JP2000214677A

JP2000214677A - 現像装置及びこれを用いた画像形成装置

Info

Publication number: JP2000214677A
Application number: JP1161399A
Authority: JP
Inventors: Koji Uno; 浩二宇野; Toshio Yamaki; 敏生山木; Hiroshi Hiraguchi; 寛平口; Tokifumi Shibata; 兆史芝田; Kenju Oka; 建樹岡; Hirokatsu Shimada; 啓克島田
Original assignee: Minolta Co Ltd; Array Printers AB
Current assignee: Minolta Co Ltd; Array Printers AB
Priority date: 1999-01-20
Filing date: 1999-01-20
Publication date: 2000-08-04

Abstract

(57)【要約】【課題】現像装置のトナー収容部を容易に交換できる
ようにしたダブルローラ方式の現像装置及びこれを用い
た画像形成装置を提供する。【解決手段】トナー８を収容する容器４と、この容器
４に収容されたトナー８を搬送する第１ローラ５と、こ
の第１ローラ５から受け取ったトナー８を保持しつつ搬
送して現像に供する第２ローラ６と、を備えた現像装置
３ａにおいて、所定位置に取り付けられた上記第２ロー
ラ６に対して上記第１ローラ５を着脱自在に設けてあ
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、ダブルローラ方式
の現像装置と、この現像装置を用いた複写機やプリンタ
等の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】米国特許第４，８１４，７９６号には、
ダブルローラ方式の現像装置を備えた直接印刷装置が開
示されている。このダブルローラ方式の現像装置では、
現像装置内のトナーを第１ローラで搬送し、第２ローラ
が第１ローラから受け取ったトナーを印刷ヘッドの対向
部へと搬送する。第２ローラによって印刷ヘッドの対向
部に搬送されたトナーは、画像情報に応じて印刷ヘッド
の孔を介して飛翔し、記録紙等の被印刷媒体に付着して
画像を形成する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記直
接印刷装置では、現像装置の第２ローラと印刷ヘッドと
の間隔をミクロンオーダの高精度に保つ必要があるが、
現像装置を着脱自在のカートリッジタイプにすると上記
間隔の精度を出しにくいという問題があった。

【０００４】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
もので、現像装置内のトナーがなくなったときなどに、
現像装置のトナー収容部を容易に交換できるようにした
ダブルローラ方式の現像装置及びこれを用いた画像形成
装置を提供することを課題とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、現像剤を収容する容器と、この容器に収
容された現像剤を搬送する第１ローラと、この第１ロー
ラから受け取った現像剤を保持しつつ搬送して現像に供
する第２ローラと、を備えた現像装置において、所定位
置に取り付けられた上記第２ローラに対して上記第１ロ
ーラを着脱自在に設けたものである。

【０００６】本発明の現像装置では、上記容器が上記第
１ローラと一体に着脱自在になっていることが好まし
い。

【０００７】また、本発明の現像装置では、上記第１ロ
ーラが、上記第２ローラと接触するフレキシブルスリー
ブで構成されていることが好ましいが、上記第２ローラ
と接触する上記第１ローラの少なくとも外周部が弾性材
料で形成されていてもよい。

【０００８】さらに、本発明の画像形成装置は、上記構
成からなる現像装置と、この現像装置の第２ローラに対
向して配置され、上記現像装置の第２ローラに保持され
た現像剤を吸引して飛翔させる電界を形成する背面電極
と、上記現像装置の第２ローラと上記背面電極の間に配
置され、上記現像剤が通過できる複数の孔とこの孔の周
囲に配置された制御電極とを備えた印刷ヘッドとからな
り、上記印刷ヘッドの制御電極に、画像信号に基づいて
現像剤の飛翔を許容する電圧と許容しない電圧を印加す
ることにより、被印刷媒体に現像剤を直接に付着させて
画像を形成するようにしたものである。

【０００９】さらにまた、本発明の別の画像形成装置で
は、上記構成からなる現像装置と、この現像装置の第２
ローラに対向して配置された静電潜像担持体と、この静
電潜像担持体に対向して配置された転写手段とからな
り、画像信号に基づいて上記静電潜像担持体上に静電潜
像を形成し、この静電潜像を上記現像装置の第２ローラ
上に保持された現像剤によって現像して現像剤像を形成
し、この現像剤像を上記転写手段によって被印刷媒体に
転写するようにしたものである。

【００１０】

【発明の効果】本発明の現像装置及び画像形成装置によ
れば、所定位置に取り付けられた第２ローラに対して第
１ローラを着脱自在に設けてあるため、現像装置におい
て第２ローラを取り外すことなく第１ローラを現像剤容
器とともに取り外すことができる。これにより、第１ロ
ーラ及び現像剤容器をカートリッジ化することができ、
現像剤がなくなった場合などに、第２ローラの取付精度
を維持しつつ現像剤容器を簡単に、かつ周囲を現像剤で
汚すことなく交換できる。

