JP3096997B2

JP3096997B2 - 像形成装置

Info

Publication number: JP3096997B2
Application number: JP04142911A
Authority: JP
Inventors: 邦彦佐藤
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1992-06-03
Filing date: 1992-06-03
Publication date: 2000-10-10
Anticipated expiration: 2015-10-10
Also published as: JPH05333675A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、現像剤担持体を潜像担
持体に圧接させて現像を行う像形成装置に関するもので
ある。

【０００２】電子写真方式のプリンタ（像形成装置）
は、高速で高品質の印字が得られるため広く普及してい
るが、最近は小型でより安価なものが求められている。
この要求に答えるため、現像剤（トナー）を現像剤担持
体に塗布し現像剤担持体を潜像担持体に押し付けて現像
を行ういわゆる接触現像を用いた装置が種々提案されて
いる。

【０００３】

【従来の技術】この種の従来の電子写真プリンタの要部
構造を図１０に示す。図中、１は潜像担持体、２は現像
器である。潜像担持体１は、アルミニウム等の金属素管
１ａの上に有機感光体等の感光体１ｂを塗布して構成さ
れている。現像器２は、現像剤担持体３と、ブレード４
と、リセットローラ５と、パドルローラ６等とをケース
７内に収納して成り、現像剤担持体３は、ケース７を矢
印方向（左方）に付勢するスプリング８により潜像担持
体１に押し付けられている。

【０００４】現像器２内に収容されたトナーは、パドル
ローラ６により現像剤担持体３側に送られ、該現像剤担
持体３にリセットローラ５によりこすり付けられる。現
像剤担持体３上のトナーは、スプリング９の付勢力によ
り現像剤担持体３に押し付けられるブレード４により所
定の厚さに規制されつつ帯電される。

【０００５】帯電されたトナーは、現像剤担持体３の回
転により潜像担持体１の表面に搬送され、該トナーによ
り潜像担持体１上の潜像が現像される。なお、潜像担持
体１上への潜像形成は、潜像担持体１の周囲に配置され
た図示しない帯電器，露光手段による帯電及び露光によ
って行われる。

【０００６】このような電子写真プリンタにおいて、装
置を小型にするために現像器を小さくすると、現像剤担
持体の径を細くする必要がある。現像剤担持体の径を細
くするのに伴い現像剤担持体の軸を細くすると、現像剤
担持体がたわみ、用紙の端部と中央部とで印字濃度が変
わることがある。また、現像剤担持体がたわむと、中央
部に比べて端部の方が担圧力が強くなるので、潜像担持
体の端部の摩耗が多くなることもある。

【０００７】この対策として、現像剤担持体の軸を太く
し、現像剤担持体がたわまないようにしている。また、
現像剤担持体にクラウン加工を施し、現像剤担持体がた
わんでも潜像担持体への押圧力の分布が均一になるよう
にしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、現像剤担持
体は、ある程度弾性を必要とするので、弾性体の厚みを
薄くすることはできない。従って、現像剤担持体の軸を
太くするには限界があり、印字品質に問題が生じない程
度に撓み量を抑えられない場合がある。また、クラウン
加工は手間がかかるため製造コストが嵩み、装置を小型
にしても価格を下げることができず、問題となる。

【０００９】本発明は、現像剤担持体のたわみによる印
字むら，感光体の偏摩耗を防止することのできる安価な
接触現像方式の像形成装置を提供することを目的として
いる。

【００１０】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理説明
図で、図中、１は従来と同様の潜像担持体、２０は現像
器である。現像器２０は、現像剤担持体２１と、ブレー
ド２２と、リセットローラ２３とを備えている。現像剤
担持体２１は、該現像剤担持体２１，ブレード２２，リ
セットローラ２３等を収納する図示しないケースを左方
に付勢するスプリングの付勢力によって潜像担持体１に
押し付けられており、これにより、現像剤担持体２１
は、両担持体の中心を通る直線上でＦｄの反力を受けて
いる。

