JP3218083B2 - 現像装置 - Google Patents

現像装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は、電子写真印刷装置に関し、特に
単成分現像装置に関するものである。
【０００２】本発明の特徴によれば、着色粒子源を貯蔵
する室を形成するハウジングを設けた、表面上に記録さ
れている潜像を着色粒子で現像するための装置が提供さ
れている。ハウジングの室内に配置された手段が、着色
粒子を流動化する。表面から離して配置されて流動化手
段から着色粒子を受け取るドナー部材が、表面に近接し
た現像域へ着色粒子を搬送する。ドナー部材の両方の側
縁部領域から余剰着色粒子を受け取ってハウジングの室
へ送る手段が設けられている。
【０００３】図１は、本発明の特徴を備えた現像装置を
組み込んだ電子写真印刷装置の概略立面図である。
【０００４】図２は、図１の印刷装置に使用されている
現像装置を一部断面で示す立面図である。
【０００５】図３は、図２の現像装置の、ドナーローラ
と接触してトナーの搬送を行うトナー受入ストリップを
示す部分平面図である。
【０００６】図１は、本発明の現像装置を組み込んだ電
子写真印刷装置の一例を示している。電子写真印刷装置
は、導電性基材１４の上に光導電表面１２を付着させて
なるベルト１０を用いている。好ましくは、光導電表面
１２はセレン合金で形成する。好ましくは、導電性基材
１４はアルミニウム合金で形成して電気的に接地する。
その他の適当な光導電ベルトを用いることもできること
は、当業者には明らかであろう。ベルト１０は矢印１６
の方向へ移動して、光導電表面１２の連続部分がその移
動経路の周囲に配置された様々な処理部を順次通過でき
るようにする。ベルト１０は、ストリッピングローラ１
８、テンションローラ２０及び駆動ローラ２２に掛けら
れている。駆動ローラ２２は、ベルト１０に係合した状
態で回転可能に取り付けられている。モータ２４がロー
ラ２２を回転させることによって、ベルト１０が矢印１
６の方向へ前進する。ローラ２２は、駆動ベルト等の適
当な手段でモータ２４に連結している。ベルト１０は、
所望のばね力でテンションローラ２０をベルト１０に弾
性的に付勢する１対のばね（図示せず）によって所定張
力に維持されている。ストリッピングローラ１８及びテ
ンションローラ２０は回転自在に取り付けられている。
【０００７】最初に、ベルト１０の一部分は帯電部Ａを
通過する。帯電部Ａでは、コロナ発生装置２６が光導電
表面１２を比較的高くほぼ均一の電位に帯電する。高電
圧電源２８がコロナ発生装置２６に接続されている。電
源２８の励起によって、コロナ発生装置２６がベルト１
０の光導電表面１２を帯電させる。ベルト１０の光導電
表面１２が帯電した後、その帯電部分は露光部Ｂへ進
む。
【０００８】露光部Ｂでは、原稿文書３０が表を下にし
て透明プラテン３２上に載置されている。ランプ３４が
光線を原稿文書３０に照射する。原稿文書３０で反射し
た光線は、その光像を形成するレンズ３６を通過する。
レンズ３６は、光像を光導電表面１２の帯電部分上に焦
点を合わせて結像することによって、その上の電荷を選
択的に消散させる。これによって、原稿文書３０内に含
まれている情報領域に相当する静電潜像が光導電表面１
２上に記録される。
【０００９】静電潜像が光導電表面１２上に記録された
後、ベルト１０は静電潜像を現像部Ｃへ進める。現像部
Ｃでは、現像剤ユニット３８が、光導電表面１２上に記
録されている潜像を現像する。好ましくは、現像剤ユニ
ット３８には、ドナーローラ４０と電極ワイヤ４２とが
設けられている。電極ワイヤ４２にはドナーローラ４０
に対して電気バイアスをかけてそれからトナーを離脱さ
せることによって、ドナーローラと光導電表面との間の
ギャップにトナー粉雲を形成する。潜像がトナー粉雲か
らトナー粒子を引き付けることによって、その上にトナ
ー粉像が形成される。ドナーローラ４０は、少なくとも
