JP2518869B2 - 現像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は一般に電子写真式複写機に関し、特に、静電
潜像を現像するための装置に関する。

従来の技術 電子写真式複写機においては、光導電性部材をほぼ一
様の電位に帯電させてその面を感光性化する。上記光導
電性部材の帯電済み部分を、複写される原画書類の光像
に露光させる。上記帯電済み光導電性部材の露光によ
り、照射領域における上記部材の電荷が選択的に消散さ
せられる。これにより、上記複写される原画書類内に含
まれている情報領域に対応する静電潜像が上記光導電性
部材上に記録される。上記静電潜像が上記光導電性部材
上に記録された後、マーキング粒子を該潜像に接触させ
ることによって現像する。これにより、粉像が上記光導
電性部材上に形成され、該粉像は、次いで、コピーシー
トに転写される。上記コピーシートを加熱し、上記マー
キング粒子を画像として該シートに永久的に固着させ
る。

種々の形式の現像装置が従来から用いられている。こ
れら装置は二成分形混合現像剤または単成分形現像剤を
使用している。使用されている代表的な二成分形混合現
像剤は業界に周知であり、この現像剤は、一般に、業界
でトナー粒子として知られている着色熱可塑性粉末を含
んでおり、該粉末は、強磁性粒子のような粗いキャリヤ
粒子と混合されている。上記トナー粒子及びキャリヤ粒
子は、上記トナー粒子が、光導電性面上に記録されてい
る静電潜像に対する適切な電荷を獲得するように選定さ
れる。上記混合現像剤を帯電済み光導電性面と接触させ
ると、該面上に記録されている静電潜像の大きな吸引力
により、上記トナーがキャリヤ粒子から上記静電潜像へ
転写されてこれに被着する。

従来、現像装置は、トナー沈着の所要の均一性を得る
ために、回転式の羽根車、毛ブラシ、バケットコンベヤ
及び磁気ブラシ装置を使用している。磁気ブラシは高度
に均一な沈着を得ることのできるものであり、従って、
多くの電子写真式複写機はこの形式の現像装置を用いて
いる。通例、磁気ブラシ装置は、方向性磁束界を有する
現像ローラを有し、磁化可能混合現像剤を帯電済み光導
電性面と接触させる。強調色彩を形成するようになって
いる電子写真式複写機においては、コピーの一部を該コ
ピーの残部とは別の色彩に複写する。例えば、本文を含
んでいる書類においては、該本文のうちの選択された部
分を赤色に複写し、該本文の残部を黒色に複写する。こ
のコピーは選択された部分を赤色で強調したものとな
る。これは、２つの現像装置を使用することによって作
られる。一方の現像装置は黒色トナー粒子を用い、他方
の現像装置は赤色トナー粒子、または他の任意の選定さ
れた色彩のトナー粒子を用いる。一般に、この複写方法
は２サイクル方法である。一つのサイクル中は、コピー
の黒色部分をコピーシート上に作り、他のサイクル中
は、コピーの赤色部分を作り、このようにして赤色及び
黒色の両領域を有するコピーを形成する。

電子写真式複写機における現像のための種々の方法が
開発されている。これに関係があると考えられる文献と
して、米国特許第3,333,566号、第3,883,240号及び第4,
101,211号の各明細書、並びに特開昭54−30838号公報が
ある。これら明細書のうちの関係ある部分を要約する
と、次の通りである。

即ち、米国特許第3,333,566号及び第3,883,240号、並
びに特開昭54−30838号公報には、単一現像剤アプリケ
ータローラを有する双対並列オーガを用いた装置が記載
されている。これらオーガは互いに反対方向に回転し、
トナー粒子は、完全に混合された現像剤となって上記オ
ーガによって上記アプリケータローラに供給される。新
しいトナー粒子は、完全に混合するために、他方のオー
ガの入力端に追加される。

