JP2918081B2 - 現像装置及び現像剤カートリッジ - Google Patents
現像装置及び現像剤カートリッジInfo
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Description
子写真プリンタ等において静電潜像を現像する現像装置
及び現像剤カートリッジに係り、特に現像剤交換手段に
関する。
た2成分現像剤を使用し、該現像剤を磁性の現像ローラ
に付着させて形成した磁気ブラシにより静電潜像面を摺
擦して静電潜像を現像する現像装置において、キャリア
の表面に付着したトナーは静電潜像に吸着されて該静電
潜像をトナー像に変換(現像)する。そしてこの現像に
よって消費されたトナーはトナーカートリッジから補給
される。
のキャリアとトナーが摩擦し、またキャリアの表面にト
ナーが繰返し付着することにより該キャリア表面にトナ
ー片が固着(スペント)したりコート材の剥離が発生し
て該キャリアの表面特性が変化し、あるいは該キャリア
の破砕等によりトナー帯電特性が低下することにより該
現像剤中のキャリアの寿命が尽きる。このキャリアの寿
命は、トナーとキャリアの物性,キャリアの量,装置構
成等に影響されるが、一般には、数万頁の複写あるいは
印刷に相応する。
は現像装置内に収容されているキャリアだけでなく、ト
ナーも含めて、現像剤全体を交換することになるが、こ
の現像装置内の寿命が尽きたキャリアを含む現像剤を抜
き取る作業が面倒である。寿命の尽きたキャリアを含む
現像剤の交換作業を容易にするために、寿命が尽きたキ
ャリアを含む現像剤が収納されている現像装置そのもの
を交換してしまうようにした電子写真装置も提案されて
いる。この種の装置は、特開昭60−136767号公
報に開示されている。
像装置は、寿命が尽きたキャリアを含む現像剤を交換す
るときの該現像剤抜取り作業が面倒であるという問題が
ある。また、寿命が尽きたキャリアを含む現像剤が収納
されている現像装置そのものを交換する装置では、交換
部品が高価になる問題がある。しかも、この現像装置そ
のものを交換する装置では、現像ローラと静電潜像(感
光体)面の対向ギャップを高精度に維持することが困難
であり、安定した現像特性を維持することが困難であっ
た。
命が尽きたときに安価に且つ現像性能を低下させること
なくこの寿命の尽きたキャリアを含む現像剤を交換する
ことができる現像装置及び現像剤カートリッジを提供す
ることにある。
剤収容空間に配置された現像剤供給ローラと、前記現像
剤収容空間にトナーを補給するトナーカートリッジと、
前記現像剤供給ローラで送り出された現像剤をその外周
面に付着させて静電潜像形成面を摺擦する現像ローラ
と、前記現像剤供給ローラ及び現像ローラを回転駆動す
る駆動手段とを備えた現像装置において、 前記トナーカ
ートリッジを着脱自在に嵌合する空間と、前記現像剤収
容空間と、前記現像剤供給ローラから前記現像ローラに
現像剤を送り出す現像剤送出口と、前記現像ローラから
掻き落された現像剤を前記現像剤収容空間に回収する現
像剤回収口とを有する現像剤カートリッジと、前記現像
ローラを静電潜像形成面に対向させて支持すると共に前
記現像剤カートリッジを着脱自在に嵌合する現像剤カー
トリッジ収容空間と、該現像剤カートリッジ収容空間に
嵌合された前記現像剤カートリッジの前記現像剤送出口
と対向して該現像剤送出口から送り出された現像剤を受
け入れて前記現像ローラに供給する現像剤受入口と、前
記現像剤カートリッジの前記現像剤回収口と対向して現
像ローラから掻き落された現像剤を該現像剤回収口に送
り出す現像剤排出口とを有する現像器フレームとを備
え、前記駆動手段に、前記現像剤供給ローラの回転を停
止した状態で前記現像ローラを回転駆動する現像剤回収
制御手段を設けたことを特徴とし、現像剤カートリッジ
の発明は、トナーカートリッジを着脱自在に嵌合する空
間と、現像剤収容空間と、現像剤を内蔵し、開口するこ
とによって該現像剤を前記現像剤収容空間に投入する現
像剤容器と、該現像剤収容空間に設けた現像剤供給ロー
ラと、該現像剤供給ローラから現像ローラに現像剤を送
り出す現像剤送出口と、現像ローラから掻き落された現
像剤を前記現像剤収容空間に回収する現像剤回収口とを