一部分が現像剤ハウジング４４の室内に入るようにして
取り付けられている。現像剤ハウジング４４の室内には
現像剤源が貯蔵されている。現像剤は、トナー粒子であ
る単成分現像剤である。ハウジング４４の室内に配置さ
れたトナームーバが、トナーを現像剤ハウジング４４の
一端部からその他端部へ搬送する。トナーが現像剤ハウ
ジング内を移動する時、トナーはトナームーバからドナ
ーローラへ引き付けられる。トナー粒子がトナームーバ
からドナーローラへ引き付けられるように、トナームー
バにはドナーローラに対して電気バイアスがかけられて
いる。現像剤ユニット３８については、図２及び３を参
照しながら詳細に後述する。
【００１０】さらに図１を参照しながら説明すると、静
電潜像が現像された後、ベルト１０はトナー粉像を転写
部Ｄへ進める。コピー用紙４８が用紙送り装置５０によ
って転写部Ｄへ進められる。好ましくは、用紙送り装置
５０には、用紙束５４の最上位置にある用紙に接触して
いる送りローラ５２が設けられている。送りローラ５２
が回転することによって、最上位置にある用紙が用紙束
５４からシュート５６へ送り込まれる。シュート５６
が、前進中のコピー用紙を一定の時間間隔で逐次ベルト
１０の光導電表面１２と接触するように送ることによっ
て、その上に現像されているトナー粉像を転写部Ｄで前
進中のコピー用紙と接触させることができる。転写部Ｄ
にはコロナ発生装置５８が設けられており、これは用紙
４８の裏面にイオンを噴射する。これによって、トナー
粉像が光導電表面１２から用紙４８へ引き付けられる。
転写後、用紙４８は矢印６０の方向へコンベヤ（図示せ
ず）上に移され、コンベヤは用紙４８を定着部Ｅへ送
る。
【００１１】定着部Ｅには定着アセンブリ６２が設けら
れており、これは転写粉像を用紙４８に永久的に付着さ
せる。定着アセンブリ６２には加熱定着ローラ６４とバ
ックアップローラ６６とが設けられている。用紙４８
は、トナー粉像が定着ローラ６４に接触するようにして
定着ローラ６４とバックアップローラ６６との間を通過
する。このようにして、トナー粉像は用紙４８に永久的
に付着する。定着後、用紙４８はシュート７０を通って
受けトレー７２へ送られ、その後でオペレータが印刷装
置から取り出すことができる。
【００１２】コピー用紙がベルト１０の光導電表面１２
から離れた後、光導電表面１２に付着している残留粒子
がクリーニング部Ｆでそれから取り除かれる。クリーニ
ング部Ｆには、光導電表面１２と接触した状態で回転可
能に取り付けられた繊維ブラシ７４が設けられている。
粒子は、光導電表面１２に接触した状態でブラシ７２が
回転することによって光導電表面１２から除去される。
クリーニングの後、放電ランプ（図示せず）が光導電表
面１２に光を照射して、次の連続結像サイクルのための
帯電に先だってそれに残っている残留電荷を消散させ
る。
【００１３】次に図２を参照しながら、現像剤ユニット
３８を詳細に説明する。図示のように、現像剤ユニット
３８には、現像剤源を貯蔵するための室７６を形成して
いるハウジング４４が設けられている。ドナーローラ４
０と、電極ワイヤ４２と、トナームーバ４６とがハウジ
ング４４の室７６内に取り付けられている。ドナーロー
ラは、ベルト１０の移動方向に対して「順」または
「逆」方向のいずれの方向に回転させることもできる。
図２では、ドナーローラ４０は矢印６８の方向に回転す
るように示されている。同様に、トナームーバ４６は、
ベルト１０の移動方向に対して「順」または「逆」方向
のいずれの方向に回転させることもできる。図２では、
トナームーバ４６は矢印９２の方向に回転するように示
されている。帯電ロッド７８がドナーローラ４０と係合
するように弾性的に付勢されている。帯電ロッド７８は
矢印８０の方向へ回転する。直流電圧電源が帯電ロッド
にドナーローラに対する電気バイアスをかけている。板
ばね８２が帯電ロッド７８を支持している。板ばね８２
は、ハウジング４４の室７６内に取り付けられており、
その自由端部で帯電ロッド７８を回転可能に支持してい
