JP2003043813A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低コスト及び簡単な構成で耐久性のある、感
光体と回転体の間隔保持機構を有する画像形成装置を提
供する。 【解決手段】 所定の間隔ｄを有して感光体１と対向す
る回転体（現像ロール５）の両端に、回転体外径より前
記間隔分だけ拡径の間隔保持手段（スペーサコロ１２）
を設けて、この間隔保持手段を感光体１に当接させる画
像形成装置において、感光体１の長手方向における間隔
保持手段の当接位置は、感光層塗布幅の内側の感光層有
効膜厚幅内であることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリンタ、複写
機、ＦＡＸ等の画像形成装置に関し、特に画像形成装置
の感光体と回転体（例えば現像装置の現像ロール) の間
隔保持機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は電子写真方式の画像形成装置の作
像部を示す構成図、図５は感光体と現像ロールにおける
従来の間隔保持機構を示す図である。図４に示すような
画像形成装置においては、先ず矢印Ａ方向に回転する感
光体（像担持体）１の表面感光層が、帯電手段である帯
電ロール２によって一様に帯電され、これに画像信号３
が付与されて静電潜像が形成される。

【０００３】次に現像装置４に設けられた現像ロール５
によって現像装置４内のトナーが上記静電潜像に供給さ
れると、静電潜像は可視トナー像となり、感光体１の回
転に伴って転写手段である転写ロール６の部位に達す
る。この時、搬送路から供給される記録紙は、前記可視
トナー像が前記転写部位に達するのと同じタイミングで
転写部位に到達し、可視トナー像は転写ロール６によっ
て感光体１から記録紙に転移させられ、記録紙は感光体
１から分離する。この後、記録紙は搬送ベルト７によっ
て定着装置８に搬送され、未定着の可視トナー像は定着
装置８において記録紙に定着される。

【０００４】一方、転写しないで感光体１上に残った残
留トナーは、感光体１の回転とともにクリーニング装置
９に至り、クリーニングブレード１０等のクリーニング
手段によって感光体１から除去される。感光体１はこの
後、帯電ロール２に接近して上述の工程を繰り返すよう
に構成されている。

【０００５】斯かる画像形成装置の現像装置４の現像ロ
ール５部分を、図５に基づきさらに詳細に説明する。現
像装置４内には円筒形の現像ロール５が設けられ、軸受
け部材１１によって現像装置４に保持されている。ま
た、上記現像ロール５の軸方向両端部には、感光体１と
現像ロール５との間隔保持手段であるスペーサコロ１２
が取り付けられている。スペーサコロ１２は、現像ロー
ル５の外径より現像ギャップｄ分だけ大きい外径を持
ち、その外周面が感光体１の両端に当接することで現像
ロール５と感光体１の間を一定の隙間に保っている。

【０００６】現像装置４が非接触一成分非磁性現像方式
の場合、現像ロール５と感光体１の隙間である現像ギャ
ップｄは０．１ｍｍ〜０．３ｍｍである。トナー像を作
る上でムラを少なくするためには、現像バイアスとして
直流バイアスが用いられた場合、現像ギャップ０．１５
ｍｍ、直流バイアスを重畳した交流バイアスが用いられ
た場合、０．３ｍｍ程度が望ましい。

【０００７】スペーサコロ１２としては、摺動性樹脂で
あるポリアセタールやフッ素樹脂系材料からなる樹脂一
体コロや、特開昭５５−９８７７３号公報に示されてい
るように、外周面が摺動性樹脂材料で内側に玉軸受けを
設けたものが良く用いられている。

【０００８】また、特開平３−１４４４７０号公報や特
開平６−２３０６６５号公報に示されるように、現像ロ
ール端部または感光体端部に樹脂コーティングを施し
て、精度良く間隔を保持するものも提案されている。さ
らに、特開平５−２７５５５号公報に示すように、この
ようなスペーサコロは感光体との距離を一定に保つ帯電
ロールにも用いられる。また、感光体との距離を一手に
保つために転写ロール等に用いることもできる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術におい
て、多くの場合、感光体１の両端部の感光層を塗布して
いない金属面にスペーサコロ１２外周面の樹脂材を当接
させる。ここで現像ロール５と感光体１の周速が異なっ
ているため、１万枚〜３万枚の複写枚数を越えると、ス
ペーサコロ１２外周面の樹脂材が磨耗して、現像ギャッ
プｄが狭くなり、画像濃度変化や地肌汚れを起こしてし
まう。

【００１０】このような場合は、スペーサコロ１２を交
換するか、現像装置４を組み込んだプロセスカートリッ
ジ方式の場合は、プロセスカートリッジごと交換しなけ
ればならなかった。