【００１１】また、現像剤担持体２１には、これに圧接
するブレード２２及びリセットローラ２３の押圧力Ｆｂ
及びＦｒが作用している。ここで、両担持体の中心を通
る線に平行な方向をｘ方向とし、これに垂直な方向をｙ
方向とすると、Ｆｄ，Ｆｂ，Ｆｒのｘ方向の成分の和が
大きい場合現像剤担持体２１にｘ方向のたわみが発生す
る。そこで、本発明では、このたわみをなくすため、こ
れらの力のｘ方向の成分の和Ｆｘ＝Ｆｄｘ＋Ｆｂｘ＋Ｆ
ｒｘを略零としている。

【００１２】さらに、現像剤担持体２１がｙ方向に大き
くたわむと問題となる場合がある。このｙ方向のたわみ
が生じても、現像剤担持体２１と潜像担持体１の距離は
あまり変わらないので、ｘ方向の場合に比べて影響は少
ないが、現像剤担持体２１の軸がより細い場合や長い場
合には問題となる。このような場合は、ｙ方向の力の成
分の和Ｆｙ＝Ｆｄｙ＋Ｆｂｙ＋Ｆｒｙを零にする。な
お、許容値を考慮すると、押圧力の和が、潜像担持体１
と接触する位置で現像剤担持体２１を均等に荷重したと
きに生ずる現像剤担持体２１のたわみ量が許容値となる
力以上であれば良いことになる。

【００１３】

【作用】本発明によれば、現像剤担持体２１に加わる力
の和を略零にすることにより、現像剤担持体のたわみを
防止できるので、現像剤担持体２１と潜像担持体１が均
等に接触するようになる。すなわち、現像剤担持体の軸
を太くしたり現像剤担持体にクラウン加工を施したりせ
ずに、両担持体間に均一な接触圧が得られる。従って、
コスト上昇を招かずに現像剤担持体のたわみによる印字
むら，感光体の偏摩耗を防止することができる。

【００１４】

【実施例】以下、図２乃至図９に関連して本発明の実施
例を説明する。

【００１５】図２は本例の電子写真プリンタ（像形成装
置）の構造を示す側面図で、図中、２０は現像器、３１
は前帯電器、３２はレーザ光学系、３３は転写器、３４
は定着器、３５は除電器、３６はクリーナである。現像
器２０は、前記現像剤担持体２１，ブレード２２，リセ
ットローラ２３とパドルローラ２４とをケース２５内に
収納して構成され、ケース２５を左方に付勢するスプリ
ング２６の付勢力によって、現像剤担持体２１は潜像担
持体１に押し付けられている。

【００１６】前帯電器３１は、潜像担持体１の表面（感
光体の表面）を一様に帯電するためのもので、コロトロ
ン，スコロトロン等が用いられている。レーザ光学系３
１は、印字信号によって感光体上をレーザ走査して静電
潜像を形成するものである。転写器３３は、上記のよう
に感光体上に形成された静電潜像を現像剤担持体２１に
より搬送されるトナーにより現像して得られたトナー像
を用紙に転写するためのもので、コロトロンが用いられ
ている。

【００１７】定着器３４は、用紙上のトナー像を定着す
るためのもので、熱ローラが用いられている。除電器３
５は、感光体に光を照射して潜像を消去（除電）するた
めのもので、ＬＥＤアレイ等が用いられる。クリーナ３
６は、感光体上に残留したトナーを除去するためのもの
で、クリーニングブレード，ファーブラシ等が用いられ
る。

【００１８】なお、用紙は、用紙カセット３７に収納さ
れており、所定時機にピックローラ３８により繰り出さ
れる。待機ローラ３９は、繰り出された用紙を一たん停
止し、感光体上へのトナー像形成とタイミングをとって
用紙を潜像担持体１と転写器３３の間の転写位置に送り
込む。転写位置では、感光体上のトナー像が転写器３３
により用紙上に転写され、その後用紙は定着器３４に送
られてここで用紙上のトナー像が定着される。定着を完
了した用紙はスタッカ４０へ排出される。

【００１９】上記現像器２０の現像剤担持体２１は、ス
テンレス，アルミニウム等の導電性の軸に、導電性のゴ
ム，発泡体（スポンジ等）をライニングしたもので、本
例では、直径が８ｍｍのステンレスの軸に、外径が２０
ｍｍとなるようにゴム硬度３０°の導電性ゴムがライニ
ングされたものを用いた。また、ブレード２２は、ステ
ンレス板で形成されたものを用い、リセットローラ２３
は、導電性の軸に導電性スポンジをライニングしたもの
を用いた。