有することを特徴とする。
尽きたキャリアを含む現像剤を回収して、該現像ローラ
を含む現像器フレームをそのままの位置に残した状態
で、該現像器フレームから分離して交換できるので、安
価にしかも現像ローラの設置位置精度を狂わせて現像性
能を低下させることなく寿命の尽きたキャリアを含む現
像剤の交換が可能となる。
剤を内蔵する現像剤容器を開口可能に設けて該新しい現
像剤を現像剤収容空間に投入することにより現像剤交換
作業が容易な現像剤カートリッジとなる。
図10は、本発明になる現像装置を使用したカラープリ
ンタの縦断側面図である。感光ベルトユニット1は、ベ
ルト駆動ローラ2及び従動ローラ3,4を備え、有機光
導電層が形成された感光ベルト5は前記ベルト駆動ロー
ラ2及び従動ローラ3,4の周りに張架されて該ベルト
駆動ローラ2により駆動されて各ローラの周りを回動す
る。帯電器6は回動する感光ベルト5を一様に帯電し、
レーザビーム露光器7は印字画像情報信号に従って強弱
変調されるレーザビーム7aによって前記感光ベルト5
を露光して該感光ベルト5表面に静電潜像を形成する。
5に沿って設置された本発明になる4つの現像装置は、
第1色(イエロー)の現像剤を使用した第1現像装置5
0a,第2色(マゼンタ)の現像剤を使用した第2現像
装置50b,第3色(シアン)の現像剤を使用した第3
現像装置50c,第4色(ブラック)の現像剤を使用し
た第4現像装置50dである。第1現像装置50aは、
イエロー画像情報信号に従って変調されたレーザビーム
7aによる露光で形成された静電潜像領域が該現像装置
50aに対向して回動するときに現像剤を感光ベルト5
に作用させて該静電潜像をイエローのトナー像に変換す
る。第2現像装置50bは、マゼンタ画像情報信号に従
って変調されたレーザビーム7aによる露光で形成され
た静電潜像領域が該現像装置50bに対向して回動する
ときに現像剤を感光ベルト5に作用させて該静電潜像を
マゼンタのトナー像に変換する。また、第3現像装置5
0cは、シアン画像情報信号に従って変調されたレーザ
ビーム7aによる露光で形成された静電潜像領域が該現
像装置50cに対向して回動するときに現像剤を感光ベ
ルト5に作用させて該静電潜像をシアンのトナー像に変
換する。そして第4現像装置50dは、ブラック画像情
報信号に従って変調されたレーザビーム7aによる露光
で形成された静電潜像領域が該現像装置50dに対向し
て回動するときに現像剤を感光ベルト5に作用させて該
静電潜像をブラックのトナー像に変換する。
従動ローラ4の間において感光ベルト5に接触しながら
回動するように設置され、該感光ベルト5に形成された
各色のトナー像を順次に重ねて転写することにより各色
トナー像を合成したカラートナー像を完成する。
回動する感光ベルト5の表面を一様に露光して該表面を
除電し、ベルトクリーナ10は除電された感光ベルト5
表面に残留するトナーを除去する。
容し、給紙ローラ13は積層された最上位の用紙12を
抽出し、重ねて抽出された場合には分離部材14との協
動で上側の1枚を分離してレジストローラ15まで送り
出す。レジストローラ15は送り込まれた用紙12の先
端を受け止めて該用紙12の姿勢と搬送タイミングを調
整し、中間転写ドラム8の表面に形成されて回動してく
るカラートナー像と一致するタイミングで該用紙12の
搬送を再開する。転写器16は、前記レジストローラ1
5から送り出されて中間転写ドラム8と接触しながら移
動する用紙12の背面に転写用電荷を与え、中間転写ド
ラム8表面のカラートナー像が該用紙12の表面に転写
されるのを支援する。
搬送されてくる用紙12が通過するときにカラートナー
像を加熱溶融して該用紙12に固着(定着)し、排紙ロ
ーラ18はカラートナー像が定着された用紙12をトッ
プカバー19に形成された排紙トレー19a上に排紙す
る。手差しトレー20は給紙カセット11からの自動給
紙に不都合な用紙を給紙するために使用され、搬送ロー
ラ21は該手差しトレー20から給紙された手差し用紙
を引き込み、給紙カセット11からの給紙と同様に該手
差し用紙をレジストローラ15に送り込む。
表面にカラートナー像を形成する過程では後退してトナ
ー像が破壊されるのを回避し、完成したカラートナー像
の転写を終えて回動してくる中間転写ドラム8表面に作
