JP3354487B2

JP3354487B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP3354487B2
Application number: JP14679498A
Authority: JP
Inventors: 淳志井上; 敏彦 ▲高▼谷; 隆幸山中; 洋巽; 孝司酒井; 暢彦中野
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1998-05-28
Filing date: 1998-05-28
Publication date: 2002-12-09
Anticipated expiration: 2018-05-28
Also published as: CN1237722A; JPH11338309A; US6097918A; CN1120391C

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、静電潛像保持体
と、現像ユニットに支持され現像剤を保持・搬送する現
像剤担持体とを有し、上記静電潛像保持体の周面に形成
された静電潛像を現像剤担持体の現像剤により顕像化す
る画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より一般に用いられている画像形成
装置の電子写真現像方式としては、マグネットローラを
内蔵した非磁性の現像スリーブ上に磁性粉体のキャリア
を保持して、現像剤であるトナーをα−Ｓｉやセレンま
たはＯＰＣ等を用いた感光体ドラムとの現像工程に搬送
する二成分現像方式のものが多く用いられていた。

【０００３】また、キャリアを用いない一成分現像方式
は、構造が簡単で小型化を図ることができ、コスト及び
保守の面でも利点を有し、特に磁性トナーを用いない非
磁性一成分方式はマグネットローラを用いないことか
ら、機構がより簡素になって小型で安価かつ画像の鮮明
な現像装置が得られるという利点を有している。

【０００４】二成分現像方式では、キャリアを穂立ちさ
せて感光体ドラム表面に予め形成された静電潛像に、キ
ャリア表面に保持したトナーを供給して現像する。キャ
リア表面に保持されたトナーは、トナーホッパ内のパド
ル若しくはミキシングで撹拌されて予め所望の電荷量に
帯電されている。

【０００５】磁性一成分現像方式の場合には、二成分現
像方式と同様に、マグネットローラを内蔵した非磁性の
現像スリーブで磁性トナーを搬送し、所定ギャップを設
けた現像スリーブと感光体ドラムとの間に交番電界を印
加し、トナーを往復飛翔させて現像を行う非接触現像方
式や、トナーの穂立ちを大きくして感光体ドラム表面の
静電潛像に接触させて現像を行う接触現像方式の２方式
がある。前者は、直流に交流を重畳した現像バイアスを
必要とし、電源の複雑化、現像装置の高耐圧化が必要で
あるのに対し、後者は簡単な直流の現像バイアス電源で
済むが階調性に乏しいＨｉ−γな画像になる。

【０００６】非磁性一成分現像方式としては、所定ギャ
ップを設けた現像ローラと感光体ドラムとの間に交番電
界を印加し、トナーを往復飛翔させて現像を行う非接触
現像方式および導電性の弾性現像ローラと感光体ドラム
とを接触させる接触現像方式に大別でき、前者は直流に
交流を重畳した現像バイアスを必要とし、電源の複雑
化、現像装置の高耐圧化が必要であるのに対し、後者は
簡単な直流の現像バイアス電源で済む。

【０００７】しかし、いずれの現像方式の場合でも、現
像工程（感光体ドラムと現像ローラ間）において、感光
体ドラムや現像ローラの摺擦抵抗が変動すると、ギヤや
カップリングの嵌合部のバックラッシュに起因する４０
Ｈｚ〜１００Ｈｚ程度のジッターやバンディング（感光
体ドラムの進行方向に垂直な線、帯状の濃度ムラ、位置
ズレ）が発生し、画像上に濃度差若しくはひどい場合に
は用紙搬送方向に対して垂直なスジや白黒の帯状ムラと
なって現れる場合がある。二成分現像方式では、非磁性
スリーブ表面のキャリアと感光体ドラムの摺擦抵抗（負
荷）の変動によってこのような現象が発生しやすく、一
成分現像方式のうち弾性現像ローラを感光体ドラムに接
触現像する方式ではより顕著に現れる。また、特に、弾
性現像ローラを用いた一成分接触現像方式においては、
感光体ドラムに対して周速差を設けているので、現像ロ
ーラ上のトナー層が感光体ドラムに全て若しくは殆ど供
給現像してしまう場合などでは、摺擦抵抗が非常に大き
くなって画像が間延びする場合もある。

【０００８】これらのジッターやバンディングの発生を
抑制して高画質にするために、従来の方法として、特開
平６−９５５６２号公報には、軸に慣性部材を設けかつ
弾性ダンパによって解消する方法が開示されている。ま
た、特開平６−９５５６３号公報には、オイル封入部材
を当接して減衰比をあげる方法が開示され、特開平７−
１４０８４１号公報には、感光体ドラムの中に減衰部材
を介して質量部材を設置し、慣性モーメントを上げつつ
振動減衰を行う方法が開示されていた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記のものであれば、
感光体ドラムと現像スリーブ上の磁気ブラシ、もしく
は、感光体ドラムと表面にトナーを保持した現像ローラ
を有する現像装置において、もともと各ユニットが有す
る振動が感光体ドラム上の潛像や顕像をブレさせて、画
像上のジッターやバンディングが発生する。