米国特許第4,101,211号明細書においては、双対オー
ガの一端部間にパドル輪を配置した双対オーガ、双対ア
プリケータローラ装置が教示されている。

発明が解決しようとする問題点 上記従来の２サイクル形式の装置においては、強調色
彩領域を形成するために用いるトナー粒子が屡々帯電不
足であったり、または短寿命であったりするという難点
がある。これらトナー粒子は、所要の摩擦電気的電荷及
び寿命を得るためには、長時間、穏やかに混合すること
が必要であるということが見出だされた。激しく混合す
れば所要の摩擦電荷は得られるが、現像剤の有用寿命が
短かくなる。これに対して、穏やかに混合すれば現像剤
の有用寿命を短縮させることはないが、通例、トナー粒
子が、光導電性面上に記録されている静電像と接触する
前に必要な摩擦電荷を得るということが妨げられる。そ
の結果、潜像の現像が不十分となる。本発明は、これら
相反する要求を解決する装置を提供しようとするもので
ある。

即ち、本発明は、部材上に記録された潜像を現像する
ための改良された装置を提供するものである。

問題点を解決するための手段 本発明は、電子写真式複写機に使用され、光導電部材
上に記録された静電潜像を現像する現像装置において、
少なくともキャリヤ粒子及びトナー粒子を含む現像剤を
その内部に貯蔵するハウジングであって、このハウジン
グが、第１の室部分、第２の室部分、及び第３の室部分
に分離され、各上記室部分が互いに離隔されている室を
形成するハウジングと、このハウジングの第２の室部分
に隣接する第３の室部分内に配置され、この第３の室部
分内にトナー粒子を投与するトナー粒子投与手段と、上
記ハウジングの第１の室部分内に配置され、現像剤を光
導電部材に至近離接して輸送する第１の現像ローラと、
上記第１の室部分に隣接する上記ハウジングの第２の室
部分内に配置され、現像剤を光導電部材に至近隣接して
輸送する第２の現像ローラと、上記第１の室部分内に配
置され、現像剤のトナー粒子とキャリヤ粒子を上記第１
の現像ローラへ進ませながら混合する第１のオーガと、
上記第２の室部分内に配置され、現像剤のトナー粒子と
キャリヤ粒子を上記第２の現像ローラ及び上記第１のオ
ーガへ進ませながら混合する第２のオーガであって、こ
の第２のオーガが上記第１のオーガから現像剤を受け取
る第２のオーガと、及び上記第３の室部分内に配置さ
れ、上記トナー粒子投与手段からトナー粒子を上記第１
のオーガから現像剤を更に上記第２の現像ローラから現
像剤とキャリヤ粒子をそれぞれ受け取る第３のオーガで
あって、この第３のオーガが現像剤のトナー粒子とキャ
リヤ粒子を上記第１のオーガへ進ませながら混合する第
３のオーガと、を有することを特徴としている。

本発明の他の態様は、図面を参照して行なう以下の詳
細な説明から明らかになる。

実施例 以下、本発明をその実施例について説明するが、本発
明はこの実施例に限定されるものではなく、特許請求の
範囲に記載の如き本発明の精神及び範囲内で種々の代
替、変形及び等価物使用が可能である。

本発明の特徴の一般的理解のために図面を参照して説
明する。図面においては、同様参照番号を用いて同様部
材を示す。第１図は、本発明装置を具備する電子写真式
複写機の実施例の種々の構成部材を略示するものであ
る。以下の説明から明らかなるように、本発明装置は極
めて多種の静電写真式複写機における使用に同様に好適
するものであり、その適用は本明細書に示す電子写真式
複写機に限定されるものではない。

電子写真式複写の技術は周知であるから、第１図の複
写機に用いられている種々の処理ステーションについて
はこれを簡単に図示し、その作動については図を参照し
て簡単に説明する。

先ず第１図について説明すると、電子写真式複写機
は、導電性基体14上に沈着された光導電性面12を有する
ベルト10を用いている。好ましくは、光導電性面12はセ
レン合金製である。導電性基体は14は好ましくはアルミ
ニウム合金製であり、電気的に接地されている。ベルト
10は矢印16方向に移動して光導電性面12の次々に続く部
分を前へ進ませ、該ベルトの移動路の回りに配置されて
いる種々の処理ステーションを順々に通過させる。ベル
ト10は、ストリッピングローラ18、テンションローラ20
及びドライブローラ22の回りに掛け渡されている。ドラ
イブローラ22はベルト10と係合して回転可能に取付けら
れている。モータ24がローラ22を回転させてベルト10を
矢印16方向に進ませる。ローラ22は、駆動ベルトのよう
な適当な手段により、モータ24に接続されている。ベル
ト10は、テンションローラ20を所望のばね力でベルト10
に対して弾発する１対のばね（図示せず）により、緊張
状態に保持されている。ストリッピングローラ18及びテ
ンションローラ20は回転自由に取付けられている。

