら与えられるビデオ信号に制御されて走査露光ユニット
７から発生するレーザビーム７ａは、回転ローラ３の表
面に沿って回動する感光体ベルト２の表面を横切る方向
に感光体ベルト２の表面を走査露光し、感光ベルト２の
回動方向に静電潜像を形成する。

【００１３】感光体ベルト２の上側には、この感光体ベ
ルト２が平坦に回動する現像領域に対向させて現像装置
８〜１１を着脱自在に配置し、各々の現像装置８〜１１
で形成した現像剤磁気ブラシで感光体ベルト２の表面を
摺擦して静電潜像を現像する。現像装置８にはイエロー
（Ｙ）色のトナーを含んだ現像剤を使用し、現像装置９
にはマゼンタ（Ｍ）色のトナーを含んだ現像剤を使用
し、現像装置１０にはシアン（Ｃ）色のトナーを含んだ
現像剤を使用し、現像装置１１にはブラック(Ｋ）色の
トナーを含んだ現像剤を使用する。そして、これらの現
像装置８〜１１を静電潜像の対応色に合わせて選択的に
感光体ベルト２に作用させることにより、各静電潜像を
対応する色のトナー像に現像する。各静電潜像を現像す
るために、１つの現像装置８（９〜１１）が選択されて
感光体ベルト２に作用する時間は約５秒である。

【００１４】中間転写ドラム１２は、プリンタ本体１内
に位置決めされた感光体ベルト２とトナー像転写領域で
接触しながら回転するように配置され、感光体ベルト２
の表面に形成されたトナー像がこのトナー像転写領域に
おいて転写される。中間転写ドラム１２は接触している
感光体ベルト２の回転駆動に従動して回転する。中間転
写ドラム１２の周囲には、その外周表面に対向させて予
備帯電器１３と転写ローラ１４とドラムクリーナ１５と
が配置され、この外周表面に感光体ベルト２から各色の
トナー像が重ね合うように順次に転写されてカラートナ
ー像となる。

【００１５】予備帯電器１３はコロナ放電器であって、
中間転写ドラム１２の表面に完成したカラートナー像が
記録紙１７へ転写するのを支援する電荷を与えるために
付勢されてコロナ放電を発生する。ドラムクリーナ１５
は中間転写ドラム１２の表面に対して離接移動可能であ
って、感光体ベルト２から中間転写ドラム１２に複数の
単色トナー像を重ねて転写することによりカラートナー
像を形成する過程では外周表面から離れるように操作さ
れ、外周表面に完成したカラートナー像を記録紙１７に
転写した後は中間転写ドラム１２の表面に接するように
操作される。

【００１６】給紙機構は、走査露光ユニット７の下側の
空間に配置され、給紙カセット１８に収納した記録紙１
７を給紙ローラ１９で抽出して送り出すように構成され
る。中間転写ドラム１２の表面に形成したカラートナー
像とこのトナー像を転写する記録紙１７の搬送タイミン
グを整合するレジストローラ２０は、給紙ローラ１９と
転写ローラ１４の間に設けられ、給紙ローラ１９から送
りこまれた記録紙１７の搬送タイミングを整えて転写ロ
ーラ１４に送りこむ。レジストローラ２０は記録紙１７
を約７０ｍｍ／ｓ（感光体ベルト２と同一の速度）で搬
送するように回転する。転写ローラ１４の下流には搬送
ガイド２１と定着器２２と排紙ローラ２３を設け、この
排紙ローラ２３から送り出された印刷物（トナーが定着
された記録紙１７）を載置する排紙トレー２４がプリン
タ本体１の上面に形成される。次に現像装置８〜１１の
詳細を説明するが、４つの現像装置８〜１１は基本的に
同一構成であるので現像装置８を例に取って説明する。
図２は現像装置８の構成部を分離した状態を示してい
る。

【００１７】現像ユニット２５の現像フレーム２５ｅは
プリンタ本体に固着された非交換部品であり、感光体ベ
ルト２と所定の現像ギャップを介して対向するように配
置される現像ローラ２５ａと搬送ローラ２５ｂを備え、
現像ローラ２５ａの表面に保持された現像剤２６ｋで形
成される現像ブラシの高さを規定する非磁性材で形成さ
れた穂切りブレード２５ｄと、現像ローラ２５ａから搬
送ローラ２５ｂに移された現像剤２６ｋを搬送ローラ２
５ｂから剥がす非磁性材で形成された剥離ブレード２５
ｃを有する。

