JP3110911B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＬＥＤヘッドを用いた画
像形成装置に係り、特にＬＥＤヘッドを感光体ドラム内
周面側若しくは外周面側に配し、該ＬＥＤヘッドを用い
て感光体ドラム上に結像させた露光像を複数成分現像剤
を用いて現像可能に構成した画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、感光体ドラム外周面上に、露
光、現像、転写、クリーニング（残留トナー除去）、除
電、及び帯電の各プロセス手段を配置し、所定の電子写
真プロセスにより画像形成を行なう、いわゆるカールソ
ンプロセスに基づく画像形成装置は周知である。

【０００３】又円筒状の透光性支持体上に透光性導電層
と光導電体層を積層して感光体ドラムを形成すると共
に、該ドラム内に、画像情報に対応した光出力を生成す
る露光手段（例えばＬＥＤヘッド）を内挿し、該露光手
段の光出力を集束レンズを通して前記光導電体層に潜像
を結像すると同時若しくはその直後に前記感光体ドラム
と対面配置させたトナー担持体を介して前記潜像をトナ
ー像化（現像）した後、該トナー像を転写ローラその他
の転写手段を介して記録紙に転写可能に構成した画像形
成装置（特開昭５８−１５３９５７号他）も公知であ
る。

【０００４】前者の画像形成装置においては、転写後ト
ナーに残留した残留トナーを除去するために、先端がド
ラム周面に当接するクリーニングブレードを設け、該ブ
レードを介して前記残留トナーの除去を図っている。

【０００５】一方、後者の画像形成装置においては、独
立した帯電器を設けずに前記感光体ドラムと現像スリー
ブ間に現像剤摺擦域を設け、該摺擦域を介して帯電、露
光及び現像を行なうように構成しているが、この種の装
置においても特にキャリアとトナーからなる複数成分の
現像剤を用いた場合においては、前記残留トナーが前記
摺擦域内に戻入されると、トナーとキャリアの導電抵抗
の違いから該摺擦域内の導電抵抗が変化してしまい、こ
の為感光体ドラム側に円滑な帯電を行ない得ず、画像品
質に悪影響を及ぼしやすい。この為前記装置においても
クリーニングブレードを設けて前記残留トナーの除去を
図る方が好ましい。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらクリーニ
ングブレードを設ける事は、残留トナー回収機構や回収
容器等を設けねばならず、その分装置構成の煩雑化と大
型化につながりやすい。又更に前記クリーニングブレー
ドで除去した残留トナーをトナー容器側に戻入する構成
を取るものも存在するが、かかる構成においても容器側
に戻入するための戻入機構を必要とするのみならず、残
留トナーは一旦帯電されているために、そのままトナー
容器に入るとトナーだまりが出来やすい。又現像容器内
に直接入れると、特にキャリアとトナーからなる複数成
分の現像剤を用いた場合はトナー濃度が変化する恐れが
ある。

【０００７】そこで本発明は、前記クリーニングブレー
ドを配する場合においても装置構成の煩雑化を避けつつ
而も大幅に小型化を達成し得る画像形成装置を提供する
事を目的とする。本発明の他の目的とする所は、残留ト
ナーを現像容器側に戻入する構成を取るも、容器側に戻
入するための戻入機構も必要とせず又トナーだまりやト
ナー濃度が精度よく制御可能な画像形成装置を提供する
事を目的とする。

【０００８】

【課題を解決する為の手段】かかる技術的課題を達成す
る為に、請求項１記載の発明は、露光手段としてＬＥＤ
ヘッドを用いた装置に関するもので、特に該ＬＥＤヘッ
ドを感光体ドラム内に内挿した前記ＬＥＤ内挿装置にも
又感光体ドラムの外周面側にＬＥＤヘッドを配設したカ
ールソン方式のいずれの装置にも、又特にキャリアとト
ナーからなる複数成分の現像剤を用いた装置に適用され
るものでその特徴とするところは、感光体ドラムの露光
位置を挟んでその上下両面側を包被する現像容器を配設
すると共に、前記露光位置の上方の容器内空間に、転写
後感光体ドラム周面に付着した残留トナーを除去するク
リーニングブレードを、又前記露光位置下方の容器底部
にキャリアとトナーを撹拌する撹拌部材を夫々配設する
とともに、前記クリーニングブレードをトナー補給側に
向け斜めに傾斜させ、該クリーニングブレードにより除
去した残留トナーを、ブレード上面側に設けた紙粉除去
手段を通過させながら滑落させて、撹拌部材を挟んで現
像スリーブの反対側に位置するトナー補給側に投入可能
に構成した事を特徴とする。この場合前記現像容器内の
トナー濃度を検知するトナー濃度検知センサを現像スリ
ーブと対面する位置に配設するのがよく、そして更に好
ましくは前記補給側に投入された残留トナーとともにト
ナー容器側より補給された新規トナーとを一時貯溜する
貯溜部を設け、トナー濃度を検知するトナー濃度検知セ
ンサよりの信号に基づいて該貯溜部より前記撹拌部材側
に適宜トナー補給可能に構成するのがよい。