先ず、ベルト10の一部を帯電ステーションＡを通過さ
せる。帯電ステーションＡにおいては、コロナ発生装置
26が光導電性面12を比較的高いほぼ一様の電位に帯電さ
せる。高圧電源（HVPS）28がコロナ発生装置26に持続さ
れている。電源28を働かせると、コロナ発生装置26がベ
ルト10の光導電性面12を帯電させる。ベルト10の光導電
性面12を帯電させた後、その帯電済み部分を露光ステー
ションＢを通って進ませる。

露光ステーションＢにおいては、原画書類30が面下向
きに透明プラテン32上に配置される。ランプ34が原画書
類30上に光線を浴びせかける。原画書類30から反射した
光線はレンズ36を通って伝送され、該原画書類の光像を
形成する。レンズ30はこの光像を光導電性面12の帯電済
み部分上に合焦させ、その上の電荷を選択的に消散させ
る。これにより、原画書類30内に含まれている情報領域
に対応する静電潜像が光導電性面12上に形成される。

上記静電潜像が光導電性面12に記録された後、ベルト
10はこの潜像を現像ステーションＣへ進ませる。現像ス
テーションＣにおいては、磁気ブラシ式現像装置40及び
42が選択的に作動状態となり、相異なる色の現像剤を進
ませて上記潜像と接触させる。一例を挙げると、図示の
現像装置40は非作動位置へ移動させられており、該位置
においては、ローラ38及び44が光導電性面12から十分の
距離を置き、該光導電性面上に記録されている潜像の現
像を妨げるようになっている。図示の現像装置42は作動
位置にあり、該位置においては、ベルト10はローラ46及
び48の一部の回りに掛かっている。アイドルローラ50が
ベルト10を押してローラ46及び48と係合させる。これに
より、延長した現像領域が形成される。一例を挙げる
と、現像装置40は黒色トナー粒子で潜像を現像し、現像
装置42は強調色彩トナー粒子、例えば赤色トナー粒子で
潜像を現像する。このようにして、色彩強調コピーを作
ることができる。即ち、黒色で減力したいと望む原画書
類の全ての部分を、第１のサイクル中、照明する。現像
装置40を作動位置に置き、現像装置42を非作動位置に置
く。この潜像を黒色トナー粒子で現像する。その後、こ
の原画書類をマスキングし直し、前に黒色で複写した領
域を覆うい、前にマスキングした領域を露出させる。こ
の時、現像装置40は非作動位置にあり、現像装置42は作
動位置にある。このようにして、ここで得られた第２の
潜像を赤色トナー粒子で現像する。上記の第１の潜像上
で現像された黒色トナー粒子及び第２の潜像上で現像さ
れた赤色トナー粒子をコピーシートに転写し、赤色で強
調されたコピー色彩を形成する。或いはまた、赤色で複
写したいと望む領域を編集パッド上に指定してもよい。
この編集パッドは赤色領域の座標を伝送する。第１のサ
イクル中、上記指定した潜像の赤色領域は消去され、黒
色領域のみが潜像上に残る。この潜像を黒色トナー粒子
で現像する。次のサイクル中、上記の黒色領域は消去さ
れ、潜像の赤領域のみが光導電性面上に記録されて残
る。そこで、この潜像を赤色トナー粒子で現像する。現
像ローラ46及び48は現像剤を前へ進ませて上記潜像と接
触させるようになっている。これら現像ローラは、これ
ら外方へ延びるキャリヤ粒子及びトナー粒子のブラシを
形成する。上記潜像は上記キャリヤ粒子からトナー粒子
を引き付け、該潜像上にトナー粉像を形成する。現像装
置42の詳細については第２図及び第３図を参照して後で
説明する。