【００１８】現像カートリッジ２６は現像ユニット２５
に嵌合する交換部品であり、新品の状態では新しい現像
剤２６ｋを現像剤収容器２６ｐ内に収納しており、現像
剤収容器２６ｐの下面は横方向から引き抜くことにより
剥がせるシールによって塞がれている。この現像剤収容
器２６ｐは現像カートリッジ２６の輸送時において現像
剤のこぼれ等が発生しないように設けたものであり、こ
の現像剤収容器２６ｐにより現像カートリッジ２６の梱
包手段を簡素化できる。トナーカートリッジ２７は現像
カートリッジ２６に嵌合する交換部品であり、新品の状
態の下面は横方向から引き抜くことによる剥がせるシー
ルによってい塞がれている。トナーカートリッジ２７内
には、トナー補給ローラ２７ａとトナー撹拌羽根２７ｂ
を備え、現像カートリッジ２６の所定の位置に嵌合及び
固定する係合ストッパ２７ｃが設けられ、現像カートリ
ッジ２６内の現像剤２６ｋのトナー濃度が所定の濃度よ
り低下した場合にトナー補給ローラ２７ａが回転し、ト
ナー２７ｄを現像カートリッジ２６内に補給する。

【００１９】この現像装置は、図３に示すように現像ユ
ニット２５に現像カートリッジ２６を装着し、係合レバ
ー２６ｊにより所定の位置に固定し、更にトナーカート
リッジ２７を現像カートリッジ２６に装着し、係合スト
ッパ２７ｃにより所定の位置に固定された状態において
トナーカートリッジ２７により現像カートリッジ２６の
シャッターレバー２６ｅが支点を中心に回転する方向に
押し下げられ、これに連動する現像シャッター２６ｄは
現像剤供給口２６ｃを開放する位置に支点を中心として
可動し、この状態で現像動作が可能となる。この現像シ
ャッター２６ｄは、通常はバネの反力により現像剤供給
口２６ｃを塞ぐ力で押し付けられている。従って、トナ
ーカートリッジ２７によりシャッターレバー２６ｅが押
し下げられない場合は常に現像剤供給口２６ｃを現像シ
ャッター２６ｄが塞いでいる。

【００２０】又、図５に示すように現像ユニット２５に
装着された現像カートリッジ２６にトナーカートリッジ
２７が装着された状態では、現像カートリッジ２６の係
合レバー２６ｊの固定を解除できない。

【００２１】つまり、トナーカートリッジ２７を抜き取
り、これにより現像カートリッジ２６のシャッターレバ
ー２６ｅを押し下げる力が解除され、現像シャッター26
ｄに取り付けてあるバネの反力により現像シャッター２
６ｄが現像剤供給口２６ｃを塞ぐことになり、この状態
で現像カートリッジ２６は抜き取られる。

【００２２】図示は省略するが現像剤の寿命が尽きる印
刷枚数に達すると現像剤の交換をプリンタ本体１の操作
パネルに報知し、これにより現像剤を交換する作業が行
われる。トナーカートリッジ２７を現像カートリッジ２
６から外すことにより、現像カートリッジ２６の現像剤
供給口２６ｃは現像シャッター２６ｄにより塞がれるこ
とになり、現像ユニット２５から現像カートリッジ２６
を抜き取る作業においても現像剤をこぼすことなく交換
することが可能となる。又、新品の現像カートリッジ２
６を現像ユニット２５に装着し、現像剤収容器２６ｐの
下面を塞いでいるシールを剥がすことにより新しい現像
剤を現像カートリッジ２６に供給できるので容易に現像
剤の交換作業が行える。

【００２３】現像装置において最も高価で、かつ高精度
に維持することが必要な構成部品は現像ユニット２５で
あるが、以上のように現像カートリッジ２６を交換する
構成であれば、現像ユニット２５は恒久的に設置して使
用することができる。

【００２４】この現像装置の稼働状況を図４に示す。現
像カートリッジ２６内の現像剤26ｋは磁性キャリアと絶
縁性トナーの混合物であり、撹拌スクリュー２６ｂによ
りキャリアとトナーを均一に混合及び撹拌され、撹拌供
給ローラ２６ａにより現像剤供給口２６ｃから現像ユニ
ット２５内の現像ローラ２５ａに供給される。現像ロー
ラ２５ａは撹拌供給ローラ２６ａが回転する前に駆動さ
れるようになっており、この現像ローラ２５ａの磁力で
その表面に保持された現像剤２６ｋは、穂切りブレード
２５ｄにより所定の厚さに穂切りされながら矢印Ａ方向
に搬送されて感光体ベルト２を摺擦し、この感光体ベル
ト２の表面に形成された静電潜像を現像する。