用して該表面に残留するトナーを除去するように前進す
る構成である。
詳細を説明するが、各現像装置は同一構成であるので第
1現像装置50aを例示する。図1は該第1現像装置5
0aのユニット構成部を分離した状態を示している。
体フレームに固着された非交換部品であり、感光ベルト
5と所定の現像ギャップを介して対向するように配置さ
れる現像マグネットローラ52と現像剤排出搬送マグネ
ットローラ53を備え、後述する現像剤カートリッジ5
4を着脱自在に嵌合する現像剤カートリッジ収容空間5
1aと、該現像剤カートリッジ収容空間51aに嵌合し
た現像剤カートリッジ54から送り出された現像剤を受
け入れて現像マグネットローラ52に供給する現像剤受
入口51bと、該現像マグネットローラ52の表面に吸
着された現像剤で形成される現像ブラシの高さを規定す
るドクターブレード51cと、該現像マグネットローラ
52から現像剤を掻き落して前記現像剤排出搬送マグネ
ットローラ53に送り込むスクレーパ51dと、該現像
剤排出搬送マグネットローラ53で搬送される現像剤を
該現像剤排出搬送マグネットローラ53から掻き落すス
クレーパ51eと、該現像剤排出搬送マグネットローラ
53から掻き落された現像剤を現像剤カートリッジ54
に戻すように排出する現像剤排出口51fとを有する。
なお、現像剤排出搬送マグネットローラ53は現像剤回
収落差を得るためのものであるので、現像マグネットロ
ーラ52単独で必要な落差が得られる場合には該現像剤
排出搬送マグネットローラ53を省略できる。
トリッジ収容空間51aに嵌合する交換部品であり、上
部に後述するトナーカートリッジ55を嵌合するトナー
カートリッジ収容空間54aと現像剤容器56を嵌合す
る現像剤容器収容空間54bを区画し、下部に現像剤収
容空間54cを区画する略箱型のカートリッジフレーム
54dを有する。現像剤収容空間54cには、該空間に
収容された現像剤を撹拌してキャリアとトナーの混合状
態を均一にすると共にトナーを摩擦帯電させる撹拌ロー
ラ57と、撹拌された該現像剤を更に撹拌しながら前記
現像マグネットローラ52に向けて送り出す撹拌供給ロ
ーラ58とが設けられ、前記現像器フレーム51に形成
された前記現像剤受入口51bに対接して前記撹拌供給
ローラ58から送り出された現像剤を前記現像剤受入口
51bに送り出す現像剤送出口54eと、前記現像器フ
レーム51に形成された現像剤排出口51fに対接して
該現像剤排出口51fから排出される現像剤を回収する
現像剤回収口54fとが形成され、更に、該現像剤回収
口54fから回収した現像剤をトナー濃度検出ケース5
9aに案内するガイドベース60が設けられ、トナー濃
度検出ケース59aにはトナー濃度検出素子59bが付
設される。
内蔵して予め現像剤カートリッジ54に組み込まれるも
ので、その下面には横方向から引き抜くことにより剥が
せるシール56aによって塞がれた現像剤投入口56b
を有する。
トリッジ収容空間54aに嵌合する交換部品であり、補
給用トナー62を内蔵した略箱型のカートリッジケース
55aに撹拌羽根63とトナー補給ローラ64を備え、
補給口55bから補給用トナー62を落下させて現像剤
収容空間54c内の現像剤にトナーを補給する。
フレーム51に現像剤カートリッジ54を嵌合し、図3
に示すようにシール56aを剥がして新しい現像剤61
を現像剤収容空間54cに投入する。そして図4に示す
ようにトナーカートリッジ55を嵌合して動作可能状態
に完成する。
カラープリンタの制御手段を図8のブロック図を参照し
て説明する。駆動モータ81は該現像装置における各回
転部材を駆動する共通のモータである。該駆動モータ8
1の回転は、電磁クラッチ82を介して現像マグネット
ローラ52と現像剤排出搬送ローラ53に伝達し、電磁
クラッチ83を介して撹拌ローラ57と撹拌供給ローラ
58に伝達し、電磁クラッチ84を介して撹拌羽根63
とトナー補給ローラ64に伝達するように構成される。
各電磁クラッチ82〜84と各ローラ及び撹拌羽根の間
には分離可能な歯車機構等が介在されるが図示は省略す
る。
92を介して制御プログラムROM93,制御データR
AM94及び入出力接続回路95,96に接続される。
そして入出力接続回路95は前記駆動モータ81と各電