引き続いて第１図について説明すると、上記静電潜像
が現像された後、ベルト10はそのトナー粉像を転写ステ
ーションＤへ進ませる。支持材料のシート52がシート送
出し装置54によって転写ステーションＤへ進ませられ
る。好ましくは、シート送出し装置54は、シートを積み
重ねたスタック58の最上位のシートと接触する送出しロ
ール56を有す。送出しロール56は回転し、スタック58か
ら最上位のシートをシュート60内へ進ませる。シュート
60はこの前進する支持材料のシートを導き、上記トナー
粉像が上記前進する支持材料のシートと転写ステーショ
ンＤにおいて接触するように調時された順序で、ベルト
10の光導電性面12と接触させる。転写ステーションＤ
は、シート52の背面にイオンを浴びせかけるコロナ発生
装置62を有す。これにより、上記トナー粉像は光導電性
面12からシート52へ引き付けられる。転写の後、シート
52は矢印64方向に移動し続けてコンベヤ（図示せず）上
に乗り、該コンベアはシート52を定着ステーションＥへ
進ませる。

定着ステーションＥは定着器組立体66を有し、該定着
器組立体は上記転写済みの粉像をシート52に永久的に固
着させる。好ましくは、定着器組立体66は加熱定着ロー
ラ68及びバックアップローラ70を有す。シート52は定着
ローラ68とバックアップローラ70との間を通り、トナー
粉像を定着ローラ68と接触させる。このようにして、上
記トナー粉像はシート52に永久的に固定させられる。定
着の後、シート72がシート52をキャッチトレイ74で進ま
せ、後で操作員によってこの複写機から取出されるよう
にする。色彩強調コピーが複写される場合には、このコ
ピーシートを調時した順序で転写ステーションへ戻し、
次に現像される潜像の色彩強調トナー粒子が転写される
ようにする。

上記支持材料のシートがベルト10の光導電性面12から
分離させられた後、光導電性面12に被着している残留ト
ナー粒子がクリーニングステーションＦにおいてこれか
ら除去される。クリーニングステーションＦは、光導電
性面12と接触して回転可能に取付けられた繊維質ブラシ
76を有す。上記粒子は、光導電性面12から、これと接触
しているブラシ76の回転により、清掃される。クリーニ
ングの後、放電ランプ（図示せず）が光導電性面12に光
を浴びせ、該面上に残っている全ての残留静電荷を、後
続の画像形成サイクルのために、消散させる。