【００１１】また、本発明の現像装置において、上記第
１ローラを、上記第２ローラと接触するフレキシブルス
リーブで構成した場合、又は上記第２ローラと接触する
上記第１ローラの少なくとも外周部を弾性材料で形成し
た場合には、カートリッジ化した第１ローラ及び現像剤
容器を交換した際に第１ローラについて僅かな位置ずれ
が生じても、この位置ずれをフレキシブルスリーブ又は
弾性材料の撓みで吸収できるので、互いに接触する第１
ローラと第２ローラとの間にニップ部を安定して形成す
ることができ、現像剤の受け渡しを確実に行える。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て添付図面を参照して説明する。

【００１３】＜第１実施形態＞図１は、本発明にかかる
現像装置を備えた第１実施形態の直接記録方式の画像形
成装置１ａを示す。この画像形成装置１ａは、図示しな
い供給ローラからシート通路Ｓに沿って矢印ａ方向に搬
送されるシート(被印刷媒体)２に画像を形成するもの
で、全体を符号３ａで示す現像装置を有する。現像装置
３ａは、容器４と第１ローラ５とを含む現像ユニット１
４と、第２ローラ６とからなっている。容器４は、開口
部７を有し、内部には現像剤として非磁性１成分のトナ
ー８が収容されている。第１ローラ５は、容器４の開口
部７に配設され、矢印ｂ方向に回転駆動可能に支持され
た駆動ローラ９と、この駆動ローラ９に外装された現像
スリーブ１０とで構成されている。

【００１４】現像スリーブ１０は、ニッケル等の金属材
料、あるいはカーボン含有のナイロン等の樹脂からなる
フレキシブルスリーブであり、上記駆動ローラ９よりも
径が大きく、その内面に上記駆動ローラ９が内接するこ
とによって弛み部１１が形成され、駆動ローラ９ととも
に矢印ｂ方向に回転するようになっている。現像スリー
ブ１０の外面には、上記容器４の内面から延設されたス
テンレス鋼等の金属材料からなるブレード１２が接触し
ている。また、現像スリーブ１０には、トナー８と同極
性の電圧Ｖ１（例えば、−１００ボルト）が印加されて
いる。

【００１５】第２ローラ６は、上記第１ローラ５の現像
スリーブ１０の弛み部１１に接触するとともに、後述す
る背面電極１３に対向するように配置され、矢印ｃ方向
に回転駆動可能に支持されている。この第２ローラ１０
は、導電性材料からなり、接地されている。

【００１６】上記第２ローラは、所定位置に固定的に取
り付けられている。一方、第１ローラ５及び容器４から
なる現像ユニット１４は、第１ローラ６に対して着脱自
在に設けられてカートリッジ化されている。これによ
り、現像ユニット１４は、図２に示すように、例えば矢
印ｄ方向に引くことにより、第２ローラ６から容易に取
り外せるようになっている。

【００１７】図１を再び参照すると、画像形成装置１ａ
はまた、全体を符号１３で示す背面電極を有する。背面
電極１３は、シート通路Ｓに対して上記現像装置３ａと
反対側に、上記現像装置３ａの第２ローラと対向するよ
うに配置されている。背面電極１３には、所定の極性
（本実施形態では正極性）の例えば＋１２００ボルトの
電圧Ｖ_BEが印加されている。これにより、背面電極１３
と第２ローラ６との間に、第２ローラ６上の負極性に帯
電したトナー８が静電的に背面電極１３に吸引される電
界が形成されるようになっている。

【００１８】画像形成装置１ａはさらに、現像装置３ａ
と背面電極１３との間でかつシート通路Ｓに対して背面
電極１３と反対側に、全体を符号１５で示す印刷ヘッド
を有している。印刷ヘッド１５は、現像装置３ａの第２
ローラ６との間にミクロンオーダの微小間隔（例えば、
２０〜５０μｍ）を置いて高精度に配置されている。印
刷ヘッド１５の第２ローラ６と背面電極１３との対向領
域には、トナー８の平均粒径（約数μｍから十数μｍ）
よりも実質的に大きい、約２５から２００μｍの内径を
有する複数の孔（図１には、１つの孔だけが図示されて
いる。）１６が設けられている。これらの孔１６はシー
ト通路Ｓに直交する方向に配列されている。

【００１９】印刷ヘッド１５は、また、それぞれの孔１
６を包囲するドーナツ状の制御電極１７を有する。この
制御電極１７は、印刷配線１９を介してコントローラ２
０に電気的に接続されており、このコントローラ２０か
ら画像信号が伝送されるようにしてある。

