JP3157432B2 - 現像装置 - Google Patents

現像装置

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JP3157432B2 JP23440195A JP23440195A JP3157432B2 JP 3157432 B2 JP3157432 B2 JP 3157432B2 JP 23440195 A JP23440195 A JP 23440195A JP 23440195 A JP23440195 A JP 23440195A JP 3157432 B2 JP3157432 B2 JP 3157432B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は一般的に、レーザビ
ームプリンタ、LEDプリンタ等の電子写真画像形成装
置に使用する現像装置に関し、特に、高速の電子写真画
像形成装置に使用するのに適した磁気ブラシ現像装置に
関する。
【0002】近年、オフィスオートメーションの進展に
より、コンピュータの出力端末装置、ファクシミリ装
置、複写機等にレーザビームプリンタ等の電子写真画像
形成装置が盛んに用いられている。
【0003】これらの画像形成装置では、帯電器により
感光ドラムを所定電位に帯電させた後画像情報に対応し
た光照射により感光ドラム上に静電潜像を形成し、これ
をトナーで現像した後記録用紙に転写し、定着してハー
ドコピーを得ている。
【0004】一方、転写後の感光ドラムは除電器により
除電され、残留トナーはクリーナにより感光ドラム表面
よりかき落とされて、感光ドラム上の1プリントサイク
ルが終了する。
【0005】
【従来の技術】感光ドラム上の静電潜像を現像する現像
方法として、キャリアとトナーとからなる現像剤を使用
する二成分現像方法と、トナーのみからなる現像剤を使
用する一成分現像方法が知られている。
【0006】一成分現像方法は一般的に現像装置の構成
が簡単となるため、小型プリンタ等に最近盛んに用いら
れている。しかし、印字速度の速い高速プリンタでは、
磁性キャリアと磁性トナーとからなる二成分現像剤を使
用する磁気ブラシ現像方法が未だ主流をなしている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】高速プリンタ用現像装
置においては、低速及び中速プリンタでは発生しない種
々の問題が発生する。例えば、静電潜像を保持した感光
ドラムが高速で回転されるため、この静電潜像を現像す
るためには現像剤を担持した現像ロールの周速度を速く
して、十分な現像剤を現像すべき静電潜像に供給しなけ
ればならない。
【0008】これを達成するためには、現像ロールを高
速で回転させるか、或いは大型の現像ロールを採用して
現像ロールの周速度を速くする方法が考えられる。しか
し、一本の現像ロールを使用する場合には、このような
対策を施しても十分な現像剤を感光ドラム上の静電潜像
に供給できない場合があり、その対策が望まれている。
【0009】高速プリンタに関連する他の問題として、
感光ドラムの軸方向の全長に渡り現像剤を均一に供給し
て、静電潜像を一様に現像するのが比較的困難であると
いう問題がある。特に、感光ドラムの両端部に現像剤を
十分供給するのが困難である。
【0010】磁気ブラシ現像方法を採用したLEDプリ
ンタ等の電子写真プリンタでは、現像ロールにバイアス
電圧を印加するため、現像ハウジング自体がバイアス電
圧と同電位に帯電されているのが一般的であり、現像ハ
ウジングに装着したトナーホッパーも同電位に帯電され
るため、印字中にはトナーカートリッジを使用してトナ
ーホッパー中にトナーを補給できないという問題があっ
た。
【0011】故に本発明の目的は、上述した従来技術の
問題点を克服した電子写真画像形成装置用現像装置を提
供することである。本発明の他の目的は、静電潜像保持
体上の静電潜像を安定して均一に現像することのできる
高速電子写真画像形成装置用現像装置を提供することで
ある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明によると、現像剤
を収容するハウジングと;静電潜像保持体に対向するよ
うに前記ハウジングに回転可能に取り付けられ、現像剤
を表面に担持して搬送する複数の現像ロールと;現像剤
を表面に担持して搬送し、前記現像ロールの1つに現像
剤を供給する前記ハウジングに回転可能に取り付けられ
たコンベアロールと;現像剤を軸方向に搬送して前記コ
ンベアロールに供給する前記ハウジングに回転可能に取
り付けられた第1スクリュコンベアと;現像剤を前記第
1スクリュコンベアと反対の軸方向に搬送して該第1ス
クリュコンベアに受け渡す、前記ハウジングに回転可能
に取り付けられた第2スクリュコンベアと;前記第1及