本発明の特徴を具備する電子写真式複写機の一般的作
動を示すという目的のためには以上の説明で十分であ
る。

次に第２図について説明すると、図は現像装置42を詳
細に示すものである。図示のように、現像装置42は、室
80を形成するハウジング78を有す。室80は３つの個別の
室部分82、84及び86に分割されている。各室部分は独立
であり、相隣る室部分内の現像剤の相互混合を防止する
ように互いに分離されている。じゃま板88が室部分82及
び84を互いに分離している。じゃま板90が室部分84及び
86を互いに分離している。現像ローラ46は室部分82内に
配置されている。現像ローラ48は、室部分84内に配置さ
れている。トナー粒子ディスペンサ92が室部分86内に配
置され、該室部分内の現像剤にトナー粒子を追加するよ
うになっている。混合・前進オーガ94が室部分82内に配
置されている。混合・前進オーガ96が室部分84内に配置
されている。混合・前進オーガ98が室部分86内に配置さ
れている。ピックオフ磁石100が室部分86の上方のベル
ト10の光導電性面12に隣接して配置されている。ピック
オフ磁石100は、ベルト10の光導電性面12に被着して残
留キャリヤ粒子を除去し、そしてこのキャリヤ粒子を室
部分86内に排出する。ブロワ装置が室80に接続されてお
って該室を負圧に保持し、粒子が該室から逸脱しないで
該室内に留まっているようにしている。現像ローラ46及
び48は互いに実質的に同構造である。現像ローラ46は、
矢印102方向に回転する管状部材を有す。静止円柱状磁
石が上記管状部材の内部に配置されている。上記管状部
材が矢印102方向に回転すると、現像剤が前へ進ませら
れ、ベルト10の光導電性面12上に記録されている潜像と
接触させられる。残留または未使用の現像剤、及びトナ
ー粒子が無くなったキャリヤ粒子は室部分82へ戻されて
新しいトナー粒子と混合させられ、そして現像ローラ46
へ再循環させられる。同様に、現像ローラ48は、矢印10
4方向に回転する管状部材を有す。静止円柱状磁石がそ
の内部に配置されている。上記管状部材が矢印104方向
に回転すると、現像剤が前へ進ませられてベルト10の光
導電性面と接触させられる。その潜像はキャリヤ粒子か
らトナー粒子を引き付ける。未使用の現像剤、及びトナ
ー粒子が無くなったキャリヤ粒子は室部分84へ戻され、
次いで現像ローラ48へ再循環させられる。オーガ94、96
及び98は互いに実質的に同構造である。オーガ94は、上
部領域を解放させた管内に配置させたらせん状部材を有
す。上記らせん状部材が矢印106方向に回転すると、現
像剤及びトナー粒子は互いに混合させ、そしてオーガ94
の一端から他端へ進ませられる。そのらせん状部材が矢
印106方向に回転すると、オーガ94はオーガ96及び98か
ら現像剤及びトナー粒子を受取る。オーガ96及び98はオ
ーガ94から現像剤及びトナー粒子を受取る。オーガ96
は、上端部が解放されて内部にらせん状部材が配置され
ている管を有す。上記らせん状部材は矢印108方向に回
転し、現像剤またはトナー粒子を室部分84の一端から他
端へ進ませる。オーガ96はオーガ94から現像剤及びトナ
ー粒子を受取る。オーガ96は現像剤及びトナー粒子をオ
ーガ94へ進ませる。オーガ98は、内部にらせん状部が配
置されている閉塞管を有しており、該らせん状部材は矢
印109方向に回転して現像剤及びトナー粒子をその一端
から他端へ進ませる。トナーディスペンサ92によって投
与されるトナー粒子はオーガ98の一端部に受取られ、現
像ローラ48から受取られる現像剤及びピックオフ磁石10
0から受取られるキャリヤ粒子と混合される。このよう
にして、トナーディスペンサ92から新たに供給されるト
ナー粒子はオーガ98の一端から他端へ移動することにな
る。オーガ98は現像剤及びトナー粒子をオーガ94から受
取り、そして現像剤及びトナー粒子をオーガ94へ進ませ
る。このように、トナーディスペンサ92から新たに供給
されるトナー粒子は、最小限、現像ローラ46に受取られ
る前に、オーガ98の全長を移動することになる。これに
より、トナー粒子は、現像ローラ46によって現像領域内
へ進ませられる前に、穏やかに混合されて所望の摩擦電
荷を確実に獲得する。

次に第３図について説明すると、図は上記オーガの各
々における現像剤及びトナー粒子の流れ図である。図示
のように、処理方向、即ちベルト10の移動方向は矢印16
方向である。トナー粒子は、矢印108で示すように、オ
ーガ98の一端に与えられる。オーガ98はまた、矢印160
で示すように、オーガ94から現像剤を受取る。オーガ98
は上記現像剤及びトナー粒子を、矢印112で示すよう
に、その一端から他端へ進ませる。オーガ98内で混合さ
れた上記トナー粒子及び現像剤は、次いで、矢印114で
示すようにオーガ94へ進ませられる。オーガ96は、矢印
116で示すように、オーガ94から現像剤を受け取る。オ
ーガ96は上記現像剤を矢印118方向に進ませる。現像ロ
ーラ48が現像剤を引き付ける。これを矢印120で示す。
更に、オーガ96は現像剤をオーガ94へ進ませる。オーガ
94は、オーガ96及び98から受取った現像剤を矢印122方
向に進ませる。現像ローラ46が現像剤を引き付ける。こ
れを矢印124で示す。オーガ98内の現像剤の流量はオー
ガ96内の現像剤の流量よりも若干高く保持されている。
これにより、あふれ分は、オーガ98からオーガ96へでは
なしに、必ずオーガ96からオーガ98へ行く。