【０００９】請求項４記載の発明はＬＥＤヘッドを感光
体ドラム外周面側に配してなる画像形成装置で、一成分
現像剤及び二成分現像剤のいずれにも適用可能なもので
ある。そしてその特徴とするところは、感光体ドラムの
露光位置を挟んでその上下両面側を包被する現像容器を
設けると共に、前記露光位置と対面する感光体ドラム周
面側に現像容器と隔離された凹部空間を設け、該空間内
にＬＥＤヘッドを配設した画像形成装置において、前記
凹部空間上方の容器内空間に、転写後感光体ドラム周面
に付着した残留トナーを除去するクリーニングブレード
を、又前記凹部空間下方の容器底部にキャリアとトナー
を撹拌する撹拌部材を配設し、前記クリーニングブレー
ドをトナー補給側に向け斜めに傾斜させ、該クリーニン
グブレードにより除去した残留トナーを、ブレード上面
側に設けた紙粉除去手段を通過させながら滑落させて、
前記凹部空間の背面側に位置する容器内空間を通って撹
拌部材側に投入可能に構成した事を特徴とする。

【００１０】

【作用】請求項１記載の発明によれば、クリーニングブ
レードを現像容器内の而も容器内上方位置に設けた為
に、特別な回収機構や戻入機構も必要とする事なく、重
力の作用により容易に現像容器内底部に戻入させる事が
出来る。又前記クリーニングブレードにより除去した残
留トナーは攪拌部材を挟んで現像スリーブの反対側に位
置するトナー補給側に投入可能に構成したために、該攪
拌部材によりフレッシュトナーと残留トナーが十分攪拌
されて均一帯電状態で現像スリーブ側に供給させる事が
出来、これにより帯電のバラツキ等が解消されると共
に、トナー溜まり等が生じる余地がない。又クリーニン
グブレードが現像容器内にある事は残留トナー掻き取り
時のトナー汚染が生じる余地がない。

【００１１】この場合前記現像容器内のトナー濃度を検
知するトナー濃度検知センサを従来技術の様に攪拌部材
と対面する位置に設けると該残留トナーとフレッシュト
ナーが十分攪拌されていないために、残留トナーの戻入
量の多少によりトナー濃度のバラツキが生じてしまい精
度よく濃度検知が出来ない。そこで請求項２記載の発明
において攪拌部材で攪拌された後の均一濃度の現像剤を
検知し得るように現像スリーブと対面する位置にトナー
濃度センサを配設している。この場合前記補給側に投入
された残留トナーとともにトナー容器側より補給された
新規トナーとを一時貯溜する貯溜部を設け、トナー濃度
を検知するトナー濃度検知センサよりの信号に基づいて
該貯溜部より前記攪拌部材側に適宜トナー補給可能に構
成するのがよい。更に本発明は前記クリーニングブレー
ド上面側に紙粉除去手段を設けているために、ブレード
上面側に沿って残留トナーが滑落しながら容器内に投入
される前に、紙粉除去を行なう事が出来る。

【００１２】さて前記構成を取ると露光位置を挟んで上
下に跨がるように現像容器が配設されているために、言
い換えれば露光位置上を残留トナーが通過する構成を取
るためにいわゆるレーザプリンタ等のように露光手段が
母線上をビームスキャンする装置には適用し得ない。例
えば特開平１ー１９７２５１に示すように露光位置を挟
んで上側にクリーニングブレードを、下側に現像剤貯溜
槽が配設されたものが存在するが、かかる貯溜槽奥側に
配置したポリゴンミラーにより感光体ドラム母線上をビ
ームスキャンする構成を取るために、前記クリーニング
ブレードと現像剤貯溜槽がビームスキャンにより分断さ
れ、該ブレードと現像剤貯溜槽を一体化する事は不可能
である。