【００１１】スペーサコロ１２を交換するだけでも手間
と部品コストがかかるが、プロセスカートリッジをスペ
ーサコロ１２の磨耗だけのために交換するとなると、コ
ストの上昇度合いは大きなものとなる。また現像ロール
５に玉軸受けを磨耗を低減することも行われているが、
玉軸受けの分だけやはりコストがかかってしまう。

【００１２】このような問題を解決するために、特開平
６−２３０６６５号公報に示すように、感光体ドラム両
端部の感光層に現像ロールを当接させている例もある。
しかしながら、感光体ドラム端部の感光層の膜厚におい
て、特に両端部から１０ｍｍの範囲は、図３に示す感光
層膜厚変化特性から明らかなように不安定である。

【００１３】ディッピッグ塗布による感光層は、上端側
の膜厚が薄く、下端側は液ダレによる影響で膜厚が厚く
なりやすい。下端側は液ダレによる塗装のムラの影響を
受けやすく、気泡が発生したり、感光層と感光体金属面
との接着力が安定していない。このため、スペーサコロ
当接部より、感光層膜ハガレが発生しやすくなるという
問題が残ってしまうという状況にある。

【００１４】そこで本発明は、上記の問題を総じて解決
し、低コスト及び簡単な構成で耐久性のある、感光体と
回転体の間隔保持機構を有する画像形成装置を提供する
ことを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
所定の間隔を有して感光体と対向する回転体の両端に、
回転体外径より前記間隔分だけ拡径の間隔保持手段を設
けて、この間隔保持手段を感光体に当接させる画像形成
装置において、感光体の長手方向における間隔保持手段
の当接位置は、感光層塗布幅の内側の感光層有効膜厚幅
内であることを最も主要な特徴とする。

【００１６】請求項２記載の発明は、請求項１記載の画
像形成装置において、感光体の長手方向における間隔保
持手段の当接位置は、感光層有効膜厚幅内のクリーニン
グブレード幅内である画像形成装置を主要な特徴とす
る。

【００１７】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の画像形成装置において、回転体は、現像剤担持体
である画像形成装置を主要な特徴とする。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。図１は画像形成装置の現像装
置の概略構成を示す断面図である。この図に基づき現像
装置４の構成と機能を説明する。現像装置４が用いられ
る画像形成装置は、反転現像方式（Ｎ／Ｐ現像方式）を
採用している。図１の矢印Ａ方向に回転駆動される感光
体１は、現像装置４の上流で図示していない帯電手段に
より約−９００Ｖに一様帯電される。そして、感光体１
の表面には、図示していないレーザ書き込み装置等によ
り静電潜像が形成される。その静電潜像の電位は約−１
００Ｖである。現像装置４のマイナス帯電トナーによ
り、静電潜像をトナー像化する。その後、トナー像を記
録紙に転写し、定着する。

【００１９】現像装置４は、非接触一成分非磁性現像装
置である。感光体１と現像ロール５の間隔である現像ギ
ャップｄ（後述する図２参照）は０．１mm〜０．３mm
で、現像ロール５に印加される現像バイアスとして、−
７５０Ｖの直流バイアスまたは、直流バイアスを重畳し
た交流バイアスが用いられる。現像ロール５は、外径２
０ｍｍのアルミニウムやステンレス等の金属の表面をブ
ラスト処理で粗したものを用いている。現像ロール５は
感光体１に対し、等速〜１．５倍速の間で回転駆動され
ている。

【００２０】回転自在に設けられたトナー供給ロール２
１が現像ロール５に回転摺擦されて現像ロール５にトナ
ーが供給される。現像ロール５に対するトナー供給ロー
ル２１の圧接量は０．３ｍｍ〜１ｍｍである。トナー供
給ロール２１は、現像ロール５に対し周速差を持って回
転している。現像ロール５とトナー供給ロール２１が同
方向に回転する場合は、トナー供給ロール２１を１．２
倍速以上で回転させる。逆方向に回転させる場合は、ト
ナー供給ロール２１を０．５倍速以上で回転させる。ト
ナー供給ロール２１は金属の芯金に発泡ポリウレタン等
のスポンジ材を巻き付けたものである。

【００２１】現像ロール５の現像領域手前側には現像ロ
ール５に当接するように設けられた薄層ブレード２２が
ある。薄層ブレード２２は弾性を有する金属薄板やウレ
タンゴムからなり、現像ロール５上のトナー量を一定に
規制する。トナーが収容された現像タンク部２３には、
現像ロール５側にトナーを搬送するアジテータ部材２
４、２５が設けられている。現像装置４において感光体
１の反対側には板バネ等の弾性部材からなる加圧部材２
６が設けられ、画像形成時に現像装置４を感光体１側へ
圧接させている。

【００２２】図２は感光体と現像ロールにおける本発明
の間隔保持機構を示す図である。図５に示す従来の間隔
保持機構と異なるのはスペーサコロ１２の取り付け位置
である。以下、その内容を図２を使って詳細に述べる。

