JP2007511801A - 現像ユニット - Google Patents

Abstract

本発明は、現像ユニットであって、トナー貯蔵部およびトナー供給装置（２３）が設けられており、トナー供給装置によって、トナーが、現像ローラに供給されるようになっており、現像装置（３０）が、ＯＰＣ（感光ドラム）（１０）と面接触されるようになっている形式のものに関する。ＯＰＣ（１０）と現像装置（３０）との間の接触領域におけるトナー転写を改善するために、現像装置（３０）が、現像ベルト（３４）を備えており、現像ベルトが、接触領域で、ＯＰＣの表面に部分的に当接している。

Description

本発明は、現像ユニットであって、トナー貯蔵部およびトナー供給装置が設けられており、トナー供給装置によって、トナーが現像ローラに供給されるようになっており、現像装置が、ＯＰＣと面接触されるようになっている形式のものに関する。

そのような現像ユニットは、欧州特許第１２１３６２１号明細書から公知である。ここでは現像ユニットが、交換可能なトナー貯蔵容器を備えており、トナー貯蔵容器からトナーがケーシングに調量される。トナーは、供給ローラによって、現像ローラの表面に付着される。現像ローラは、ＯＰＣ、つまり感光ドラムに沿って転動し、この際にトナー材料を供給する。ＯＰＣは公知の形式で静電潜像を有する。現像ローラとＯＰＣとの間の接触領域は、いわゆる「ニップ」として形成されている。この場合硬質のＯＰＣ表面は現像ローラの弾性的でフレキシブルな表面に沈み込む。したがって面状の接触領域が形成され、接触領域は、約４〜１０ｍｍの範囲のＯＰＣ周方向延伸度を有している。このような配置形式で形成された、ＯＰＣと現像ローラとの間の圧搾領域は、定義されない変形部を成し、変形部の内側で現像ローラの表面の周速度は可変である。これに対してＯＰＣの表面速度は一定である。速度差に基づいて、接触領域においてトナー払拭の生じる恐れがある。さらにまた特に大きな自重を有するトナー粒子は、圧搾領域で、作用する遠心力に基づいて、実際の接触領域の手前で現像ローラから剥離される恐れがある。これによって印刷画像の鮮鋭度を損なう散乱効果が生じる。

本発明の課題は、冒頭で述べた形式の現像ユニットを改良して、ＯＰＣと現像装置との間の接触領域におけるトナー転写の改善されたものを提供することである。

この課題を解決するための本発明の装置によれば、現像装置が現像ベルトを備えており、現像ベルトが、接触領域で、ＯＰＣの表面に部分的に当接している。

このような配置形式では、ＯＰＣと現像装置との間に、比較的大きなＯＰＣ周方向延伸度を有するギャップが形成される。この場合接触領域で比較的長い滞留時間を必要とするトナー粒子も確実にＯＰＣに転写することができる。特にこのような現像ユニットは、セラミックトナーの高品質の転写に適している。従来技術に対して拡大されたニップ構造に基づいて、ＯＰＣおよび現像装置の周速度ひいては印刷速度も大幅に増加することができる。

本発明の有利な実施例では、現像ベルトが、エンドレスに循環走行するベルトとして形成されていて、かつ少なくとも２つの変向ローラの周りを循環走行しており、ＯＰＣに対する接触領域が、２つの変向ローラの間に形成されており、変向ローラのうちの少なくとも１つが、現像ベルトを介在して、ＯＰＣに当接している。この場合変向ローラの表面とＯＰＣの表面との間に設定可能なギャップ間隔を形成することができ、ギャップ間隔の内側に現像ベルトおよびトナー層が配置されている。この場合特に必要に応じてＯＰＣに対する規定の押圧力を調節することができる。

接触領域を両方の変向ローラに対して間隔を有して配置することも考えられる。この場合接触領域にトナーに対する遠心力が作用しないか、または最低限の遠心力しか作用しない。したがってトナー粒子の不都合に剥離するリスクが低減される。さらにこの実施例では、ニップ領域全体にわたって均一な押圧力が作用する。

トナー転写を助成するために、接触領域に帯電装置が対応配置されており、帯電装置によって、電荷がトナーに付着されるようになっている。帯電装置は、少なくとも１つのコロナ装置または少なくとも１つのバイアスローラによって形成することができる。有利には、帯電装置は、接触点（接触点で現像ベルトはＯＰＣに接触している）の間の接触領域に配置されていて、かつ接触点に対して十分な間隔を有して配置されている。このようにして接触領域の外側における、トナーの制御不能な剥離を及ぼす散乱効果の発生が防止される。