【００２０】次に、上記構成からなる画像形成装置１ａ
の動作と現像ユニット１４の交換について説明する。画
像形成装置１ａでは、図示しないメインモータが駆動し
て、トナー８と同極性の電圧Ｖ１（−１００ボルト）が
印加された第１ローラ５の駆動ローラ９が矢印ｂで示す
方向に回転駆動され、これに伴い現像スリーブ１０が同
方向に回転する。容器４内のトナー８は現像スリーブ１
０の動きにしたがって移動してブレード１２との接触領
域に運ばれ、そこでブレード１２との接触により負極正
の電荷が与えられ、現像スリーブ１０上に薄層状態で保
持されつつ現像スリーブ１０の回転により搬送される。
現像スリーブ１０上に保持されたトナー８は、接地され
た第２ローラ６との対向領域において当該第２ローラ６
に受け渡される。第２ローラ６は、現像スリーブ１０か
ら受け取ったトナー８を外周面に保持しつつ矢印ｃ方向
の回転にしたがって印刷ヘッド１５の対向領域へと搬送
する。

【００２１】一方、印刷ヘッド１５の制御電極１７に
は、トナー非飛翔時、例えば−５０ボルトの電圧がコン
トローラ２０から印加されている。したがって、第２ロ
ーラ６上の負極性に帯電したトナー８は制御電極１７に
対して電気的に反発し、孔１６に向けて飛翔することな
く、第２ローラ６上に留まる。

【００２２】コントローラ２０は、画像信号に応じて例
えば＋３００ボルトのパルス電圧を制御電極１７に印加
する。その結果、制御電極１７に対向する第２ローラ６
上の位置にあるトナー８は、制御電極１７と背面電極１
３に静電的に吸引され、孔１６を通って飛翔する。これ
により、孔１６を通過したトナー粒子８の集合がシート
２に付着して、シート２上に画像が形成される。

【００２３】画像形成を重ねるにつれて現像装置３ａの
容器４内のトナー８が消費され、やがてはなくなる。あ
るいは、長期の不使用により容器４内のトナー８が劣化
して交換の必要が生じる場合がある。そのようなときに
は、図２に示すように、現像ユニット１４を取り外し
て、トナー８が充填された新しい現像ユニット１４に交
換する。このように、現像ユニット１４をカートリッジ
化して第１ローラ５と第２ローラ６とを分離可能にする
ことにより、第２ローラ６を取り外すことなく、現像ユ
ニット１４を交換できる。これにより、印刷ヘッド１５
に対する第２ローラ６の取付精度を維持しつつ、現像ユ
ニット１４を簡単に、かつ周囲をトナーで汚すことなく
交換することができる。

【００２４】また、本実施形態では、第１ローラ５を、
第２ローラ６と接触するフレキシブルスリーブからなる
現像スリーブ１０で構成してあるため、カートリッジ化
した現像ユニット１４を交換した際に、第１ローラ５に
ついて元の位置から僅かに位置ずれが生じても、この位
置ずれを現像スリーブ１０の撓みで吸収できる。よっ
て、このような場合にも、互いに接触する第１ローラ５
と第２ローラ６との間にニップ部を安定して形成するこ
とができ、トナー８の受け渡しを確実に行える。なお、
本実施形態では、第１ローラ５を駆動ローラ９に外装し
た現像スリーブ１０で構成したが、図３に示す現像装置
３ｂのように、少なくとも外周部又は全体がゴム等の弾
性材料で形成された第１ローラ２１を用いてもよい。こ
の第１ローラ２１によってもまた、現像ユニット交換時
の位置ずれに対して上記と同様の効果が得られる。

【００２５】＜第２実施形態＞図４は、本発明にかかる
現像装置３ｃを備えた第２実施形態の電子写真方式の画
像形成装置１ｂを示す。現像装置３ｃは、図１に示す上
記第１実施形態の現像装置３ａとほぼ同一構成であり、
現像ユニット１４がカートリッジ化されているが、第１
ローラ５には例えば−４００ボルトのバイアス電圧Ｖ１
が印加され、第２ローラ６には例えば−３００ボルトの
現像バイアス電圧Ｖ２が印加される。

【００２６】上記現像装置３ｃは、その第２ローラ６が
感光体ドラム３１に対向するように配置されている。感
光体ドラム３１は、矢印ｅ方向に回転駆動可能であっ
て、接地されている。感光体ドラム３１の周囲には、現
像装置３ｃよりも回転方向上流側に帯電装置３２が配置
され、その下流側にレーザ装置３３が配置されている。
また、現像装置３ｃより回転方向下流側には、例えば＋
１５００ボルトの電圧が印加された転写部材３４が配置
され、その下流側にクリーニング部材３５が配置されて
いる。

