JPS61296371A - 乾式現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） この発明は電子写真方式の乾式現像装置に関するもので
ある。

（背景技術） 従来の乾式現像装置では、静電潜像担持体に対向して現
像ロールが設けられており、この現像ロールは非磁性中
空スリーブ（以下スリーブという）と、このスリーブ内
に設けられた複数極の永久磁石とから構成され、スリー
ブと永久磁石とは相対的に回転可能な構造となっている
。現像ロール側傍には現像剤収容槽が設けられ、この収
容槽内部には現像剤が収容されている。現像剤収容槽の
一部にはカットアウト部が設けられておシ、現像ロール
は、収容槽との間に第１の開口（現像剤供給口）及び第
２の開口（現像剤回収口）を形成するように、その一部
が前記カットアウト部を介して収容槽内側に入り込んで
いる。スリーブ周面に磁気吸引された現像剤はスリーブ
と永久磁石の回転によって、現像剤収容槽内から前記第
１の開口よシ排出され現像領域まで搬送される。現像領
域では現像剤収容槽から排出供給された現像剤の一部が
静電潜像担持体の静電潜像部に現像のために付着し、残
りの現像剤は前記第２の開口より現像剤収容槽内に回収
されるようになっている。

このような従来の装置に於て、通常印字濃度を一定にし
て良質の画質を確保するためには、印字用紙に印字され
た文字の濃度を濃度センサーで自動的に検知し、検知レ
ベルによって静電潜像担持体に照射する光量を制御した
シ、もしくは静電潜像担持体への一次帯電電極の電圧を
制御すること等の手段によって印字濃度の均一化を図っ
ていた。

また、静電潜像担持体上の未現像領域から反射する光と
、現像されたテストイメージよシ反射する光の差異を基
準値と比較して、テストイメージの濃度が不十分である
時、前記と同様に一次帯電電極の電圧や現像バイアス電
圧を制御することにより印字濃度の均一化を図っていた
。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、これらの手段を用いた場合、印字用紙が
走行している状態で濃度を検知しなければならなく、か
つ印字濃度検出のための検出器が汚れだりするために、
検知レベルが不安定となり所望の印字濃度の均一化が行
なえなかったシ、装置が高価格となる等の欠点があった
。

この発明は、これらの問題点を解決するためのもので、
印字データの印字密度を印字密度計数回路で検出し、現
像ロール局面に磁気的に吸着し現像に寄与する現像剤の
供給量を前記検出された印字密度に基づいて増減させる
ことにょシ、印字濃度の均一化が可能な乾式現像装置を
提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） この発明は前記問題点を解決するために現像剤収容槽内
から供給される現像剤を現像ロール周面上に保持し、静
電潜像担持体に摺擦して現像を行なう乾式現像装置にお
いて、前記現像剤収容槽の壁面の一部にカットアウト部
が形成され、前記現像ロールと前記現像剤収容槽との間
に前記現像ロールの軸と平行な方向に延びる第１及び第
２の開口が各々形成されるように前記現像ロールはその
一部が前記カットアウト部を介して前記現像剤収容槽内
に入９込むごとく設けられ、 前記第１の開口は前記現像剤を前記現像ロール周面上に
供給するための供給用開口部を成し、前記第２の開口に
は前記現像ロールと圧接するように前記現像剤収容槽に
固定すると共に前記現像剤の流れをせきとめて現像領域
を隔成するストッパが設けられ、 前記現像ロールは中空スリーブと該中空スリーブ内に設
けられる複数極のマグネットロールとから構成され、 前記中空スリーブと前記マグネットロールは同一方向に
独立して回転可能であり、 更に印字パターンの画素数を発生する光書込信号発生回
路と、 前記印字・ぐターンの画素数を計数することにより印字
密度を検出する印字密度計数回路とを具備している。

（作用） 以上のような構成を有する本発明によれば、中ヘン 空スリブを一定速度で回転させた状態で印字密度計数回
路によシ逐次計数して得られる印字密度に基づく制御信
号に従ってマグネットロールの回転数を制御する。制御
された回転数で回転するマグネットロールが現像剤の供
給量を逐次増減させて、最適な供給量を決定できる。

したがって、この発明は前記問題点を解決でき、簡単な
構成で高品位の画質を得ることができる乾式現像装置を
提供できる。

（実施例） 以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第４図はこの発明の一実施例における現像装置の外観を
示す斜視図である。同図において、４１は現像用マグネ
ットロールのスリーブで、４２はスリーブと直結された
シャフト上に取付られたギヤで図示せぬ駆動系によ、！
７駆動されスリーブ４１を回転させる。３はスリーブ内
にある永久磁石と直結されたシャフトに取付けられだジ
ーりで駆動用ゴムベルト４４によりモータ軸４５に取付
けられたプーリ４６より動力が伝達されている。４７は
現像剤補給口であってゴム等の弾性体により覆れてお）
補給された現像剤が外部へ漏れることを防止している。