【００２３】間隔保持部材であるスペーサコロ１２は現
像ロール５の両端軸部に回転可能に設けられている。ス
ペーサコロ１２は、フッ素樹脂配合のポリアセタールや
ポリカーボネイト等の摺動性樹脂材料からなる。現像装
置４が画像形成時に感光体１側に移動し、スペーサコロ
１２が感光体１に当接することにより、現像装置４と感
光体１との現像ギャップｄが決まる。スペーサコロ１２
の感光体長手方向における当接位置は、感光層有効膜厚
幅内である。

【００２４】図３で示すように、感光層塗布幅内にあっ
て感光層膜厚が安定した部位である感光層有効膜厚幅内
においてスペーサコロ１２を感光体１に当接させてい
る。感光体１の感光層は、表面層から電荷輸送層、電荷
発生層、下地層の３層からなり、表面層である電荷輸送
層は、ポリカーボネイト等の樹脂中にヒドラゾン系の電
荷輸送性を有する化合物を約２０μｍの厚さで塗布され
ている。

【００２５】スペーサコロ１２と感光体１の当接部分
は、摺動性樹脂と樹脂が当接していることで、現像ロー
ル５と感光体１の周速が異なっていても、樹脂と金属が
当接している場合より磨耗しにくい。また、感光層有効
膜厚幅内であることで、感光層の膜ハガレは発生しにく
い。

【００２６】また、スペーサコロ１２の当接位置を感光
体クリーニング手段であるクリーニングブレード３１の
内側、即ち図３に示すクリーニングブレード幅の内側に
設けたことで、スペーサコロ外周面へのトナーや異物等
の付着が少なくなり、トナー等の付着による磨耗を抑え
ることができる。

【００２７】本実施形態の現像装置４に現像バイアスと
して、直流バイアスを重畳した交流バイアスを用いれ
ば、ざらつきのない高精細な画像が得られる。

【００２８】本発明の実施形態は感光体と現像ロールの
間隔保持部材として、現像ロール５の外周面両端に設け
たスペーサコロ１２を説明したが、画像形成装置の感光
体と帯電ロールの間隔や感光体と転写ロールの間隔等の
間隔の保持に、本発明の間隔保持部材を用いれば、ムラ
のない均一帯電や均一転写が可能になる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明では、所定の間隔を有して感光体と対向する回転体の
両端に、回転体外径より前記間隔分だけ拡径の間隔保持
手段を設けて、この間隔保持手段を感光体に当接させる
画像形成装置において、感光体の長手方向における間隔
保持手段の当接位置は、感光層塗布幅の内側の感光層有
効膜厚幅内としたことにより、間隔保持手段の摩耗を低
減することができ、長期にわたって感光体と回転体間の
安定した間隔保持が可能な画像形成装置を提供すること
ができる。

【００３０】請求項２記載の発明では、感光体の長手方
向における間隔保持手段の当接位置は、感光層有効膜厚
幅内のクリーニングブレード幅内であることにより、間
隔保持手段へのトナーや異物の付着を抑えることやトナ
ー等の付着による磨耗を抑えることができ、長期にわた
って感光体と回転体間の安定した間隔保持が可能な画像
形成装置を提供することができる。

【００３１】請求項３記載の発明では、請求項１または
請求項２記載の間隔保持手段を感光体と現像剤担持体の
間隔保持に用い、前記感光体上の潜像を現像する時に、
現像剤担持体に交互電界を印加することで、ざらつきの
ない高精細な画像が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像形成装置の現像装置の概略構成を示す断面
図である。

【図２】感光体と現像ロールにおける本発明の間隔保持
機構を示す図である。

【図３】感光層膜厚変化特性を示す図である。

【図４】電子写真方式の画像形成装置の作像部を示す構
成図である。

【図５】感光体と現像ロールにおける従来の間隔保持機
構を示す図である。

【符号の説明】

１ 感光体 ４ 現像装置 ５ 現像ロール １２ スペーサコロ（間隔保持手段）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の間隔を有して感光体と対向する回
   転体の両端に、回転体外径より前記間隔分だけ拡径の間
   隔保持手段を設けて、この間隔保持手段を感光体に当接
   させる画像形成装置において、感光体の長手方向におけ
   る間隔保持手段の当接位置は、感光層塗布幅の内側の感
   光層有効膜厚幅内であることを特徴とする画像形成装
   置。
2. 【請求項２】 前記感光体の長手方向における間隔保持
   手段の当接位置は、感光層有効膜厚幅内のクリーニング
   ブレード幅内であることを特徴とする請求項１記載の画
   像形成装置。
3. 【請求項３】 前記回転体は、現像剤担持体であること
   を特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。