JP2003316147A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現像ロールを構成するシャフト及び弾性層の
構成を複雑化することなく、感光体ドラム等の像担持体
の軸方向に対する圧接力分布及び現像ニップ幅のばらつ
きを少なくする。 【解決手段】 シャフト２ａと弾性層２ｂとを備えた現
像ロール２の両端を軸受部２０で支持する。軸受部２０
は、弾性層２ｂの両側部でシャフト２ａを回転自在に支
持する第一軸受２１と、この第一軸受２１より２０ｍｍ
外側両側部でシャフト２ａを回転自在に支持する第二軸
受２２とを備えている。そして、感光体ドラム１のドラ
ム本体１ｂ表面と第一軸受２１との間の距離よりも、ド
ラム本体１ｂ表面と第二軸受２２との距離を０．０７ｍ
ｍだけ遠ざけることで、シャフト２ａの軸方向中央部を
感光体ドラム１側に撓ませる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真複写装
置、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置で用いら
れる現像装置に係り、特に、像担持体に現像剤担持体を
接触させて現像を行う接触型現像装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像形成装置で用いられる現像装
置として、例えば図４に示すように、感光体ドラム１に
対して、現像ロール２を所定の圧力で圧接配置し、この
現像ロール２の表面に現像剤（図示せず）を担持させて
現像ニップ領域（感光体ドラム１と現像ロール２との圧
接領域）へと供給することで、感光体ドラム１の表面に
形成された静電潜像（図示せず）を現像する所謂接触型
現像装置が知られている。この接触型現像装置では、現
像ロール２として、例えば金属製のシャフト２ａと、こ
のシャフト２ａの軸方向中央部に取り付けられたゴム等
からなる弾性層２ｂとを有するものが用いられ、シャフ
ト２ａが、軸方向両端部に設けられた軸受１１により回
転自在に支持されるようになっている。尚、感光体ドラ
ム１は、回転軸１ａとこの回転軸１ａの軸方向中央部に
取り付けられたドラム本体１ｂとで構成され、回転軸１
ａが図示しない軸受に回転自在に支持される。

【０００３】しかしながら、この現像装置では、現像ロ
ール２のシャフト２ａの軸方向中央部が、感光体ドラム
１から弾性層２ｂを介して受ける反力によって撓んでし
まうため、感光体ドラム１の軸方向に対する現像ロール
２（弾性層２ｂ）の圧接力及び現像ニップ幅の分布にば
らつきを生じ、その結果、例えば全面にソリッド画像を
形成した場合に、感光体ドラム１の軸方向中央部と両端
部とで得られる画像濃度が異なってしまうという問題が
あった。

【０００４】そこで、現像ロール２のシャフト２ａある
いは現像ロール２の弾性層２ｂをクラウン形状とするこ
とで、感光体ドラム１の軸方向に対する現像ロール２の
圧接力及び現像ニップ幅の分布を略一定に調整する技術
が提案されている（特開平４−３３６５６１号、特開平
４−３３６５６２号公報参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の先行技術においては、現像ロール２を構成するシャフ
ト２ａあるいは弾性層２ｂとして、クラウン形状すなわ
ち軸方向中央部を膨らませたものを用いているため、シ
ャフト２ａあるいは弾性層２ｂの構成が複雑化する他、
かかるコストも高くなってしまうという技術的課題がみ
られた。

【０００６】本発明は、以上の技術的課題を解決するた
めになされたものであって、その目的は、現像ロールを
構成するシャフト及び弾性層の構成を複雑化することな
く、感光体ドラム等の像担持体の軸方向に対する圧接力
分布及び現像ニップ幅のばらつきを少なくすることので
きる現像装置を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる目的のもと、本発
明者が鋭意研究を行ったところ、シャフトの支持手法を
工夫することで、上述した課題を解決できるという知見
を得、本発明を案出するに至った。すなわち、本発明
は、静電潜像を担持搬送する像担持体に対して現像剤を
供給する現像装置であって、像担持体に対して供給され
る現像剤を担持すると共に、像担持体に圧接配置される
弾性層と、この弾性層を保持するシャフトと、このシャ
フトの軸方向中央部を像担持体側に撓ませて支持する支
持部材とを備えたことを特徴としている。本発明の現像
装置では、支持部材によりシャフトの軸方向中央部が像
担持体側に撓んだ状態で支持されるので、このシャフト
に保持される弾性層もシャフトに対応し撓んだ状態で像
担持体に圧接されることとなる。すると、弾性層が像担
持体からの反力を受けてシャフトの撓み方向の逆方向に
撓んだ場合に、弾性層の像担持体軸方向に対する圧接力
の分布を略一定にすることができ、像担持体の軸方向の
位置に関係なく、得られる画像濃度を略一定にすること
ができる。