【００２５】現像領域を通過した現像剤２６ｋは、現像
ローラ２５ａから搬送ローラ２５ｂに移されて現像ユニ
ット２５の上部に搬送され、剥離ブレード２５ｃによっ
て搬送ローラ２５ｂから剥がされて落下し、現像カート
リッジ２６のガイドベース２６ｉに案内されて現像カー
トリッジ２６内に回収される。又、ガイドベース２６ｉ
に案内された現像剤２６ｋの一部はトナー濃度検出容器
２６ｎ内に流入し、トナー濃度検出素子２６ｆにより、
現像剤２６ｋのトナー濃度を電圧に変換して常に検出し
ている。現像剤２６ｋのトナー濃度１％に対するトナー
濃度検出素子２６ｆが検出する電圧変化は０.５ ボルト
であり、現像剤２６ｋのトナー濃度が低い場合は、トナ
ー濃度検出素子２６ｆが検出する電圧は高くなり、トナ
ー濃度が高い場合は、電圧は低くなる。即ち、トナー濃
度検出素子２６ｆが検出した電圧が所定の電圧より高い
場合、トナーカートリッジ２７内のトナー補給ローラ２
７ａを回転させ、トナー２７ｄを現像カートリッジ２６
に補給する。

【００２６】現像装置８での現像プロセスが終了する
と、撹拌供給ローラ２６ａの回転を停止して、現像剤２
６ｋの現像ローラ２５ａへの供給を止めるが、現像ロー
ラ25ａは、穂切りブレード２５ｄ上部に既に供給された
現像剤２６ｋを搬送するため、撹拌供給ローラ２６ａが
停止後も、２秒間回転を継続し、現像ローラ２５ａの感
光体ベルト２に対向する部分に現像剤２６ｋが存在しな
いように現像剤回収動作を行う。この現像剤回収動作に
より、他の現像装置９〜１１で形成された感光体ベルト
２上のトナー像を乱さないようにしている。

【００２７】図１に現像装置８の下面図及びその図に示
されたＡ−Ａ縦断面の部分図及びそのＢ部の拡大図を示
す。

【００２８】穂切りブレード２５ｄは現像ローラ２５ａ
と所定のギャップを設けるように調整され、ネジ止めし
ている。この穂切りブレード２５ｄと現像ローラ２５ａ
の画像形成領域外におけるギャップには柔軟性を有し、
かつ摩擦抵抗が小さい部材であるトナー飛散防止シール
２８が設けてある。Ａ−Ａ断面の部分図に示すように、
トナー飛散防止シール２８は穂切りブレード２５ｄの固
定のためのネジ止めにより穂切りブレード２５ｄの固定
とともに圧縮変形をした状態で現像ローラ25ａに接し、
固定されている。

【００２９】本実施例においてはトナー飛散防止シール
２８の部材として多孔質のフッ素樹脂を用いており、フ
ッ素樹脂の中でも摩擦係数の小さいポリテトラフルオロ
エチレンを用いているが、この他にもポリフッ化ビニリ
デン、４フッ化エチレン−パーフルオロアルキルビニル
エーテル共重合体、４フッ化エチレン−６フッ化プロピ
レン共重合体等のフッ素樹脂を用いることも可能で、こ
れに限るものではない。

【００３０】又、現像ローラとの摩擦抵抗が小さい部材
として表面にこれらフッ素樹脂をコーティングした軟質
材を用いることもできる。更に、別の方法として、現像
ローラ２５ａの表面をフッ素樹脂でコーティングするこ
とも有効である。これらのように、トナー飛散防止シー
ル２８は現像ローラ２５ａとの摩擦抵抗を小さくするこ
とで、現像ローラ２５ａの回転に対して何ら影響を与え
ることがなく、又、柔軟性を有しているため、現像ロー
ラ２５ａと穂切りブレード２５ｄのギャップを隙間なく
封止し、トナーの飛散を防止することができるのであ
る。更に、本実施例で用いた多孔質のフッ素樹脂の内部
孔径は０.５μｍ 以下のものを用いており、これは本実
施例に用いたトナー径約１０μｍに対し充分に小さいた
め、内部空孔にトナーが詰まる等の弊害を及ぼすことは
ない。