【００１０】一方、前記現像スリーブや現像ローラと感
光体ドラムとの摺擦抵抗によって感光体ドラムは回転方
向に移動するような力を受けるために、ギヤやカップリ
ングのバックラッシの分だけ常に回転が安定しない。そ
の結果、画像にジッターやバンディングが見られること
になる。特に、磁気ブラシや一成分接触現像方式では、
現像スリーブ（現像ローラ）の周速が感光体ドラムより
速いために感光体ドラムをより加速させる結果となっ
て、画像の間延び現象となる場合がある。

【００１１】例えば、一成分接触現像方式を例に説明す
ると、現像ローラにのみ着目してみれば、トナー層形成
領域もトナー層非形成領域もその全域にわたって同一材
料、同一外径で構成されていた。このため、感光体ドラ
ムと現像ローラが相対速度差をもって加圧圧接する接触
現像方式においては、トナーが付着していない現像ロー
ラ両端域と感光体ドラムとの摺擦抵抗が過大となり、感
光体ドラムおよび現像ローラの負荷トルクが増大かつ変
動する。さらには、このことにより、感光体ドラムおよ
び現像ローラの回転が不安定となるため特に副走査方向
（転写紙搬送方向）の画像ムラを生じる欠点を有してい
る。

【００１２】また、仮に現像ローラ上のトナー層形成領
域だけを感光体ドラムに接触させて回転変動を解消しよ
うとしても、現像工程でトナーが感光体ドラムに移って
しまうために、現像量に依存して現像ローラと感光体ド
ラムとのスリップレベルに差を生じてしまう。さらに、
付け加えるならば、弾性現像ローラを用いているような
場合では、環境の変化、特に温度変化によって外径寸法
が変化しやすく、摺擦抵抗が変わってしまうので、精度
の良い部品を使用しても負荷トルクの変動を完全に解消
することはできない。二成分現像方式でも、環境による
構成部品の寸法変化は同様に発生するために、一成分現
像方式と同様の欠点を有している。

【００１３】非接触現像方式では、摺擦抵抗の変動は若
干改善されるものの、構成部品の固有振動数が一定にな
っていることはなく、振動防止部材の効果を全ての環境
や経時変化（部材摩耗）には対処できなかった。

【００１４】このような問題の解決策として、先に述べ
たように、感光体ドラムにイナーシャ（慣性部材）やダ
イナミックダンパを設置して回転の安定化を図る方法が
あるが、微小な回転変動を抑えるためには大きな慣性部
材を設置する必要があった。また、摺擦抵抗を安定化す
るために、ブレーキを付与するものが提案されている
が、いずれの場合も摺擦抵抗の変動によって生じる回転
速度の変動を吸収するための機構は複雑で効果が薄いも
のであった。

【００１５】また、特開平６−９５５６２号公報，特開
平６−９５５６３号公報，特開平７−１４０８４１号公
報に記載されている慣性部材は感光体ドラム内部に取り
付けられており（特開平６−９５５６２号公報ではダイ
ナミックダンパを一体に固定されている）、感光体ドラ
ムと一体的に固定されている部材の質量及び慣性モーメ
ントはかなり大きくなっており、このため、起動時にお
いて駆動用モータの負荷が課題となり、起動トルクの大
きいモータが必要になる。そして、停止時においては感
光体ドラムの停止時間が長くなるという問題があった。

【００１６】本発明は上記の問題に鑑みなされたもので
あり、静電潛像保持体若しくは現像剤担持体の少なくと
もどちらか一方の回動軸と同軸に粘性流動体を封入した
粘性流動体封入ダンパを設けることにより、トルクの変
動によるジッターやバンディングを確実に防止すること
を目的とするものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに請求項１記載の発明は、静電潛像保持体と、現像ユ
ニットに支持され現像剤を保持・搬送する現像剤担持体
とを有し、上記静電潛像保持体の周面に形成された静電
潛像を現像剤担持体の現像剤により顕像化する画像形成
装置において、上記静電潛像保持体若しくは現像剤担持
体の少なくともどちらか一方の回動軸と同軸に粘性流動
体を封入した粘性流動体封入ダンパを設けている。

【００１８】さらに上記粘性流動体封入ダンパは、上記
回動軸と同軸で当該回動軸とともに回動する外殻円筒
と、この外殻円筒の内径よりも小さな外径を有し当該外
殻円筒に対して同軸で自由に回転可能な回転慣性体と、
上記外殻円筒と回転慣性体との円周面間に粘性流動体を
封入して形成している。

【００１９】請求項２記載の発明は、上記外郭円筒を静
電潛像保持体若しくは現像剤担持体の少なくともどちら
か一方の回動軸に一体的に固定している。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の画像形成装置である一成
分接触現像方式の電子写真デジタル複写機の実施形態１
を図１とともに説明する。

【００２１】この実施形態１の電子写真デジタル複写機
は、静電潛像保持体である感光体ドラム１に対向して一
成分接触現像ユニットが配置されている。この一成分接
触現像ユニットのケーシング２に回動自在に軸支された
現像ローラ３と上記感光体ドラム１との接触深さは、歪
みや変形が僅かでその影響が無視でき剛性に優れたポリ
アセタール樹脂で現像ローラ３の回転軸４と一体成形さ
れた接触深さ設定ローラ５を用いて規制され、接触深さ
δ＝０．１ｍｍに設定されている。