【００２０】この現像器２０は現像器台２７上にセット
されており、上記のようにスプリング２６により左方に
付勢されている。これにより、現像剤担持体２１は潜像
担持体１に押し付けられている（潜像担持体１が現像剤
担持体２１を押圧している）。また、ブレード２２及び
リセットローラ２３はそれぞれ現像剤担持体２１を押圧
している。本発明では、これらの圧接力による現像剤担
持体のたわみをなくすために、各圧接力のｘ方向成分，
ｙ方向成分の和が略零となるようにしている。次に、そ
のための２つの具体例を説明する。

【００２１】たわみ防止例１図３は本例の構成説明図で、現像器２０は、潜像担持体
１に、現像剤担持体２１の押圧力が３０ｇｆ／ｃｍとな
るように押圧されている。また、ブレード２２，リセッ
トローラ２３は、図に示す３０°，４５°の角度で、そ
れぞれ２６ｇｆ／ｃｍ１０ｇｆ／ｃｍの力で押圧され
ている。ここで、潜像担持体１と現像剤担持体２１との
押圧力Ｆｄは３０ｇｆ／ｃｍであるから、各押圧力の和
のｘ成分を零とするには、ブレード２２の押圧力Ｆｂと
リセットローラ２３の押圧力Ｆｒのｘ方向の成分の和を
３０ｇｆ／ｃｍとすれば良い。

【００２２】従って、Ｆｂ・ｃｏｓ３０°＋Ｆｒ・ｃｏｓ４５°＝３０とすれば良い。この式より求めたＦｂとＦｒの関係を図
４に示す。ここで、本実施例の場合、現像剤担持体２１
上に均一な現像剤層を形成するためのブレード押圧力は
２０〜３０ｇｆ／ｃｍで、点線内の範囲が使用可能であ
る。例えば、ブレード押圧力Ｆｂを２６ｇｆ／ｃｍとす
ると、リセットローラ押圧力Ｆｒは１０ｇｆ／ｃｍとな
る。

【００２３】また、たわみ量は、理想的には零であるが
許容範囲がある。許容範囲は以下の手順で求めた。ま
ず、図５に示すように、現像剤担持体たわみ測定治具１
００で現像剤担持体２１を均等に荷重したときの撓み量
を測定する。たわみ測定治具１００は、図示しない現像
器固定手段と、現像剤担持体押圧手段１０１と、図示し
ない現像剤担持体変位測定手段とから成る。

【００２４】押圧手段１０１は、ばねばかりで、本例で
は６個用いているが、理想的には現像剤担持体を均等に
荷重するのが良いので、ばねばかりの数は多い方が良
い。また、現像剤担持体のたわみ量は、変位測定手段を
用いて測定する。そのため、例えばレーザ変位計を用い
中央部と両端部の３箇所Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₃の測定を行
う。

【００２５】たわみ量の測定に際しては、まず、現像器
を固定し、レーザ変位計により現像剤担持体の位置を測
定する。次に、現像剤担持体を押圧するが、このとき、
現像剤担持体全長にわたり均等荷重となるように押圧手
段を調整する。押圧手段の調整が終了したら、再び現像
剤担持体の変位測定を行う。このときの変位が現像剤担
持体を均等荷重したときのたわみδである。押圧力を変
えてたわみ量を測定し、現像器を装置にセットして印字
を行う。

【００２６】このようにして、たわみ量と印字の関係を
求め、許容たわみ量を求める。本例の場合、許容たわみ
量は１２μｍであった。現像剤担持体のみで押圧力とた
わみの関係を求めると、たわみ量が１２μｍ以下になる
押圧力は１０ｇｆ／ｃｍであった。従って、押圧力の合
力は２０〜４０ｇｆ／ｃｍであれば良く、Ｆｂ，Ｆｒは
図６に示すクロス斜線の範囲であれば良い。