オーガ94及び96内の反対の流れ方向により、オーガ94
への入口におけるトナー粒子の濃度は高くなり、オーガ
94の出口及びオーガ96への入口におけるトナー粒子の濃
度は中程度となり、オーガ96の出口におけるトナー粒子
の濃度は低なる。これにより、現像ローラ46及び48上の
トナー濃度勾配が逆になり、これにより、光導電性面12
上に記録されている静電潜像の現像がより均一となる。
また、オーガ96の出口の上方の現像ローラ48上のトナー
粒子の低濃度は、矢印16方向に、オーガ94の入口の上方
の現像ローラ46上の高いトナー濃度のすぐ下流にある。
これにより、現像ローラ48は光導電性面12から余分の背
景トナー粒子を効果的に取り除くことができる。

発明の効果 要約すると、本発明の現像装置は、新らしく供給され
たトナー粒子が現像剤と穏やかに混合されるように上記
新らしく供給されたトナー粒子を前へ進ませるための長
く伸びた通路を有す。上記トナー粒子がこの長く伸びた
通路に沿って前へ進ませられるにつれて、上記トナー粒
子は、それぞれの現像ローラによって現像領域内に進ま
せられる前に、所望の摩擦電荷を獲得する。本発明の現
像装置においては、トナー粒子は長く伸びた通路に沿っ
て穏やかに混合される。従って、トナー粒子は、激しい
混合の必要なしに所望の摩擦電荷を獲得することができ
る。

即ち、光導電性面上に記録された静電潜像を現像する
ための本発明装置は前述の目的及び利点を完全に満たす
ものである。以上においては本発明をその実施例につい
て説明したが、当業者には明らかなように、特許請求の
範囲に記載の如き本発明の精神及び範囲内で種々の代
替、変形及び変更を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の現像装置を具備する電子写真式複写機
を示す立面図、第２図は第１図の複写機に用いられる現
像装置を示す立面図、第３図は第２図の現像装置におけ
る現像剤の流れを示す流れ図である。 46、48……現像ローラ、78……ハウジング、80……ハウ
ジング内の室、82、84、86……室部分、92……トナー粒
子ディスペンサ、94、96、98……混合・前進オーガ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マーク エイ ショーアー アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14589 ウィリアムソン リッジ ロー ド 3760 (56)参考文献 特開 昭59−140473（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−147446（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−225866（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−144253（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−186857（ＪＰ，Ｕ) 米国特許3883240（ＵＳ，Ａ) 米国特許4101211（ＵＳ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電子写真式複写機に使用され、光導電部材
   上に記録された静電潜像を現像する現像装置において、 少なくともキャリヤ粒子及びトナー粒子を含む現像剤を
   その内部に貯蔵するハウジングであって、このハウジン
   グが、第１の室部分、第２の室部分、及び第３の室部分
   に分離され、各上記室部分が互いに離隔されている室を
   形成するハウジングと、 このハウジングの第２の室部分に隣接する第３の室部分
   内に配置され、この第３の室部分内にトナー粒子を投与
   するトナー粒子投与手段と、 上記ハウジングの第１の室部分内に配置され、現像剤を
   光導電部材に至近隣接して輸送する第１の現像ローラ
   と、 上記第１の室部分に隣接する上記ハウジングの第２の室
   部分内に配置され、現像剤を光導電部材に至近隣接して
   輸送する第２の現像ローラと、 上記第１の室部分内に配置され、現像剤のトナー粒子と
   キャリヤ粒子を上記第１の現像ローラへ進ませながら混
   合する第１のオーガと、 上記第２の室部分内に配置され、現像剤のトナー粒子と
   キャリヤ粒子を上記第２の現像ローラ及び上記第１のオ
   ーガへ進ませながら混合する第２のオーガであって、こ
   の第２のオーガが上記第１のオーガから現像剤を受け取
   る第２のオーガと、及び 上記第３の室部分内に配置され、上記トナー粒子投与手
   段からトナー粒子を上記第１のオーガから現像剤を更に
   上記第２の現像ローラから現像剤とキャリヤ粒子をそれ
   ぞれ受け取る第３のオーガであって、この第３のオーガ
   が現像剤のトナー粒子とキャリヤ粒子を上記第１のオー
   ガへ進ませながら混合する第３のオーガと、 を有することを特徴とする現像装置。