び第2スクリュコンベアの間に設けられた仕切板と;前
記ハウジングに取り付けられたトナーを収容するトナー
容器と;前記トナー容器中のトナーを前記ハウジング中
に補給するトナー補給手段と;前記トナー補給手段によ
り補給されたトナーと現像剤とを攪拌する攪拌手段とを
具備し;前記第1及び第2スクリュコンベアの軸方向長
さは前記現像ロールの軸方向長さよりも長いことを特徴
とする現像装置が提供される。
【0013】好ましくは、トナー容器はハウジングから
電気的に絶縁されており、フレームアースに接続されて
いる。本発明によると、第1及び第2スクリュコンベア
の軸方向長さを現像ロールの軸方向長さよりも長く設定
したために、トナーとよく混合された現像剤を現像ロー
ルの軸方向全長に渡り均一に供給することができ、記録
用紙の全幅に渡り品質の良い一様なプリント画像を得る
ことができる。
【0014】
【発明の実施の形態】まず、図1を参照して、本発明の
現像装置を具備したLEDプリンタの概略構成について
説明する。符号2は感光材料として例えばアモルファス
シリコンを採用した感光ドラムであり、時計回り方向に
高速で回転される。
【0015】感光ドラム2表面は第1コロナ帯電器4及
び第2コロナ帯電器6により約+400Vに帯電され
る。感光ドラム2表面を均一に帯電するために、第1及
び第2コロナ帯電器4,6としてグリッド電極を有する
スコロトロンを採用している。図示された実施形態は高
速LEDプリンタであるため、感光ドラム2表面を所望
の電位に帯電するために2個のコロナ帯電器4,6を使
用している。
【0016】符号8は240dpiのLEDヘッドであ
り、符号10は400dpiのLEDヘッドである。こ
れらのLEDヘッド8,10は必要とする解像度に応じ
て選択的に駆動され、感光ドラム2上に画像情報に対応
する静電潜像が形成される。
【0017】符号12は表面電位センサを示しており、
プリンタの電源投入時或いは待機モードからの解除時等
に感光ドラム2表面の電位を計測して、感光ドラム2表
面が所定電位となるように第1及び第2コロナ帯電器
4,6をフィードバック制御する。
【0018】次いで、感光ドラム2上の静電潜像は現像
装置14により現像される。現像装置14は磁気ブラシ
現像装置であり、ハウジング16内に3個のマグネット
ロール(現像ロール)18,20,22が回転可能に取
り付けられている。
【0019】ハウジング16中にはトナーとキャリアと
から成る二成分磁性現像剤が収容されており、マグネッ
トロール18,20,22上に形成された磁気ブラシに
より感光ドラム2上の静電潜像が現像され、感光ドラム
2上にトナー像が形成される。現像装置14の詳細につ
いては後で説明することにする。
【0020】符号24,26はそれぞれ下トラクタ、上
トラクタを示しており、連帳紙28がこれらのトラクタ
24,26で搬送され、転写コロナ帯電器30により連
帳紙28の背面からトナーと反対極性のコロナ放電を行
うことにより、感光ドラム2上のトナー像が連帳紙28
上に転写される。連帳紙28上のトナー像は図示しない
フラッシュ定着装置により定着され、連帳紙28上に永
久画像が形成される。
【0021】一方、感光ドラム2上の残留トナーはAC
コロナ放電器32によりその電荷が中和された後、クリ
ーニングブラシ34及びクリーニングブレード36によ
り感光ドラム2からかき落とされる。次いで、除電LE
D38により感光ドラム2表面の電位が中和される。
【0022】プリンタを長時間駆動すると、感光ドラム
2表面にフィルミングが形成される。よって、本実施形
態では定期的に、シリコンカーバイドから形成されたウ
エブ40をローラ42により感光ドラム2表面に押し当
てることにより、このフィルミングを削り取るように構
成している。
【0023】以下、現像装置14の詳細構成について説
明する。上述したマグネットロール18,20,22は
固定マグネットの回りを非磁性体(アルミニウム)のス
リーブが回転する構造を有している。マグネットロール
18,20,22のスリーブは図示矢印方向、即ち時計
回り方向に回転される。
【0024】マグネットロール18の下方にはコンベア
ロール44が配置されている。コンベアロール44もマ
グネットロールと同様な構造をしており、固定マグネッ
トの回りをスリーブが回転する。コンベアロール44は
反時計回り方向に回転され、マグネットロール18に現
像剤を受け渡す。
【0025】符号46,48は現像剤を軸方向に搬送す
るスクリュコンベアを示しており、それぞれ互いに反対
方向に回転される。図示した実施形態では、スクリュコ
ンベア46は時計回り方向に回転され、スクリュコンベ
ア48は反時計回り方向に回転される。
【0026】スクリュコンベア46,48の間には仕切
板50が設けられている。図6を参照すると明らかなよ