【００１３】そこで請求項４記載の発明においては、Ｌ
ＥＤヘッドを感光体ドラム外周面側に配してなる画像形
成装置に限定し、而も該ヘッドにトナーが付着するのを
回避する為に、感光体ドラムの露光位置を挟んでその上
下両面側を包被する現像容器を配設すると共に、前記露
光位置と対面する感光体ドラム周面側に現像容器と隔離
された凹部空間を設け、該空間内にＬＥＤヘッドを配設
させている。この場合前記凹部空間上方の容器内空間
に、転写後感光体ドラム周面に付着した残留トナーを除
去するクリーニングブレードを、又前記凹部空間下方の
容器底部にキャリアとトナーを撹拌する撹拌部材を配設
し、前記クリーニングブレードにより除去した残留トナ
ーが前記凹部空間の背面側に位置する容器内空間を通っ
て撹拌部材側に投入可能に構成する事により前記第１発
明の作用をも円滑に達成し得る。

【００１４】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を例示
的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている
構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に
特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみ
に限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。図１
及び図２は本発明の実施例にかかるプリンタの構成を示
す概略図である。本装置に使用される筐体１は、上面側
に中央部より左側方に向け上昇傾斜させた上面排紙部２
を形成すると共に、右側壁に下端に設けた支点３を中心
として起伏可能に構成し、僅かな上方傾斜角度をもって
略水平に倒伏させた時点で係止部に係止され位置規制可
能に構成した記録紙載置部５を形成する。そして前記載
置部５の奥側先端を鍵形状に立上げた記録紙先端の位置
決め部５ａを設けると共に、該位置決め部５ａの上端に
給紙ローラ１１を軸支し、該給紙ローラ１１より上面排
紙部２側に向け略弧状の記録紙搬送路１０を形成する。
そして該搬送路１０の記録紙搬送方向に沿って順に紙検
知センサ１２、転写ローラ１３と感光体ドラム１４、定
着ローラ１５、排紙ローラ１６を配設すると共に、感光
体ドラム１４を挟んで転写ローラ１３の反対側に位置す
る載置部５上方空間に現像ユニット６を配置する。尚、
本実施例はレジストローラを廃止し、給紙ローラ１１と
紙検知センサ１２により、レジスト機能をもたせてい
る。又ａはパワーユニットである。

【００１５】次に前記夫々の部材について詳細に説明す
る。前記排紙部２は左上端に設けた支点２ａを中心に開
放可能に構成し、該開放により現像ユニット６に装着し
たトナー容器２０が取り出し可能に構成している。前記
載置部５先端側には記録紙を揃える為の位置決め部５ａ
と接する搬送面の始端上面側にフリクションパッド５ｂ
を設け、そして該フリクションパッド５ｂと記録紙の載
置部５の両者に接する如く給紙ローラ１１を配設する。

【００１６】転写ローラ１３は転写効率を上げるために
導電性ローラを用い、前記トナーの帯電電位と逆極性の
転写バイアスを印加させるとともに、前記感光体ドラム
１４周面に均一に圧接し、該ドラム１４と同期して回転
可能に構成する。感光体ドラム１４は、公知の様に内面
側より透光性支持体上に透光性導電層、、光導電体層、
及び表面層が積層されて形成されて居る。そして該ドラ
ム１４内にはＬＥＤユニット７が内挿され、その結像位
置を下向きに設定し現像スリーブ３０と対面可能に構成
する。そして該感光体ドラム１４は反時計回りに回転可
能に構成している。

【００１７】ＬＥＤユニット７は、ドラム軸方向に沿っ
て１列状に配列したＬＥＤチップ列等を搭載してなるプ
リント基板上に配設させた集束性レンズアレイ（商品
名：セルフォックレンズ）からなり、これらを一体的に
ヘッドブロックにより保持し前記ＬＥＤチップを時分割
若しくはスタテック駆動させながら１走査ライン分の画
素情報のデータ出力を行うように構成されている。

【００１８】現像ユニット６は、補給用トナーが収納さ
れたトナー容器２０と、該トナー容器２０を脱着自在に
装着するＬ字状段部２１を有し、キャリアとトナーから
なる複数成分現像剤が収納された現像容器２５からな
り、該現像容器２５内に、残留トナーを除去するクリー
ニングブレード２２、クリーニングブレード２２により
掻き落とされた残留トナーとトナー容器２０側より補給
されたフレッシュトナーを一時貯溜する貯溜部２３、該
貯溜部２３の底部に設けた補給ローラ３１、該補給ロー
ラ３１の出口開口の現像容器２５底部に配置した攪拌ロ
ーラ３２、該攪拌ローラ３２と感光体ドラム１４の両者
に対面させて、固定磁石集成体３３を内包する現像スリ
ーブ３０、及び現像スリーブ３０と対面する容器底部に
トナー濃度センサ３４が夫々配設されている。