磁クラッチ82〜84を制御するように接続し、入出力
接続回路96は前記トナー濃度検出素子59b,現像剤
回収指示スイッチ97及び該カラープリンタの他の構成
部品等に接続する。駆動手段は他の各色の現像装置50
b〜50dも同様に構成され、同様に制御されるように
接続する。
CPU91の制御処理によって主駆動モータ(図示せ
ず)を付勢して感光ベルト5を回動し、帯電器6を付勢
して該感光ベルト5を一様に帯電し、レーザビーム7a
をイエロー画像情報信号に従って変調して感光ベルト5
表面にイエロー画像に相当する静電潜像を形成する。ま
た、第1の現像装置50aの駆動モータ81及び電磁ク
ラッチ82,83を付勢して該第1現像装置50aを稼
働状態にする。
収容空間54c内の現像剤61は撹拌ローラ57によっ
て撹拌されてキャリアとトナーが均一に混合されると共
にトナーが帯電され、撹拌供給ローラ58によって現像
マグネットローラ52に供給される。現像マグネットロ
ーラ58に供給された現像剤61は該現像マグネットロ
ーラ58の表面に吸着されて磁気ブラシを形成し、感光
ベルト5の表面を摺擦して静電潜像を現像する。この現
像によって感光ベルト5面の静電潜像はイエローのトナ
ー像に変換される。この現像によって現像剤61のトナ
ー混合濃度が所定の値以下に低下すると、CPU91は
トナー濃度検出素子59bからの検出信号によってこの
ことを認識し、電磁クラッチ84を所定時間付勢するこ
とによって撹拌羽根63とトナー補給ローラ64を回転
させて補給用トナー62を補給する。感光ベルト5表面
に形成されたイエローのトナー像は、該感光ベルト5が
回動することによって中間転写ドラム8に転写される。
第1現像装置50aの現像剤61が感光ベルト5に作用
しないように該現像剤61を現像マグネットローラ52
の表面から回収する制御を行う。このためにCPU91
は電磁クラッチ83を消勢して撹拌ローラ57と撹拌供
給ローラ58の回転を停止する。この状態では、図5に
示すように現像マグネットローラ52に向けた現像剤供
給は停止し、該現像マグネットローラ52表面の現像剤
61は掻き落されて回収される一方であるので、図6に
示すように該現像マグネットローラ52表面の現像剤6
1は総て現像剤収容空間54cに回収されて磁気ブラシ
は消失する。
報信号に従って変調して感光ベルト5表面にマゼンタ画
像に相当する静電潜像を形成する。感光ベルト5の表面
に形成された該マゼンタ静電潜像を現像するために、C
PU91は第2現像装置50bに対して同様な制御を行
う。そしてこの制御によって感光ベルト5表面に形成さ
れたマゼンタトナー像も中間転写ドラム8の表面に先の
イエロートナー像に重ねて転写される。
いて実行して中間転写ドラム8表面にカラートナー像を
完成すると、給紙ローラ13を駆動することによって用
紙12を抽出して該カラートナー像を転写し、定着器1
7で定着して排紙トレー19aに排紙する。
制御データRAM94に蓄積し、現像剤61、すなわち
その中のキャリアの寿命が尽きる印刷枚数に達すると現
像剤交換タイミングであることを報知する。このとき、
カラー印刷モードでの制御状態では現像を終了した各現
像装置は現像剤61を現像剤カートリッジ54の現像剤
収容空間54cに回収している。しかし単色印刷モード
での制御状態では前記現像剤回収制御を行わないので、
現像剤回収スイッチ97を操作する。CPU91は、図
9に示すように、該スイッチ97の操作によって発生す
る現像剤回収指示信号に同期して駆動モータ81と電磁
クラッチ82を所定時間付勢する制御信号を発生する。
これにより図5,図6を参照して前述したように現像剤
61が現像剤カートリッジ54の現像剤収容空間54c
に回収される。
ートリッジ54を現像器フレーム51から抜き取って新
しい現像剤カートリッジ54を嵌合することによって寿
命の尽きたキャリアを含む現像剤61を容易に交換する
ことが可能となる。現像装置において高価で且つ高精度
に位置することが必要な構成部品は現像マグネットロー
ラ52であるが、以上のような交換部品構成であればこ
のような構成部品は恒久的に設置して使用することがで
きる。
ートリッジは現像ローラ表面の寿命の尽きたキャリアを
含む現像剤を回収して、該現像ローラを含む現像器フレ