【０００８】また、支持部材として、シャフトの両端側
でシャフトを回転自在に支持する第一支持部材と、この
第一支持部材よりもシャフトの軸方向両端部側であって
第一支持部材よりも像担持体から離れた位置でシャフト
を回転自在に支持する第二支持部材とを具備したものを
用いることができる。更に、支持部材として、シャフト
の両端側でシャフトを回転自在に支持すると共に、像担
持体に対して傾斜配置されるものを用いることもでき
る。このような現像装置では、容易に、シャフトの軸方
向中央部が像担持体側に撓んだ状態で支持することがで
きる。

【０００９】

【発明の実施の形態】―実施の形態１― 図１は、本発明が適用された実施の形態１に係る現像装
置を示している。この現像装置は、感光体ドラム１に対
向する開口部を有し非磁性一成分トナーからなる現像剤
Ｔが収容される現像容器５と、現像容器５の開口部に感
光体ドラム１に圧接配置される現像ロール２と、現像容
器５内の現像ロール２の奥側に設けられて現像ロール２
に現像剤Ｔを攪拌して供給するアジテータ７と、現像ロ
ール２と感光体ドラム１との対向部より現像ロール２の
回転方向下流側に設けられ、現像に使用されなかった現
像剤Ｔを現像ロール２から除去し且つアジテータ７にて
搬送された新しい現像剤Ｔを現像ロール２に供給する供
給ロール３と、現像ロール２と供給ロール３との対向部
より現像ロール２の回転方向下流側で、一端が現像容器
５に固定され自由端側が現像ロール２に圧接配置される
層形成ブレード４と、現像ロール２と感光体ドラム１と
の対向部からみて現像ロール２の回転方向下流側であっ
て現像ロール２と供給ロール３との対向部から見て現像
ロール２の回転方向上流側に設けられ、現像容器５内部
の現像剤Ｔをシールするフィルムシール８とを備えてい
る。

【００１０】本実施の形態において、感光体ドラム１
は、図１及び図２に示すように、両端部に形成される回
転軸１ａと、直径３０ｍｍ、軸方向長さ３４０ｍｍのア
ルミ管の表面に感光層を形成したドラム本体１ｂとを有
しており、回転軸１ａが図示しない軸受に回転自在に支
持されている。

【００１１】また、現像ロール２は、図１及び図２に示
すように、直径８ｍｍ、長さ３６０ｍｍのステンレス製
のシャフト２ａと、このシャフト２ａの外周面に取り付
けられた弾性層２ｂとを有しており、その両端が軸受部
２０に回転自在に支持されると共に、弾性層２ｂが感光
体ドラム１に圧接配置されるようになっている。ここ
で、弾性層２ｂは、直径２０ｍｍ、軸方向長さ３００ｍ
ｍのウレタンゴムからなり、その硬度は４０度（アスカ
Ｃ）である。

【００１２】また、軸受部２０は、弾性層２ｂの両側部
でシャフト２ａを回転自在に支持する第一軸受２１と、
この第一軸受２１より２０ｍｍ外側両側部でシャフト２
ａを回転自在に支持する第二軸受２２とを備えている。
そして、本実施の形態では、感光体ドラム１のドラム本
体１ｂ表面と第一軸受２１との間の距離よりも、ドラム
本体１ｂ表面と第二軸受２２との距離の方が０．０７ｍ
ｍだけ大きく設定されており、その結果、シャフト２ａ
は、その軸方向中央部が感光体ドラム１側にわずかに撓
むようになっている。ここで、シャフト２ａに加える撓
みは、シャフト２ａを構成するステンレスの弾性限度内
で設定するが、応力集中による疲労破壊を避ける目的
で、軸方向に略同じ外径を有するシャフト２ａを使用し
ている。そして、本実施の形態では、第一軸受２１を介
して一定の荷重（例えば約４ｋｇ）を加えるか、あるい
は現像ロール２を３０μｍだけ感光体ドラム１に食い込
ませることにより、感光体ドラム１と現像ロール２との
間に現像ニップを形成するようになっている。