４８は現像装置内のトナーの流動性を確保するためのト
ナー攪拌機構用のカムで図示しない動力系により周期運
動を行いトナーの攪拌を行っている。

第１図は、この発明の一実施例の乾式現像装置の現像ロ
ール近傍を示す部分断面図である。

先ず、構成について説明する。静電潜像担持体としては
一般にセレン等の感光材にょυ形成された感光体ドラム
１が用いられる。この感光体ドラム１は図示矢印Ｅ方向
に一定速度で回転を行なう。

そして現像ロール２が、感光体ドラム′１と微小間隔Ｆ
（通常０．３〜０．６　ｗｍ　）を保って対向するごと
く設けられている。現像ロール２は、非磁性中空スリー
ブ２ａと、該スリーブ２ａの内側にて円周方向にＮ極と
Ｓ極とが交互に配置され、軸方向に伸びた複数極の永久
磁石２ｂとから成る。スリーブ２ａと永久磁石２ｂとは
相対的に回転可能な構造となっている。現像ロール２の
側傍には現像剤収容槽３が設けられ、まだ現像ロール２
の円周方向の所定位置付近（ロール２の下側）には、ロ
ールの軸方向全長にわたシフェルト又はポリウレタンゴ
ム等の可撓性材料で構成されたストッパ４が図示のごと
く現像ロール２に圧接するように設けられている。更に
現像ロール２の円周方向の別の所定位置付近（ロール２
の上側）には軸方向全長にわたって微小な間隔で開口す
る開口部５が設けられている。現像剤収容槽３に収容さ
れた現像剤６は現像剤収容槽３の図示しない上部補給口
より補給される。この補給口は補給時のみ開放され、通
常は閉じている。従って、現像剤収容槽３に収容された
現像剤６は開口部５を通過してのみ現像領域に排出供給
される構成となっている。

次に、この装置の動作について説明する。現像が開始さ
れると図示せぬステップモータの駆動によシ永久磁石２
ｂが図示矢印入方向に回転し、現像剤６の連鎖は磁束の
流れの方向変化にそって永久磁石２ｂと逆方向に自転運
動する。従って、現像剤収容槽３に収容された現像剤６
は開口部５を通ってストン・ぞ４に向けて搬送される。

永久磁石２ｂの回転にやや遅れてスリーブ２ａが図示せ
ぬモータの駆動によシ図示矢印Ｂ方向に永久磁石２ｂの
回転速度よりかなシ低速で回転を開始する。

この遅延時間はスリーブ２ａと永久磁石２ｂの回転数及
び永久磁石２ｂの極数によって決定される。

ただし、スリーブ２ａの回転が極端に遅くなると現像剤
６がストツノぐ４近傍にたまって落下する危険がある。

このようにして、スリーブ２ａ及び永久磁石２ｂが回動
してしばらくすると、スリーブ２ａの周面に形成される
磁気ブラシの穂の長さは均衡する。均衡状態に置ける現
像剤６の搬送状態を観測すると、スリーブ２ａ周面上に
形成された現像剤層の内層側は主としてスリーブ２ａの
回転に依存して搬送され、図示矢印り方向に現像剤６を
現像剤収容槽３へ回収するごとく移動している。

一方、外層側は主として永久磁石２ｂの回転に依存して
スリーブ２ａの周面上を転がるように搬送され、図示矢
印Ｃ方向に移動している。ストン・ぐ４の近傍では、永
久磁石２ｂの回転に依存して図示矢印Ｃ方向に搬送され
た外層側の現像剤６はＵターンする状態で内層側へ移行
して、スリーブ２ａの回転に依存して図示矢印り方向に
搬送される。このような工程で現像剤６の搬送状態は均
衡する。従って、現像によシ感光体ドラム１へ現像剤６
が付着し、開口部５からストッパ４に至る現像領域内の
現像剤６が消費されても現像剤収容槽３から順次現像剤
６が供給され、スリーブ２ａの局面に形成される現像剤
６の穂の長さは、常にスリーブ２ａの回転数及び永久磁
石２ｂの回転数と極数によシ定まる所定の穂の長さに均
衡する。