る。他の適当なバネを使用して帯電ロッド７８を支持
し、それをドナーローラ４０と接触するように弾性的に
付勢することができることは、当業者には明らかであろ
う。板ばね８２は、板金で形成されることが好ましい。
帯電ロッド７８は、ドナーローラ４０に付着しているト
ナー粒子を帯電させて、ドナーローラ４０上のトナー粒
子の層の厚みを調整する。好ましくは、帯電ロッド７８
は、アルミニウムを約０．０１３ｍｍ厚さのニッケル層
で被覆して形成される。好ましくは、ドナーローラ４０
は、アルミニウムをポリテトラフルオロエチレンをベー
スにした樹脂の約０．０５ｍｍ厚さの層で被覆して形成
される。デュポン(DuPont)社の商標であるテフロン(Tef
lon)ーＳが適当な樹脂の一例である。この被膜には、そ
の表面に付着しているトナー粒子の帯電を助長する働き
がある。
【００１４】現像剤ユニット３８は、ベルト１０とドナ
ーローラ４０との間の空間内に配置された電極ワイヤ４
２も有している。図面では、１対の電極ワイヤがドナー
ローラの長手方向軸線にほぼ平行方向に設けられてい
る。電極ワイヤは、１つまたは複数の細い（すなわち直
径が５０〜１００μの）金属、例えばタングステンのワ
イヤで形成され、ドナーローラ上のトナーの厚さだけド
ナーローラから自動的に離隔されている。
【００１５】図２に示されているように、交流電圧電源
８４によって交流電気バイアスが電極ワイヤにかけられ
ている。この印加交流によって、ワイヤとドナーローラ
との間に交流静電界が形成され、これによってトナーが
ドナーローラの表面から離脱してワイヤの周囲にトナー
雲を形成し、その雲はベルト１０にほとんど接触しない
高さになっている。交流電圧の大きさは比較的小さく、
約３ｋＨｚ〜約２０ｋＨｚの周波数範囲でのピーク値が
２００〜６００ボルト程度である。ドナーローラ４０に
約３００ボルトを印加する直流バイアス電源８６によっ
て、ワイヤの周囲の雲から離脱したトナー粒子を光導電
表面１２上に記録されている潜像へ引き付けるための静
電界がベルト１０の光導電表面１２とドナーローラ４０
との間に形成される。電極ワイヤとドナーローラとの間
の間隔を最大約０．０２５ｍｍにすることによって、２
００〜６００ボルトの印加交流電圧で空気破壊を生じる
ことなく比較的大きい静電界を発生することができる。
電気ワイヤまたはドナーローラのいずれかに誘電被膜を
設けることによって、印加交流電圧の短絡を防止するこ
とができる。トナームーバ４６に約５００〜１０００ボ
ルトを印加する直流バイアス電源８８によって、トナー
ムーバ４６とドナーローラ４０との間に静電界が形成さ
れるため、その静電界によってトナー粒子が磁気ローラ
からドナーローラへ引き付けられる。トナームーバ４６
はトナー粒子を流動化する。流動化したトナー粒子は、
重力の作用で自身の高さを定めようとする。新しいトナ
ー粒子がハウジング４４の一端部に配置された容器９０
から室７６の一端部へ送り込まれているので、その端部
に追加されていく新しいトナー粒子によって流動トナー
粒子に加えられる力が、流動トナー粒子をハウジング４
４のその端部から他端部へ移動させる。トナームーバ４
６は、室７６内においてハウジング４４の円弧部分９４
に近接した位置に配置されている細長部材である。円弧
部分９４は、細長部材４６に近接して、その一部分を包
囲している。円弧部分９４と細長部材４６の一部分との
間には比較的小さいギャップすなわち隙間がある。新し
いトナー粒子は容器９０から室７６の一端部へ送り込ま
れる。可撓性部材９６がドナーローラ表面の両側縁部分
と接触して、余剰トナーを受け取って送ることができる
ようになっている。可撓性部材９６については、図３を
参照しながら詳細に後述する。細長部材４６が矢印９２
の方向へ回転すると、トナー粒子が流動化する。モータ
（図示せず）が細長部材４６を毎分約２００〜６００回
転の角速度で、好ましくは毎分約４００回転で回転させ
る。室７６に追加されていく新しい粒子によって流動ト