【００３１】又、このトナー飛散防止シール２８は画像
形成領域外に対応する位置に設けてあるが、現像ロール
２５ａの表面に保持された現像剤２６ｋで形成される現
像ブラシはこのトナー飛散防止シール２８に常に接触す
る位置まで形成されている（図示せず）。即ち、現像ロ
ーラ２５ａの表面に保持された現像剤２６ｋで形成され
る現像ブラシは、現像動作時に現像ローラ２５ａの表面
に保持，搬送されながら、常にトナー飛散防止シール２
８の側面を摺擦することとなり、トナー飛散防止シール
２８側面部にトナーが付着堆積することはないのであ
る。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、トナー飛散防止シール
２８と現像ローラ２５ａとの摩擦抵抗を小さくすること
で、現像ローラ２５ａの回転に対して何ら影響を与える
ことがなく、又、トナー飛散防止シール２８は柔軟性を
有するため、現像ローラ２５ａと穂切りブレード２５ｄ
のギャップを隙間なく封止し、トナーの飛散を防止する
ことができるのである。これにより、画質に何ら悪影響
を及ぼすことなく、穂切りブレード２５ｄと現像ローラ
２５ａの隙間から飛散するトナーを防止することができ
るので、プリンタや複写機等の製品内部の汚れや、飛散
したトナーによる画像の汚れを防止し、きれいな画像を
形成することができる。又、現像ローラ２５ａの表面に
保持された現像剤２６ｋで形成される現像ブラシは、現
像動作時に現像ローラ２５ａの表面に保持，搬送されな
がら、常にトナー飛散防止シール２８の側面を摺擦する
ため、トナー飛散防止シール２８側面部にトナーが付着
堆積することはなく、堆積したトナーが落下して画像を
汚すこともない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる現像装置の下面図及びその部分縦
断面図である。

【図２】本発明になる現像装置の構成部を分離した状態
の縦断側面図である。

【図３】本発明になる現像装置において現像ユニットに
現像カートリッジ及びトナーカートリッジを装着した状
態を示す縦断側面図である。

【図４】本発明になる現像装置の稼働状態を示す縦断側
面図である。

【図５】本発明になる現像装置において現像ユニットに
現像カートリッジ及びトナーカートリッジを装着した状
態を示す斜視図である。

【図６】本発明になる現像装置を適用するカラーレーザ
プリンタの縦断側面図である。

【符号の説明】

２…感光体ベルト、８〜１１…現像装置、２５…現像ユ
ニット、２５ａ…現像ローラ、２５ｄ…穂切りブレー
ド、２６…現像カートリッジ、２６ａ…撹拌供給ロー
ラ、２６ｃ…現像剤供給口、２６ｄ…現像シャッター、
２６ｅ…シャッターレバー、２６ｆ…トナー濃度検出素
子、２６ｎ…トナー濃度検出容器、２６ｊ…係合レバ
ー、２７…トナーカートリッジ、２７ｃ…係合ストッ
パ、２８…トナー飛散防止シール。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 早野 富夫 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株 式会社日立製作所電化機器事業部多賀本部 内 (72)発明者 三上 克雅 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株 式会社日立製作所電化機器事業部多賀本部 内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】現像カートリッジの現像剤補給口より供給
   された現像剤をその表面に保持して静電潜像面に作用さ
   せる現像ローラと、前記現像ローラに保持された現像剤
   の高さを規制する穂切りブレードとを有する現像装置に
   おいて、画像形成領域に対応する範囲外の前記現像ロー
   ラと前記穂切りブレードとの隙間に、柔軟性を有し、か
   つ摩擦抵抗が小さい部材を設けたことを特徴とする現像
   装置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記部材は容易に塑性
   変形をする部材であることを特徴とする現像装置。
3. 【請求項３】請求項１において、前記部材は多孔質のフ
   ッ素系樹脂であることを特徴とする現像装置。
4. 【請求項４】請求項１において、前記部材は、現像ロー
   ラ上に形成された現像ブラシと常に接触する位置に設け
   られていることを特徴とする現像装置。
5. 【請求項５】請求項２において、前記部材は、現像ロー
   ラに保持された現像剤の高さを規制するために設けた穂
   切りブレードにより、圧縮塑性変形することにより前記
   現像ローラと穂切りブレードの隙間に固定されることを
   特徴とする現像装置。