【００２７】たわみ防止例２図７は本例の構成説明図である。本例が上記たわみ防止
例１と異なる点は、ｘ方向のみならず、潜像担持体１と
現像剤担持体２１の接触面の方向（ｙ方向）のたわみも
防止した点である。現像器の押圧力を３０ｇｆ／ｃｍと
し、ブレード２２の押圧力を２２ｇｆ／ｃｍとし、リセ
ットローラ２３の押圧力Ｆｒを１６ｇｆ／ｃｍとした。
押圧力の和を零とするには、各押圧力の和のｘ方向の成
分を零にするだけでなく、ｙ方向の成分も零にする必要
がある。

【００２８】従って、Ｆｂ・ｓｉｎ３０°−Ｆｒ・ｓｉｎ４５°＝０も満足させる必要がある。上記たわみ防止例１のＦｂと
Ｆｒの関係を示す図４にこの条件を加えたものを図８に
示す。本図における２本の直線の交点がＦｂ，Ｆｒの条
件となる。この交点がブレード押圧の許容範囲外になる
場合には、ブレードあるいはリセットローラの取り付け
角度を変えて、条件を満足する点を見つければ良い。

【００２９】また、本例の場合も許容範囲が存在する。
ｙ方向の許容範囲は、ブレード押圧力Ｆｂとリセットロ
ーラ押圧力Ｆｒを変えて現像ローラをたわませ、たわみ
防止例１の場合と同様にして求めた。その結果、許容押
圧力は１０ｇｆ／ｃｍで、図９に示すクロス斜線範囲内
であれば良いことになる。

【００３０】以上述べたように、本発明によれば、現像
剤担持体に加わる力の和を略零とすることにより、現像
剤担持体のたわみを防止できるので、現像剤担持体と潜
像担持体が均等に接触するようになる。すなわち、現像
剤担持体の軸を太くしたり現像剤担持体にクラウン加工
したりせずに、両担持体の間に略均一な接触圧が得られ
る。従って、コスト上昇を招かずに現像剤担持体のたわ
みによる印字むら，潜像担持体の偏摩耗を防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図である。

【図２】本発明の実施例の電子写真プリンタの構造を示
す側面図である。

【図３】本発明の実施例のたわみ防止例１の構成説明図
である。

【図４】本発明の実施例のたわみ防止例１のＦｂとＦｒ
の関係説明図である。

【図５】本発明の実施例のたわみ防止例１のたわみ許容
量設定手順説明図である。

【図６】本発明の実施例のたわみ防止例１の許容たわみ
量を考慮したＦｂとＦｒの関係説明図である。

【図７】本発明の実施例のたわみ防止例２の構成説明図
である。

【図８】本発明の実施例のたわみ防止例２のＦｂとＦｒ
の関係説明図である。

【図９】本発明の実施例のたわみ防止例２の許容たわみ
量を考慮したＦｂとＦｒの関係説明である。

【図１０】従来の接触現像を用いた電子写真プリンタの
要部構造を示す側面図である。

【符号の説明】

１潜像担持体２０現像器２１現像剤担持体２２ブレード２３リセットローラ

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/08 G03G 15/01 G03G 15/16

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】潜像担持体（１）と、前記潜像担持体（１）に圧接し、表面の現像剤により該
潜像担持体（１）上の潜像を現像する現像剤担持体（２
１）と、前記現像剤担持体（２１）に圧接し、該現像剤担持体
（２１）に現像剤を均一に塗布するブレード（２２）
と、前記現像剤担持体（２１）に圧接し、現像によって生じ
た該現像剤担持体（２１）上の現像剤層の不均一を均一
化するリセットローラ（２３）とを備えた像形成装置に
おいて、前記現像剤担持体（２１）を押圧する前記潜像担持体
（１），前記ブレード（２２），前記リセットローラ
（２３）の押圧力の内、少なくとも前記潜像担持体
（１）と前記現像剤担持体（２１）の圧接面に対して垂
直方向の押圧力の和が略零であることを特徴とする像形
成装置。
【請求項２】請求項１記載の像形成装置において、押圧力の和が、潜像担持体（１）と接触する位置で現像
剤担持体（２１）を均等に荷重したときに生じる現像剤
担持体（２１）の、潜像担持体（１）の回転中心と現像
剤担持体（２１）の回転中心を結んだ方向のたわみ量が
１２μｍとなる力以下であることを特徴とする像形成装
置。