ナー粒子に加えられる力が、流動トナー粒子を室内の新
しいトナー粒子が送り込まれる端部から他端部へ前進さ
せる。移動中の流動トナー粒子がドナーローラ４０に引
き付けられる。細長部材４６は、アルミニウム等の導電
材で形成される。電圧電源８８が細長部材４６に電気接
続している。細長部材４６はドナーローラ４０から離設
され、その間にギャップが形成されている。このギャッ
プは好ましくは約１．０ｍｍである。ドナーローラ４０
は矢印６８の方向へ回転して、それに引き付けられたト
ナー粒子をベルト１０の光導電表面１２上に記録されて
いる静電潜像と接触する位置へ移動させる。ドナーロー
ラ４０が矢印６８の方向へ回転する時、帯電ロッド７８
がドナーローラ４０に接触するように弾性的に付勢され
ている。帯電ロッド７８は、約２５グラム／センチメー
トル〜約１００グラム／センチメートルの公称ニップ力
でドナーローラ４０に接触した状態に維持されている。
ドナーローラ４０に付着したトナー粒子層は最高４０マ
イクロクーロン／グラムまで帯電され、それに付着した
トナーの質量は、ローラ表面１平方センチメートル当た
り約０．１ミリグラム〜約２ミリグラムである。このよ
うに、細長部材４６がこれらのトナー粒子を連続的に流
動化することがわかる。これらの流動トナー粒子は、細
長部材４６からドナーローラ４０へ引き付けられる。ド
ナーローラ４０は、これらのトナー粒子を矢印６８の方
向へ搬送する。ドナーローラ４０が矢印６８の方向へ回
転する時、ドナーローラ４０の両側縁部分に接触してい
る可撓性部材９６がスクレーパとして機能して、余剰ト
ナーをドナーローラ４０から受け取ってハウジング４４
の室７６内へ送り戻す。ドナーローラ４０に付着してい
るトナー粒子の実効電荷は、細長部材４６の電源からの
静電選択によるものであり、光導電表面１２上に記録さ
れている静電潜像に接触する位置へ進む前に帯電ロッド
７８によってさらなる帯電が行われる。これらのトナー
粒子が静電潜像に引き付けられることによって、ベルト
１０の光導電表面１２上にトナー粉像が形成される。
【００１６】図２に示されているように、細長部材４６
は、開口すなわち孔の列を等間隔に４列設けた中空ロッ
ドすなわち管を有している。各孔列は、ロッドの円周上
に約９０゜の間隔で設けられている。各列の各孔は隣接
の孔から離設されている。孔は互いに等間隔に設けられ
ている。このようにして、管が回転すると、トナー粒子
が管の中心から様々な孔を通って流出することによって
流動化される。流動トナー粒子は、トナー貯蔵容器から
室内へ送り込まれてくる新しいトナー粒子のヘッドによ
って加えられる背圧によって現像剤ハウジングの室の一
端部から他端部へ前進する。
【００１７】次に、図３を参照しながら、可撓性部材９
６ａ及び９６ｂについて詳細に説明する。各可撓性部材
は、一端部がハウジング４４に取り付けられて（図
２）、片持ち式に支持されている。可撓性部材の側部は
ハウジング４４の壁に接触している。可撓性部材９６ａ
の自由端部はドナーローラ４０の一方の側縁部分に接触
しており、可撓性部材の側部はハウジング４４の側壁４
４ａと接触している。同様に、可撓性部材９６ｂの自由
端部はドナーローラ４０の他方の側縁部分に接触してお
り、可撓性部材の側部はハウジング４４の側壁４４ｂと
接触している。可撓性部材９６ａ及び９６ｂは、細長部
材のそれぞれの側縁部分の一部を包囲してそれと接触し
ている。細長部材及びドナーローラが回転すると、可撓
性部材が振動する。可撓性部材はドナーローラを軽く擦
り、また振動時に余剰トナーをハウジングの室内へ送り
戻す。可撓性部材は、ドナーローラにそれの５：２５位
置から６時位置まで接触するように配置されている。好
ましくは、可撓性部材は矩形または正方形のカードスト
ック(card srock)で形成される。例えば、可撓性部材に
適したカードストックは、１1/4 インチ平方（３．２ｃ
ｍ平方）で、厚さが約０．０１０インチ（０．２５ｍ