第５図は、この発明における現像剤６の穂の長さが均衡
する一例を説明するための図である。この例は、スリー
ブ２ａの回転数を３４　Ｒ，Ｐ、Ｍとし、永久磁石２ｂ
として１６極６００ガウスの磁束密度を有するマグネッ
トロールを使用した場合であシ、第２図にはその場合の
永久磁石２ｂの回転数変化によって均衡する現像剤６の
穂の長さと永久磁石２ｂの回転数との関係が示されてい
る。この穂の長さは印字濃度を決定づける有力な条件で
あり、通常感光体ドラム１とスリーブ２ａの間隔Ｆ（通
常Ｏ１３〜０．６　ｍｎ　）に対して現像状態で約２倍
（約０５〜１．４咽）に設定される。

第５図から分かるように永久磁石２ｂの回転数を約６０
０〜約１５０　ＯＲ，Ｐ、Ｍの範囲で変化させることに
より現像剤６の穂の長さを０．５〜１．４ｍｍに調整す
ることが可能である。

第６図は現像領域での現像剤６の穂の長さと印字濃度の
関係を示す説明図である。図示のごとく濃度可変領域内
に於ては現像剤６の穂の長さが変化するとそれに応じて
印字濃度もまた変化する。

従って、第５図及び第６図から分かるように永久磁石２
ｂの回転数を可変制御することによって容易に印字濃度
制御が可能となる。なお、第６図の印字濃度はマイクロ
デンシトメータにより測定した濃度である。

第２図は、第１図及び第４図に示す現像装置、駆動部及
び現像剤６の供給量制御を行なう機構の一例のブロック
図である。

現像開始と共に制御回路７よシ信号７ａ及び７ｂが出力
され、これらの信号によりモータ８ａ及び８ｂがそれぞ
れ駆動する。そして、感光体ドラム１、中空スリーブ２
ａ及び永久磁石２ｂが、ギヤ又はベルト等の伝達駆動手
段９　ａ　、　９　ｂ　＋９ｃを介してそれぞれ所定の
速度で回転する。一方、現像剤６は、前記各部材の回転
開始後ただちに第１図の開口部５から排出供給されてス
トッパ４に至り、スリーブ２ａ周面に形成される現像剤
６の磁気ブラシの穂の長さは均衡する。そして、この状
態で感光体ドラム１に形成された潜像が摺擦現像される
。前記現像過程で感光体ドラム１の潜像は、印字すべき
印字データを図示せぬ光源、たとえばレーザまだは発光
ダイオード（ＬＥＤ）等の照射手段によって形成される
。通常感光体ドラム１への潜像密度すなわち印字密度が
１インチ（約２，５４α）当、？２’４０〜４００画素
で画像が形成される。

この場合において、現像領域内で消費される現像剤６の
消費量は感光体ドラム１の潜像密度、すなわち印字密度
によって大幅に左右されるため、従来の方式では現像ロ
ール２の周面上の現像剤６の穂の長さが不均一とすり、
印字密度の変化により印字濃度もまた不均一になシ高印
字品質の印刷を得ることができない。そこで、この発明
では次のようにして印字濃度の均一化が行なわれる。

すなわち、制御回路７からの信号７ｂがモータ８ｂに供
給される際に、信号７ｂは先ず印字密度計数回路１０に
供給される。

また、第３図は第２図での制御回路７、印字密度計数回
路１０を詳細に説明するブロック図である。同図におい
て、制御回路７の内部にある光書込信号発生回路３１は
印字内容に対応したドツト・やターン信号を１ドツトラ
イン分毎に発生する。

この１ドツトライン毎の信号を印字密度計数回路１０の
内部にある計数回路３２に送出し、計数回路３２は受信
した１ドツトライン分の信号中の点灯信号と消灯信号を
判別する。また、計数回路３２は前記信号中の点灯信号
があるとその信号毎に加算レジスタ３４に加算信号を送
出すると共に、光書込信号発生回路３１よυ受信した信
号をそのままバッファメモリ３５に送出する。パッファ
メモリ３５は１ドツトライン分の信号を一時格納し、図
示しない書込開始信号を受信すると一斉に前記１ドツト
ライン分の信号をＬＥＤ駆動回路３６に送出する。する
と、ＬＥＤアレイ３７のＩ、ＥＤが点灯し、感光体ドラ
ム１上に静電潜像３８を形成する。まり、加算レジスタ
３４は１ドツトライン分の信号中の点灯信号の数をカウ
ントし、そのカウント数を一定時間毎に回転数制御回路
１１に送出する。

回転数制御回路１１はそのカウント数を予め設定した基
準値と比較し、その比較結果に基づいてモータ８ｂの回
転数の制御を行なう。

前述の一定時間とは、すなわち現像領域（第１図のＦの
近傍）にある感光体の面積と同等の面積に光信号を記録
するのに必要な時間のＡから１０倍の範囲で設定するの
が理想的であり、その時間は印字密度計数回路１０に含
まれるタイマー３３により発生される。回転数制御回路
１１は前述したように印字密度計数回路１０の信号に基
づいてモータ８ｂの回転数の制御を行っている。