うに、スクリュコンベア46,48は(図6ではスクリ
ュコンベア46は省略されている)マグネットロール1
8,20,22よりも長い軸方向長さを有している。
【0027】スクリュコンベア46,48をこのように
長く形成したために、スクリュコンベア46,48によ
り現像剤を搬送して、コンベアロール44の全長に渡り
現像剤を均一に十分供給することができる。
【0028】これにより、マグネットロール18,2
0,22の全長に渡り現像剤を均一に供給することが可
能となり、高速で回転される感光ドラム2上の静電潜像
を感光ドラムの全幅に渡り高画質で一様に現像すること
ができる。
【0029】ドクターブレード52によりコンベアロー
ル44上の現像剤の層厚が規制され、ドクターブレード
54によりマグネットロール18上の現像剤の層厚が規
制される。
【0030】本実施形態では、2つのドクターブレード
52,54を使用して、2段構成でマグネットロール1
8,20,22に付着する現像剤の量を規制しているた
め、マグネットロール18に対向するドクターブレード
54に大きな負荷がかかることが防止される。
【0031】マグネットロール18,20,22上には
図3に示すような磁気ブラシが形成され、この磁気ブラ
シが感光ドラム2上の静電潜像をこすることにより、静
電潜像がトナー像に可視像化される。
【0032】マグネットロール20上の現像剤はスクレ
ーパ56によりかき落とされ、マグネットロール22上
の現像剤はスクレーパ58によりかき落とされる。符号
60は回収マグネットロールを示しており、感光ドラム
2上のキャリアがこの回収マグネットロールにより回収
され、スクレーパ62によりマグネットロール60上か
らかき落とされてハウジング16中に落下する。
【0033】符号64,66は飛散トナー回収ダクトを
示しており、ダクト内を真空吸引することにより現像装
置14から飛散するトナーを回収している。図2を参照
すると、符号68は現像剤投入口を示しており、符号7
0は現像剤排出口開閉レバーを示している。ハウジング
16中の現像剤は所定時間使用すると劣化する。
【0034】現像剤の劣化は例えばディスプレイに表示
されるため、オペレータは現像剤排出口開閉レバー70
を操作してハウジング16中から現像剤を排出し、新た
な現像剤を現像剤投入口68からハウジング16内に投
入する。
【0035】主に図2及び図3を参照すると、符号72
はトナーホッパーを示しており、絶縁性部材88,90
を介してハウジング16に取り付けられている。よっ
て、トナーホッパー72は現像装置14のハウジング1
6から電気的に絶縁されている。
【0036】トナーホッパー72中には3個のアジテー
タ74,76,78が回転可能に設けられている。各ア
ジテータ74,76,78は図3で時計回り方向に回転
されてトナーホッパー72中に収容されたトナーを攪拌
し、トナー補給ローラ80方向に搬送する。
【0037】スクリュコンベア48の下方に設けられた
トナー濃度センサ81により現像剤中のトナー濃度を検
出し、トナー濃度に応じてトナー補給ローラ80を回転
して開口82を介してトナーホッパー72中のトナーを
現像装置14のハウジング16中に補給する。
【0038】補給されたトナーは時計回り方向に回転す
る攪拌パドル84,86により攪拌されてハウジング1
6中の現像剤と混合される。図4及び図5を参照する
と、トナーホッパー72にトナーカートリッジ92を取
り付けた状態の側面図、平面図がそれぞれ示されてい
る。トナーホッパー72中のトナーが消耗すると、トナ
ーカートリッジ92をトナーホッパー72上に取り付け
て、トナーを補給する。
【0039】上述したようにトナーホッパー72は絶縁
性部材88,90を介して現像装置14のハウジング1
6に取り付けられているため、ハウジング16からは電
気的に絶縁されている。
【0040】よって、印字中にはハウジング16にバイ
アス電圧が印加されているが、トナーホッパー72はフ
レームアース電位に落とされているため、印字中にもト
ナーカートリッジ92によりトナーの補給を行うことが
可能である。
【0041】
【発明の効果】本発明によると、スクリュコンベアの軸
方向長さを現像ロールの軸方向長さよりも長く構成した
ので、高速の画像形成装置においても現像剤を現像ロー
ルの軸方向に渡り均一に十分供給することができるとい
う効果を奏する。また、トナーホッパーを現像ハウジン
グから電気的に絶縁したため、印字中でもトナーカート
リッジによりトナーの補給を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】プリンタの全体構成図である。
【図2】現像装置側面図である。
【図3】現像装置断面図である。
【図4】トナーカートリッジを装着した状態の現像装置
側面図である。
【図5】ハウジング内の部品を省略した現像装置平面図