ームをそのままの位置に残した状態で、該現像器フレー
ムから分離して交換できるので、安価にしかも現像ロー
ラの設置位置精度を狂わせて現像性能を低下させること
なく寿命の尽きたキャリアを含む現像剤の交換が可能と
なる。
ートリッジに新しい現像剤を内蔵する現像剤容器を開口
可能に設けて該新しい現像剤を現像剤収容空間に投入す
ることにより現像剤交換作業が容易な現像剤カートリッ
ジとなる。
した状態の縦断側面図である。
に現像剤カートリッジを嵌合する作業状態を示す縦断側
面図である。
と現像剤カートリッジの嵌合状態を示す縦断側面図であ
る。
面図である。
示す縦断側面図である。
示す縦断側面図である。
から現像剤カートリッジを分離する作業状態を示す縦断
側面図である。
ック図である。
ートである。
ンタの縦断側面図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 現像剤収容空間に配置された現像剤供給
ローラと、前記現像剤収容空間にトナーを補給するトナ
ーカートリッジと、前記現像剤供給ローラで送り出され
た現像剤をその外周面に付着させて静電潜像形成面を摺
擦する現像ローラと、前記現像剤供給ローラ及び現像ロ
ーラを回転駆動する駆動手段とを備えた現像装置におい
て、 前記 トナーカートリッジを着脱自在に嵌合する空間と、
前記現像剤収容空間と、前記現像剤供給ローラから前記
現像ローラに現像剤を送り出す現像剤送出口と、前記現
像ローラから掻き落された現像剤を前記現像剤収容空間
に回収する現像剤回収口とを有する現像剤カートリッジ
と、 前記現像ローラを静電潜像形成面に対向させて支持する
と共に前記現像剤カートリッジを着脱自在に嵌合する現
像剤カートリッジ収容空間と、該現像剤カートリッジ収
容空間に嵌合された前記現像剤カートリッジの前記現像
剤送出口と対向して該現像剤送出口から送り出された現
像剤を受け入れて前記現像ローラに供給する現像剤受入
口と、前記現像剤カートリッジの前記現像剤回収口と対
向して現像ローラから掻き落された現像剤を該現像剤回
収口に送り出す現像剤排出口とを有する現像器フレーム
とを備え、 前記駆動手段は、前記現像剤供給ローラの回転を停止し
た状態で前記現像ローラを回転駆動する現像剤回収制御
手段を備えたことを特徴とする現像装置。 - 【請求項2】 請求項1において、前記現像剤回収制御
手段は、現像剤回収指示スイッチを備えたことを特徴と
する現像装置。 - 【請求項3】 請求項1において、前記現像剤カートリ
ッジは、新しい現像剤を収容した現像剤容器を備えたこ
とを特徴とする現像装置。 - 【請求項4】 トナーカートリッジを着脱自在に嵌合す
る空間と、現像剤収容空間と、現像剤を内蔵し、開口す
ることによって該現像剤を前記現像剤収容空間に投入す
る現像剤容器と、該現像剤収容空間に設けた現像剤供給
ローラと、該現像剤供給ローラから現像ローラに現像剤
を送り出す現像剤送出口と、現像ローラから掻き落され
た現像剤を前記現像剤収容空間に回収する現像剤回収口
とを有することを特徴とする現像剤カートリッジ。
Priority Applications (3)
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---|---|---|---|
JP4252887A JP2918081B2 (ja) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | 現像装置及び現像剤カートリッジ |
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US08/563,211 US5604572A (en) | 1992-09-22 | 1995-11-27 | Developing apparatus having developing agent accommodating cartridge and cartridge for accommodating developing agent for use in developing apparatus |
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