現像ベルトとＯＰＣとの間で常に一定の押圧力を及ぼすために、本発明の別の実施形態によれば、現像ベルトにベルトテンション装置が対応配置されている。ここで考えられる格別な実施形態によれば、ベルトテンション装置に制御ユニットが対応配置されており、制御ユニットは、ベルトテンション装置を、設定可能な目標値に応じて調節する。したがってベルト張力はたとえば印刷パラメータとして所望の形式で調節することができる。このようにして使用されるトナーの種類に対する適合および／または転写される画像情報を調節することができる。

ＯＰＣに転写したあとで現像ベルトに残るトナー残留物を回避するために、現像ベルトは、トナー粒子に対して小さな表面粗さを有している。

この場合有利には、現像ベルトは、トナーを吸着する表面に、０．７倍の、使用トナーの値ｄ_{５０ｖｏｌ}（平均粒径）よりも小さな範囲の、特に５μｍ〜８μｍの表面粗さを有している。

考えられる別の実施形態によれば、現像ベルトの、被覆された表面に沿って、搬送方向でみて供給装置の下流側でかつ接触領域の上流側で調量ローラが転動している。特にこの場合、調量ローラは、現像ベルトを介在して、変向ローラのうちの１つに当接している。ここでは調量ローラと変向ローラとの間に設定可能なギャップ領域が形成され、ギャップ領域において、現像ベルト上のトナー層の厚さを精確に調節することができる。さらにまた現像ベルトの最適な被覆に関して、トナー供給装置は、供給ローラとして形成されており、トナー供給装置は、現像ベルトを介在して、変向ローラのうちの１つに沿って転動する。

次に図面につき本発明の実施例を詳しく説明する。

図１には、ケーシング２０を備えた現像ユニットを断面図で示した。ケーシング２０に、図示していない交換可能なトナーカートリッジが対応配置されている。トナーカートリッジから、粉末トナーが２つの混合スクリュー２１，２２の間の領域でケーシング２０に調量される。混合スクリューに次いで、粉末トナーはトナー供給装置２３に到達し、トナー供給装置２３は、ここでは供給ローラとして形成されている。供給ローラ２３は、現像ベルト３４の表面に沿って転動する。この際に供給ローラ２３は粉末トナーを転写する。現像ベルト３４は、互いに軸平行な変向ローラ３１，３２の周りをガイドされている。搬送方向でみて供給ローラ２３の下流側に調量ローラ２４が配置されている。調量ローラ２４は変向ローラ３２の領域に配置されている。調量ローラ２４は、現像ベルト３４の表面が常に均等な層厚さのトナーで被覆されるように作用する。変向ローラ３１は、テンションローラとして役立ち、かつローラ軸方向に対して横向きに変位することができる。したがって現像ベルト３４は、所定のベルト張力下で調節することができ、ベルト張力は、１実施例では静電気学または電磁気学的な調節部材によっても所望の形式に調節可能である。

両方の変向ローラ３１，３２の間の領域に、帯電装置３３として少なくとも１つのコロナ装置または少なくとも１つのバイアスローラが配置されている。

図１から判るように、ＯＰＣ１０（ここでは感光ドラムとして形成されている）が、現像ベルト３４に接触している。この場合現像ベルト３４は、ＯＰＣ１０の周の一部にわたって巻き掛けられている。巻掛部は、接触領域、いわゆる「ニップ（Nip）」を形成する。ニップは、有利にはＯＰＣ１０に変向ローラ３１，３２の接触する両方の接触ラインの間で延びている。帯電装置３３は、これらの接触ラインの間で、かつ接触ラインに対して間隔を有して配置されている。帯電装置３３は、接触領域においてＯＰＣ１０へのトナーの転写を助成する。

ＯＰＣ１０は公知の形式で構成されている。ＯＰＣ１０にコロナ帯電装置１２が対応配置されており、コロナ帯電装置１２はＯＰＣを帯電レベルにもたらす。ＬＥＤ書き込みヘッド１３は静電潜像を形成する。回転方向でみてコロナ帯電装置の上流側に除電ランプ１１が配置されている。除電ランプ１１はＯＰＣを完全に除電する。

印刷過程を行うために、先ず静電潜像がＯＰＣ１０に形成される。静電潜像はＯＰＣ１０の回転状態で現像ユニットに供給される。同時に変向ローラ３１，３２も回転され、現像ベルト３４は供給ローラ２３を介して均等にトナーで被覆される。静電潜像が接触領域に到達すると、直ちにトナーが現像ローラ３４からＯＰＣ１０に転写される。転写は、先ず専らＯＰＣとトナー粒子との間の電荷の差に基づいて行われる。次いで帯電装置３３の領域において転写はアクティブに助成される。