【００１３】次に、本実施の形態に係る現像装置による
現像プロセスについて説明する。まず、アジテータ７の
回転により現像剤Ｔが攪拌され供給ロール３側に供給さ
れる。供給された現像剤Ｔは、供給ロール３の回転に伴
って現像ロール２との圧接部まで搬送され、供給ロール
３と現像ロール２との間に働く電界により、現像ロール
２の表面に担持される。次に、現像ロール２に担持され
た現像剤Ｔは、現像ロール２の回転に伴って層形成ブレ
ード４との対向部に向けて搬送され、所定の層厚さに規
制される。そして、層形成ブレード４との対向部を通過
した現像剤Ｔは、現像ロール２の回転に伴って感光体ド
ラム１との対向部（現像領域）に向けて搬送され、感光
体ドラム１に形成された潜像を現像する。これらのうち
現像に寄与しなかった現像剤Ｔは、更に現像ロール２の
回転に伴って搬送され、供給ロール３により現像ロール
２から剥がされる。

【００１４】上述した現像プロセスでは、感光体ドラム
１及びこの感光体ドラム１に現像剤Ｔを供給する現像ロ
ール２が互いに接触して回転しており、現像ロール２の
シャフト２ａの軸方向中央部は、感光体ドラム１から弾
性層２ｂを介して受ける反力により感光体ドラム１から
遠ざかる方向に撓もうとする。一方、現像ロール２のシ
ャフト２ａの軸方向中央部は、軸受部２０により予め感
光体ドラム１側に撓んでいる。すると、シャフト２ａの
軸方向中央部を感光体ドラム１から遠ざけようとする力
と近づけようとする力とが相殺され、感光体ドラム１の
軸方向に対する現像ロール２（弾性層２ｂ）の圧接力及
び現像ニップ幅の分布が略一定になる。これにより、感
光体ドラム１の軸方向位置に関わらず、濃度一定の画像
を得ることができる。

【００１５】また、現像ニップの軸方向中央部に隙間が
生じないため、現像剤Ｔの飛散を防止でき、現像剤Ｔの
飛散に伴う画像形成装置内の汚染及び感光体ドラム１に
形成される画像へのカブリの発生も防止できる。更に、
感光体ドラム１及び現像ロール２を軸方向に略均一に接
触させることができるため、感光体ドラム１あるいは現
像ロール２の偏磨耗を防止でき、現像装置及び画像形成
装置の長寿命化を図ることができる。更に、現像ロール
２の軸方向長さに関係なく圧接力分布を略一定とできる
ことから、小型の現像装置で用いられる小径の現像ロー
ル２や、大型の現像装置で用いられる長尺の現像ロール
２などにも適用することができる。

【００１６】尚、本実施の形態では、シャフト２ａの両
側に第二軸受２２を配設するようにしていたが、これに
限られるものではなく、シャフト２ａの片側にのみ配設
することも可能である。

【００１７】―実施の形態２― 図３は、本発明が適用された現像装置の実施の形態２を
示している。本実施の形態に係る現像装置の基本構成
は、図１に示す実施の形態１で説明したものと略同様で
あるが、軸受部２０の構成が若干異なっている。尚、本
実施の形態において、実施の形態１で説明したものと同
様のものについては、同じ符号を付してその詳細な説明
を省略する。