ｍ）のものである。可撓性部材を用いることによって、
３０枚、１００枚及び３００枚のコピーを取った時、コ
ピーの縁部に沿って背景かぶりが生じないことがわかっ
ている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の特徴を備えた現像装置を組み込んだ
電子写真印刷装置の概略立面図である。
【図２】 図１の印刷装置に使用されている現像装置を
一部断面で示す立面図である。
【図３】 図２の現像装置の、ドナーローラと接触して
トナーの搬送を行うトナー受入ストリップを示す部分平
面図である。
【符号の説明】
１２ 光導電表面、４０ ドナーローラ、４４ 現像剤
ハウジング、４６ トナームーバ、９６ 可撓性部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−113474（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−210463（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−146974（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−146978（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−14862（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−56939（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−85239（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−200066（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−3556（ＪＰ，Ｕ) 米国特許4990958（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03G 15/06 - 15/095

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 表面上に記録されている潜像を着色粒子
    で現像するための現像装置であって、 着色粒子を貯蔵する室を形成しているハウジングと、 前記ハウジングの室内に配置された着色粒子を流動化す
    る手段と、 潜像を記録した表面から離して配置されて、前記流動化
    手段から着色粒子を受け取って、現像域へ着色粒子を搬
    送するドナー部材と、前記ドナー部材の前記現像域とは反対側領域における両
    端縁部領域 から余剰着色粒子を受け取って前記ハウジン
    グの室へ送る手段とを有し、 この余剰着色粒子を受け取って送る手段は、 １対の可撓性部材（９６ａ、９６ｂ）を有し、 一方の可撓性部材（９６ａ）は、前記ハウジングの一方
    の壁（４４ａ）に取り付けられて片持ち式に支持され、
    その自由端は、前記ドナーローラ（４０）の一方の側縁
    部分と着色粒子を流動化する手段の細長部材（４６）の
    一方の側縁部分に接触しており、 他方の可撓性部材（９６ｂ）は、前記ハウジングの前記
    一方の壁とは反対側の壁（４４ｂ）に取り付けられて片
    持ち式に支持され、その自由端は、前記ドナーローラ
    （４０）の前記一方の側縁部分に対して他方の側縁部分
    と、着色粒子を流動化する手段の細長部材（４６）の前
    記一方の側縁部分に対して他方の側縁部分に接触してい
    る現像装置。
JP16114892A 1991-06-27 1992-06-19 現像装置 Expired - Fee Related JP3218083B2 (ja)

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