散乱効果を回避するために、トナー帯電散乱は、トナー転写が専ら帯電装置３３の領域で行われるよう設定することができる。

図１に示したコロナ装置の代わりに、帯電装置として少なくとも１つのバイアスローラを用いることもできる。バイアスローラは、ＯＰＣとは反対側で、現像ベルト３４に沿って転動する。この場合導入される帯電電圧に対して追加的にトナー転写を助成する押圧力を及ぼすことができる。

帯電装置３３は、散乱以外に、ＯＰＣ１０の劣化を補償するために使用することもできる。このために間欠的または連続的に帯電電圧は後調整することができる。

図２には、本発明の、図１に対して選択的な実施例を概略的に示した。ここではＯＰＣ１０は、両方の変向ローラ３１，３２の間で、変向ローラ３１，３２に接触せずに配置されている。ここでは接触領域全体において現像ベルト３４とＯＰＣ１０との間に同じ力の作用するニップが形成される。さらにニップ領域では、散乱効果を生じさせる恐れのある遠心力がトナーにかかることはない。

ＯＰＣの対応配置された現像ユニットの一部を側方からみて示す断面図である。 ＯＰＣの対応配置された現像ユニットの現像ベルトを側方からみて示す概略図である。

Claims (13)

1. 現像ユニットであって、
   トナー貯蔵部およびトナー供給装置（２３）が設けられており、該トナー供給装置（２３）によって、トナー（２３）が、現像ローラ（３０）に供給されるようになっており、現像装置（３０）が、ＯＰＣ（１０）と面接触されるようになっている形式のものにおいて、
   現像装置（３０）が、現像ベルト（３４）を備えており、該現像ベルト（３４）が、接触領域で、ＯＰＣ（１０）の表面に部分的に当接していることを特徴とする、現像ユニット。
2. 現像ベルト（３４）が、エンドレスに循環走行するベルトとして形成されていて、かつ少なくとも２つの変向ローラ（３１，３２）の周りを循環走行しており、ＯＰＣ（１０）に対する接触領域が、２つの変向ローラ（３１，３２）の間の領域に形成されている、請求項１記載の現像ユニット。
3. 変向ローラ（３１，３２）のうちの少なくとも１つが、現像ベルト（３４）を介在して、ＯＰＣ（１０）に当接している、請求項２記載の現像ユニット。
4. 接触領域が、両方の変向ローラ（３１，３２）に対して間隔を有して配置されている、請求項２記載の現像ユニット。
5. 接触領域に帯電装置（３３）が対応配置されており、該帯電装置（３３）によって、電荷がトナーに付着されるようになっている、請求項１から４までのいずれか１項記載の現像ユニット。
6. 帯電装置（３３）が、少なくとも１つのコロナ装置によって形成されている、請求項５記載の現像ユニット。
7. 帯電装置（３３）が、少なくとも１つのバイアスローラによって形成されており、該バイアスローラが、ＯＰＣ（１０）とは反対側で現像ベルト（３４）に沿って転動するようになっている、請求項５記載の現像ユニット。
8. 現像ベルト（３４）にベルトテンション装置が対応配置されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の現像ユニット。
9. ベルトテンション装置に制御ユニットが対応配置されており、該制御ユニットが、ベルトテンション装置を、設定可能な目標値に応じて調節するようになっている、請求項８記載の現像ユニット。
10. 現像ベルト（３４）が、トナーを吸着する表面に、０．７倍の、使用トナーの値ｄ_{５０ｖｏｌ}よりも小さな範囲の、特に５μｍから８μｍまでの間の表面粗さを有している、請求項１から９までのいずれか１項記載の現像ユニット。
11. 現像ベルト（３４）の、被覆された表面に沿って、搬送方向でみて供給装置（２３）の下流側でかつ接触領域の上流側で調量ローラ（２４）が転動するようになっている、請求項２から１０までのいずれか１項記載の現像ユニット。
12. 調量ローラ（２４）が、現像ベルト（３４）を介在して、変向ローラ（３１，３２）のうちの１つに当接している、請求項１１記載の現像ユニット。
13. トナー供給装置（２３）が、供給ローラとして形成されており、該トナー供給装置（２３）が、現像ベルト（３４）を介在して、変向ローラ（３１，３２）のうちの１つに沿って転動するようになっている、請求項２から１２までのいずれか１項記載の現像ユニット。

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