【００１８】本実施の形態において、軸受部２０は、弾
性層２ｂの両側部でシャフト２ａを回転自在に支持する
内側軸受２３と、この内側軸受２３より外側両側部でシ
ャフト２ａを回転自在に支持する外側軸受２４とを備え
ている。そして、本実施の形態では、これら内側軸受２
３及び外側軸受２４が感光体ドラム１のドラム本体１ｂ
表面に対して０．２度だけ傾斜して配置されると共に、
シャフト２ａと同一軸線上に設定されており、その結
果、シャフト２ａは、その軸方向中央部が感光体ドラム
１側にわずかに撓むようになっている。ここで、シャフ
ト２ａに加える撓みは、シャフト２ａを構成するステン
レスの弾性限度内で設定するが、応力集中による疲労破
壊を避ける目的で、軸方向に略同じ外径を有するシャフ
ト２ａを使用している。そして、本実施の形態では、内
側軸受２３及び外側軸受２４を介して一定の荷重（例え
ば約４ｋｇ）を加えるか、あるいは現像ロール２を３０
μｍだけ感光体ドラム１に食い込ませることにより、感
光体ドラム１と現像ロール２との間に現像ニップを形成
するようになっている。

【００１９】従って、本実施の形態に係る現像装置にお
いても、実施の形態１と同様に、シャフト２ａの軸方向
中央部を感光体ドラム１から遠ざけようとする力と近づ
けようとする力とが相殺され、感光体ドラム１の軸方向
に対する現像ロール２（弾性層２ｂ）の圧接力及び現像
ニップ幅の分布が略一定になる。これにより、感光体ド
ラム１の軸方向位置に関わらず、濃度一定の画像を得る
ことができる。

【００２０】尚、本実施の形態では、軸受部２０とし
て、内側軸受２３及び外側軸受２４からなる二対の軸受
を用いていたが、これに限られるものではなく、傾斜配
置される一対の軸受のみでシャフト２ａを撓ませるよう
にしてもよい。

【００２１】また、実施の形態１及び２では、軸方向に
略同一の太さを有するシャフト２ａを用いていたが、例
えばシャフト２ａの撓み量を大きくしたい場合には、シ
ャフト２ａの軸方向中央部を細くしたものを用いてもよ
い。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
現像ロールを構成するシャフト及び弾性層の構成を複雑
化することなく、感光体ドラム等の像担持体の軸方向に
対する圧接力分布及び現像ニップ幅のばらつきを少なく
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明が適用された実施の形態１に係る現像
装置の全体図である。

【図２】 実施の形態１における感光体ドラムと現像ロ
ールとの関係を示す説明図である。

【図３】 実施の形態２における感光体ドラムと現像ロ
ールとの関係を示す説明図である。

【図４】 従来の現像装置における感光体ドラムと現像
ロールとの関係を示す説明図である。

【符号の説明】

１…感光体ドラム、１ａ…回転軸、１ｂ…ドラム本体、
２…現像ロール、２ａ…シャフト、２ｂ…弾性層、３…
供給ロール、４…層形成ブレード、５…現像容器、７…
アジテータ、８…フィルムシール、１１…軸受、２０…
軸受部、２１…第一軸受、２２…第二軸受、２３…内側
軸受、２４…外側軸受、Ｔ…現像剤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H077 AB04 AC04 AD06 AD13 BA07 EA14 EA15 FA13 FA22 3J103 AA02 AA13 BA41 DA05 FA18 GA02 GA57 GA58 GA60 HA03 HA06 HA33 HA53

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静電潜像を担持搬送する像担持体に対し
   て現像剤を供給する現像装置であって、 前記像担持体に対して供給される現像剤を担持すると共
   に、当該像担持体に圧接配置される弾性層と、 前記弾性層を保持するシャフトと、 前記シャフトの軸方向中央部を前記像担持体側に撓ませ
   て支持する支持部材とを備えたことを特徴とする現像装
   置。
2. 【請求項２】 前記支持部材が、前記シャフトの両端側
   で当該シャフトを回転自在に支持する第一支持部材と、
   前記第一支持部材よりも当該シャフトの軸方向両端部側
   であって当該第一支持部材よりも前記像担持体から離れ
   た位置で当該シャフトを回転自在に支持する第二支持部
   材とを具備することを特徴とする請求項１に記載の現像
   装置。
3. 【請求項３】 前記支持部材が、前記シャフトの両端側
   で当該シャフトを回転自在に支持すると共に、前記像担
   持体に対して傾斜配置されることを特徴とする請求項１
   に記載の現像装置。