【００１９】又図２に示すように３５はドクターブレー
ド、３６はクリーニングブレード２２下方の露光位置上
流側の空間を仕切る隔壁で、該隔壁３６内に帯電用キャ
リアと磁気ブラシローラ３７を収納し、該磁気ブラシロ
ーラ３７の回転により該キャリアを現像剤表面上を摺擦
させながら帯電を行うように構成している。そして前記
現像容器２５は露光位置を挟んでその上下両側の感光体
ドラム１４周面を包被するごとく配設され、そしてクリ
ーニングブレード２２は前記露光位置の上方の感光体ド
ラム１４周面に先端部を当接させて該ブレード２２を貯
溜部２３側に向け斜めに傾斜させ、ブレード２２上面側
に沿って残留トナーを滑落可能に構成すると共に、該ブ
レード２２上面に植毛２９させ、紙粉と逆電位に帯電さ
せて紙粉を除去可能に構成する。

【００２０】又現像容器２５の上端の感光体ドラム１４
と対面する位置にはフィルム状のマイラ２８が感光体ド
ラム１４回転方向に沿って取付けられ、トナー飛散を防
止している。トナー容器２０と現像容器２５間は仕切壁
２１に設けたスリット開口２１ａにスポンジローラ３８
を配し、トナー濃度センサ３４よりの信号に基づいて前
記残留トナーの戻入量を差引いた必要量のフレッシュト
ナーが現像容器２５側の貯溜部２３に供給可能にその回
転速度を設定している。

【００２１】補給ローラ３１は両壁側をスポンジ層３９
で挟持され、且つ周面を凹凸状に形成し、そして補給ロ
ーラ３１はトナー濃度センサ３４よりの信号に基づいて
現像スリーブ３０に付着している現像剤層のキャリア／
トナー配合比（トナー濃度）が低下する毎に前記補給ロ
ーラ３１が回転し、常に適正配合比に維持されるよう構
成されている。

【００２２】かかる実施例によれば、前記磁気ブラシロ
ーラ３７上に形成されたキャリアの磁気穂の摺擦により
感光体ドラム１４表面を帯電させた後、ＬＥＤユニット
７により露光と同時に現像スリーブ３０上に担持させた
現像剤により現像させた後、給紙ローラ１１と紙検知セ
ンサ１２により画像始端と同期を取って給紙された記録
紙に転写ローラ１３を介して転写され、そして定着ロー
ラ１５により画像定着された後排紙ローラ１６を介して
排紙される。

【００２３】一方転写後感光体ドラム１４に付着してい
る残留トナーは、現像容器２５上端のフィラを通り、ク
リーニングブレード２２により掻き落とされて該ブレー
ド表面を摺落しつつ植毛２９により紙粉が除去された
後、貯溜部２３に貯溜される。現像スリーブ３０に付着
している現像剤層のキャリア／トナー配合比（トナー濃
度）が低下する毎に前記補給ローラ３１とともにスポン
ジローラ３８が回転し前記残留トナーの戻入量を差引い
た必要量のフレッシュトナーが現像容器２５側の貯溜部
２３に供給されながら、更に補給ローラ３１３５により
攪拌ローラ３２の現像剤貯溜部２３に供給され、該攪拌
ローラ３２により攪拌混合されながら、現像スリーブ３
０側に常に適正配合比に維持された現像剤が供給され
る。

【００２４】図３は本発明の他の実施例でＬＥＤヘッド
を感光体ドラム１４外周面側に配してなるＬＥＤプリン
タの現像ユニット６の概略構成を示し、帯電用の磁気ブ
ラシローラ３７が配設された収納空間と現像スリーブ３
０の配設位置との間に隔壁４１により現像容器２５と隔
離され感光体ドラム１４側を開口する凹部空間４０を設
け、該空間内にＬＥＤユニット７を配設している。そし
て前記隔壁４１の背面側にクリーニングブレード２２で
掻き取り後の残留トナーをとフレッシュトナーを一時貯
溜する貯溜部２３を設けている。かかる実施例によれば
前記クリーニングブレード２２により除去した残留トナ
ーが前記隔壁３６の背面側に位置する貯溜部２３に貯溜
され、補給ローラ３１を介して現像容器２５底部の一対
の攪拌ローラ３２、３２側に導かれ、前記と同様な作用
を営むと共に、ＬＥＤユニット７と現像容器２５間が隔
壁３６により隔離されているために、該ユニットにトナ
ーが付着する事がなく、鮮明画像の形成が可能である。