【００２７】上記画像形成装置１ｂでは、画像形成時に
は、第１ローラ５にバイアス電圧Ｖ１が印加され、容器
４内のトナー８が第１ローラ５から第２ローラ６に受け
渡され、第２ローラ６上にトナー層が保持されている。
一方、帯電装置３２により感光体ドラム３１の表面が例
えば−６００ボルトに帯電され、この表面にレーザ装置
３３により画像信号に応じてレーザ光が照射される。レ
ーザ光が照射された部分はマイナス電荷が消去されて略
０ボルトになり、静電潜像が形成される。この静電潜像
には、現像装置３ｃとの対向領域において、−３００ボ
ルトの現像バイアスＶ２が印加されている第２ローラ６
上のトナー８が転移する結果、静電潜像は現像されてト
ナー像となる。このトナー像は、転写部材３４との対向
領域に移動し、ここに搬送されてきたシート２に転写さ
れる。感光体ドラム３１の表面に残留したトナー８は、
クリーニング部材３５によって清掃される。

【００２８】なお、本実施形態の画像形成装置１ｂで
は、感光体ドラム３１上において現像されたトナー像を
シート２に直接転写したが、感光体ドラム３１上に形成
されたトナー像を中間転写体に一旦転写した後にシート
２に二次転写するようにしてもよい。

【００２９】＜その他＞以上の説明では、現像装置につ
いて、容器４と第１ローラ５からなる現像ユニット１４
を一体で着脱自在としたが、本発明は第１ローラと容器
が別々に着脱自在になっている現像装置にも適用でき
る。

【００３０】また、現像装置の容器に収容される現像剤
は、トナーのみからなる１成分現像剤としたが、トナー
とキャリアとからなる２成分現像剤であってもよいし、
あるいは、液状現像剤であってもよい。

【００３１】さらに、現像装置の第１ローラと第２ロー
ラは、トナー又は現像剤の受け渡しが可能であれば、非
接触であってもよい。

【００３２】さらにまた、上記各実施形態は単一の現像
装置を有するモノクロの画像形成装置について説明した
が、本発明は複数の画像形成装置をシート搬送方向に配
列したタンデム型のカラー画像形成装置にも適用でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態の画像形成装置の概略断面図。

【図２】現像ユニットを取り外した状態を示す現像装
置の概略断面図。

【図３】弾性材料からなる第１ローラを用いた現像装
置の概略断面図。

【図４】第２実施形態の画像形成装置の概略断面図。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ…画像形成装置、２…シート（被印刷媒
体）、３ａ，３ｂ，３ｃ…現像装置、４…容器、５…第
１ローラ、６…第２ローラ、８…トナー（現像剤）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者宇野浩二大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内 (72)発明者山木敏生大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内 (72)発明者平口寛大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内 (72)発明者芝田兆史大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内 (72)発明者岡建樹大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内 (72)発明者島田啓克大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内Ｆターム(参考） 2C162 CA02 CA12 2H029 AB16 AC02 AC06 2H077 AC04 AC13 AD06 AD13 AD17 DB08 EA16 EA20 FA21

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】現像剤を収容する容器と、この容器に収
容された現像剤を搬送する第１ローラと、この第１ロー
ラから受け取った現像剤を保持しつつ搬送して現像に供
する第２ローラと、を備えた現像装置において、所定位置に取り付けられた上記第２ローラに対して上記
第１ローラを着脱自在に設けたことを特徴とする現像装
置。
【請求項２】上記容器が上記第１ローラと一体に着脱
自在になっていることを特徴とする請求項１に記載の現
像装置。
【請求項３】上記第１ローラが、上記第２ローラと接
触するフレキシブルスリーブで構成されていることを特
徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項４】上記第２ローラと接触する上記第１ロー
ラの少なくとも外周部が弾性材料で形成されていること
を特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項５】上記請求項１から４のいずれかに記載の
現像装置と、この現像装置の第２ローラに対向して配置され、上記現
像装置の第２ローラに保持された現像剤を吸引して飛翔
させる電界を形成する背面電極と、上記現像装置の第２ローラと上記背面電極の間に配置さ
れ、上記現像剤が通過できる複数の孔とこの孔の周囲に
配置された制御電極とを備えた印刷ヘッドとからなり、上記印刷ヘッドの制御電極に、画像信号に基づいて現像
剤の飛翔を許容する電圧と許容しない電圧を印加するこ
とにより、被印刷媒体に現像剤を直接に付着させて画像
を形成するようにしたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】上記請求項１から４のいずれかに記載の
現像装置と、この現像装置の第２ローラに対向して配置された静電潜
像担持体と、この静電潜像担持体に対向して配置された転写手段とか
らなり、画像信号に基づいて上記静電潜像担持体上に静電潜像を
形成し、この静電潜像を上記現像装置の第２ローラ上に
保持された現像剤によって現像して現像剤像を形成し、
この現像剤像を上記転写手段によって被印刷媒体に転写
するようにしたことを特徴とする画像形成装置。