である。
【図6】トナーホッパーの詳細を省略した現像装置平面
図である。
【符号の説明】
2 感光ドラム 4,6 帯電装置 8,10 LEDヘッド 14 現像装置 18,20,22 マグネットロール 30 転写帯電器 34 クリーニングブラシ 36 クリーニングブレード 44 コンベアロール 46,48 スクリューコンベア 72 トナーホッパー 80 トナー補給ローラ 92 トナーカートリッジ
フロントページの続き (72)発明者 日野 敏夫 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 遠山 敏正 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 大山 正晃 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 渡辺 治 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 永富 勉 兵庫県加東郡杜町佐保35番(番地なし) 富士通周辺機株式会社内 (72)発明者 杉浦 弓弦 兵庫県加東郡杜町佐保35番(番地なし) 富士通周辺機株式会社内 (72)発明者 内藤 浩昭 兵庫県加東郡杜町佐保35番(番地なし) 富士通周辺機株式会社内 (72)発明者 清水 淳 兵庫県加東郡杜町佐保35番(番地なし) 富士通周辺機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭51−73444(JP,A) 特開 平7−121021(JP,A) 特開 平7−219354(JP,A) 特開 平4−106570(JP,A) 特開 昭54−76236(JP,A) 特開 平6−167876(JP,A) 実開 平2−62570(JP,U) 実開 昭63−132969(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 13/08 - 13/095 G03G 15/08 - 15/095

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 現像剤を収容するハウジングと; 静電潜像保持体に対向するように前記ハウジングに回転
    可能に取り付けられ、現像剤を表面に担持して搬送する
    複数の現像ロールと; 現像剤を表面に担持して搬送し、前記現像ロールの1つ
    に現像剤を供給する前記ハウジングに回転可能に取り付
    けられたコンベアロールと; 前記ハウジングに第1の方向に回転可能に取り付けら
    れ、現像剤を軸方向に搬送して前記コンベアロールに供
    給する第1スクリュコンベアと; 前記ハウジングに前記第1の方向と反対方向に回転可能
    に取り付けられ、現像剤を前記第1スクリュコンベアと
    反対の軸方向に搬送して該第1スクリュコンベアに受け
    渡す第2スクリュコンベアと; 前記第1及び第2スクリュコンベアの間に設けられた仕
    切板と;電気的に絶縁されて 前記ハウジングに取り付けられたト
    ナーを収容するトナー容器と; 前記トナー容器中のトナーを前記ハウジング中に補給す
    るトナー補給手段と; 前記トナー補給手段により補給されたトナーと現像剤と
    を攪拌する攪拌手段と;前記現像ロールに所定のバイアス電圧を印加する手段と
    を具備し; 前記第1及び第2スクリュコンベアの軸方向長さは前記
    現像ロールの軸方向長さよりも長く、且つ該第1及び第
    2スクリュコンベアの両端は該現像ロールの両端を越え
    て軸方向外側に伸長しており、 前記ハウジングは前記バイアス電圧と実質上同電位であ
    ことを特徴とする現像装置。
  2. 【請求項2】 前記コンベアロールに担持される現像剤
    の量を規制する第1ドクターブレードと、前記コンベア
    ロールから現像剤を供給される現像ロールに担持される
    現像剤の量を規制する第2ドクターブレードとを更に具
    備した請求項1記載の現像装置。
  3. 【請求項3】 前記トナー容器に回転可能に取り付けら
    れた複数個のアジテータを更に具備した請求項1記載の
    現像装置。
  4. 【請求項4】 前記トナー容器に着脱自在に装着され、
    該トナー容器中にトナーを補給するトナーカートリッジ
    を更に具備した請求項記載の現像装置。
  5. 【請求項5】 前記トナー容器は前記ハウジングに対し
    て横方向にオフセットして設けられており、前記複数の
    アジテータでトナーを攪拌しながら前記トナー補給手段
    までトナーを搬送する請求項記載の現像装置。
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