すなわち、印字密度が大きい場合には、モータ８ｂの回
転速度、つまり永久磁石２ｂの回転数を増速し、第１図
に示したように現像剤の穂の長さを長くするように、す
なわち現像剤６の供給量を増加する。一方、印字密度が
小さい場合には永久磁石２ｂの回転数を減速して現像剤
６の供給量を減量する。このようにして、常に現像部に
て静電潜像密度に応じて変化する現像剤２ｂの消費量と
供給量のバランスを保ち、印字濃度が均一で良好な画像
を得ることが可能となった。

なお、本実施例では光書込み光源として高密度ＬＥＤア
レイ３７を使用する例について述べたが、電子写真記録
方式のプリンタ用光源としては他に半導体レーザ、ＬＣ
Ｄ（液晶シャッタデバイス）等を用いる方式があり、そ
れぞれの方式に応じて光書込信号発生回路３１より発生
する信号中の画素に対応した信号数を計数すればよく、
本実施例に。

限定されるものでないことは言うまでもない。

（発明の効果） 以上説明したように、この発明によれば、現像ロール周
面に磁気的に吸着し現像に寄与する現像剤の消費量が印
字濃度によって変化するのを、印字密度に応じて現像剤
の供給量を増減させてバランスを保つようにしている。

現像剤の供給量は、印字密度計数回路で逐次計数された
印字密度のデータに基づいて制御されるマグネットロー
ルの回転数によって決定される。従って、このような簡
単な構成で高品位の画質が得られるため、電子写真記録
方式の乾式現像装置として好適に利用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例ておける現像ロール近傍を
示す部分断面図、第２図は本実施例の駆動部及び現像剤
の供給量制御を行なう機構の一例を示すブロック図、第
３図は第２図での制御回路及び印字密度計数回路を詳細
に示すブロック図、第４図は本実施例の現像装置を示す
斜視図、第５図は本実施例における永久磁石の回転数−
現像剤の穂の長さの特性を示す図、第６図は本実施例に
おける現像領域での現像剤の穂の長さ一印字濃度の特性
を示す図である。 １・・・感光体ドラム、２・・・現像ロール、２ａ・・
・中空スリーブ、２ｂ・・・永久磁石、３−・・現像剤
収容槽、４・・・スト７ノや、５・・・開口部、６・・
現像剤、７，３０・・・制御回路、８ａｔ８ｂ”・モー
タ、９ａ、９ｂ。 ９ｃ・・・伝達、駆動手段、】０・・・印字密度計数回
路、１１・・・回転数制御回路、３１・・・光書込信号
発生回路、３２・・・計数回路、３３・・・タイマー、
３４・・・加算レノスタ、３５・・・バッファメモリ、
３６・・・ＬＥＤ、駆動回路、３７・・・ＬＥＤアレイ
、３８・・・静電潜像、４１・・・スリーブ、４２・・
・ギヤ、４３．４６・・・プーリ、４４・・・駆動用ゴ
ムベルト、４５・・モータ軸、４７・・・現像剤補給口
、４８・・・カム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 現像剤収容槽内から供給される現像剤を現像ロール周面
   上に保持し、静電潜像担持体に摺擦して現像を行なう乾
   式現像装置において、 前記現像剤収容槽の壁面の一部にカットアウト部が形成
   され、 前記現像ロールと前記現像剤収容槽との間に前記現像ロ
   ールの軸と平行な方向に延びる第１及び第２の開口が各
   々形成されるように前記現像ロールはその一部が前記カ
   ットアウト部を介して前記現像剤収容槽内に入り込むご
   とく設けられ、前記第１の開口は前記現像剤を前記現像
   ロール周面上に供給するための供給用開口部を成し、前
   記第２の開口には前記現像ロールと圧接するように前記
   現像剤収容槽に固定すると共に前記現像剤の流れをせき
   とめて現像領域を隔成するストッパが設けられ、 前記現像ロールは中空スリーブと該中空スリーブ内に設
   けられる複数極のマグネットロールとから構成され、 前記中空スリーブと前記マグネットロールは同一方向に
   独立して回転可能であり、 更に印字パターンの画素数を発生する光書込信号発生回
   路と、 前記印字パターンの画素数を計数することにより印字密
   度を検出する印字密度計数回路とを具備し、 前記中空スリーブを一定速度で回転させた状態で前記印
   字密度計数回路により逐次計数して得られる前記印字密
   度に基づく制御信号に従って前記マグネットロールの回
   転数を制御することにより前記現像剤の供給量を逐次増
   減して現像に寄与する前記現像剤の消費量変化に対応さ
   せることを特徴とする乾式現像装置。