【００２５】

【効果】以上記載した如く本発明によれば、残留トナー
を除去するクリーニングブレードを現像容器内の効果的
な位置に配設したために、装置構成の煩雑化を避けつつ
而も大幅に小型化を達成し得る。又本発明によれば、残
留トナーを現像容器側に戻入する構成を取るも、容器側
に戻入するための戻入機構も必要とせず又トナーだまり
やトナー濃度が精度よく制御可能である。又特に請求項
５記載の発明によれば、ＬＥＤヘッドを感光体ドラム１
４外周側に配置する構成を取る装置の場合に、前記感光
体ドラム１４の露光位置を挟んでその上下両面側を包被
する如く現像容器を配設すると、ＬＥＤヘッドのトナー
汚染の問題が生じるが、ＬＥＤヘッドと現像容器間が隔
壁により隔離されているために、該ヘッドにトナーが付
着する事がなく、鮮明画像の形成が可能である。等の種
々の著効を有す。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例にかかる全体レイアウト図
である。

【図２】図１の現像ユニットの要部構成を示す断面図で
ある。

【図３】ＬＥＤヘッドを感光体ドラム外周側に配置する
構成を取る実施例における現像ユニットの要部構成を示
す断面図である。

【符号の説明】

１４ 感光体ドラム ２５ 現像容器 ７ ＬＥＤヘッド ２２ クリーニングブレード ３２ 攪拌部材 ３４ トナー濃度検知センサ ３０ 現像スリーブ ２０ トナー容器 ２３ 貯溜部 ２９ 紙粉除去手段 ４０ 凹部空間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/08 G03G 21/10 - 21/12

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＬＥＤヘッドを感光体ドラム内周面側若
   しくは外周面側に配し、該ＬＥＤヘッドを用いて感光体
   ドラム上に結像させた露光像を複数成分現像剤を用いて
   現像可能に構成した画像形成装置において、 感光体ドラムの露光位置を挟んでその上下両面側を包被
   する現像容器を配設すると共に、前記露光位置の上方の
   容器内空間に、転写後感光体ドラム周面に付着した残留
   トナーを除去するクリーニングブレードを、又前記露光
   位置下方の容器底部にキャリアとトナーを撹拌する撹拌
   部材を夫々配設するとともに、 前記クリーニングブレードをトナー補給側に向け斜めに
   傾斜させ、該クリーニングブレードにより除去した残留
   トナーを、ブレード上面側に設けた紙粉除去手段を通過
   させながら滑落させて、撹拌部材を挟んで現像スリーブ
   の反対側に位置するトナー補給側に投入可能に構成した
   事を特徴とする画像形成装置
2. 【請求項２】 現像容器内のトナー濃度を検知するトナ
   ー濃度検知センサを現像スリーブと対面する位置に配設
   した事を特徴とする請求項１記載の画像形成装置
3. 【請求項３】 前記補給側に投入された残留トナーとと
   もにトナー容器側より補給された新規トナーとを一時貯
   溜する貯溜部を設け、トナー濃度を検知するトナー濃度
   検知センサよりの信号に基づいて該貯溜部より前記撹拌
   部材側にトナー補給可能に構成した請求項１記載の画像
   形成装置
4. 【請求項４】 感光体ドラムの露光位置を挟んでその上
   下両面側を包被する現像容器を設けると共に、前記露光
   位置と対面する感光体ドラム周面側に現像容器と隔離さ
   れた凹部空間を設け、該空間内にＬＥＤヘッドを配設し
   た画像形成装置において、 前記凹部空間上方の容器内空間に、転写後感光体ドラム
   周面に付着した残留トナーを除去するクリーニングブレ
   ードを、又前記凹部空間下方の容器底部にキャリアとト
   ナーを撹拌する撹拌部材を配設し、前記クリーニングブ
   レードをトナー補給側に向け斜めに傾斜させ、該クリー
   ニングブレードにより除去した残留トナーを、ブレード
   上面側に設けた紙粉除去手段を通過させながら滑落させ
   て、前記凹部空間の背面側に位置する容器内空間を通っ
   て撹拌部材側に投入可能に構成した事を特徴とする画像
   形成装置