【００２２】上記感光体ドラム１は駆動モータ６により
ギヤ７，８を介して回転駆動されており、現像ローラ３
は駆動モータ９によりカップリング１０を介して回転駆
動されている。

【００２３】上記現像ローラ３は、回転方向としては感
光体ドラム１と逆方向、すなわち、感光体ドラム１との
対向部における現像ローラ３の表面の移動方向が感光体
ドラム１の表面の移動方向と同方向になるように回転し
ており、現像ローラ３の周速は感光体ドラム１の周速
（プロセス速度）の１．５倍である。そして、感光体ド
ラム１の回転軸１１には粘性流動体封入ダンパ１２が同
軸に固定されている。

【００２４】この粘性流動体封入ダンパ１２は図２及び
図３に示すように、感光体ドラム１の回転軸１１に固定
される外殻ケース１３と、外殻ケース１３の内部に当該
外殻ケース１３と同軸で外殻ケース１３の内周面と間隙
を有して設置される慣性体１４と、外殻ケース１３と慣
性体１４との周面の間に充填される粘性流動体であるシ
リカゲル１５とによって構成されている。

【００２５】粘性流動体封入ダンパ１２内の慣性体１４
は、外殻ケース１３内部で自由に回転することができる
ように設置されている。そして、外殻ケース１３の円周
内面と慣性体１４の円周外面との間には間隙が形成され
ており、この間隙にシリカゲル１５が充填されることに
よって、外殻ケース１３内部で自由に回転する慣性体１
４がシリカゲル１５の粘性抵抗により外殻ケース１３に
つれ回りするように形成されている。すなわち、外殻ケ
ース１３が等速回転している場合は慣性体１４も同じ速
度で等速回転している。

【００２６】また、外殻ケース１３に瞬間的な加減速が
発生した場合にも、慣性体１４は自身の慣性により等速
回転を続けようとする。このとき、慣性体１４はシリカ
ゲル１５の粘性抵抗により外殻ケース１３をつれ回し、
外殻ケース１３の等速回転を維持しようとして働く。す
なわち、粘性流動体封入ダンパ１２全体としては瞬間的
に回転速度が変化することはなくなる。

【００２７】したがって、感光体ドラム１の回転に伴っ
て粘性流動体封入ダンパ１２が従動して回転し、内包し
た慣性体１４はシリカゲル１５の粘性による外殻ケース
１３との引き摺りによってつれ回りして慣性を有する。
すなわち、感光体ドラム１と粘性流動体封入ダンパ１２
が等速回転しているときには、外殻ケース１３と慣性体
１４は等速で回転動作している。

【００２８】一方、現像ローラ３の振れや接触深さ設定
ローラ５の振れさらには感光体ドラム１の形状精度など
の影響により接触深さδが変動し、感光体ドラム１と現
像ローラ３との摺擦抵抗が変動する。この結果、感光体
ドラム１の回転方向に変動トルクがかかり、感光体ドラ
ム１の回転速度は変動しようとするが、前述のような作
用により慣性体１４自身の慣性と粘性流動体であるシリ
カゲル１５の粘性抵抗によって感光体ドラム１の変動ト
ルクを緩和し回転速度を維持することができる。

【００２９】例えば、電子写真デジタル複写機としてシ
ャープ株式会社製電子写真デジタル複写機ＡＲ５１３０
若しくはＡＲ５１３０改造実験機を用いて実験した結
果、感光体ドラム１の回転軸１１に慣性モーメント９５
ｋｇ・ｃｍ²のＳＥＣＣ鋼板製フライホイールを設置し
た場合、感光体ドラム１と現像ローラ３との摺擦抵抗の
変動があると、ジッターになって画像上に濃度差として
現れる場合があるが、同様の慣性モーメントを有する粘
性流動体封入ダンパ１２を設けた場合には、摺擦抵抗の
変動があってもジッターやバンディングは現れない。し
たがって、シリカゲル１５内包型のものを用いた場合に
は、慣性モーメントの大きさが同じでもその効果が大き
く、クリーニングブレードのビビリや帯電・転写ローラ
の負荷変動全てを解消することが可能となった。

【００３０】このような効果は、プロセス速度に対して
依存せず、２５ｍｍ／ｓ〜３２０ｍｍ／ｓまで同様の結
果が得られた。また、この効果は、特定の現像方式にの
み得られるものではなく、感光体ドラムと現像ローラと
の摺擦抵抗が最も大きくなる弾性現像ローラを用いた一
成分接触現像方式において特に有効である。

【００３１】本発明の一成分接触現像方式の電子写真デ
ジタル複写機の実施形態２を図４及び図５とともに説明
する。

【００３２】この実施形態２の電子写真デジタル複写機
の基本的な構造は実施形態１の構造とほぼ同じであり、
感光体ドラム１の回転軸１１のギヤ８を設けた端部にＳ
ＥＣＣ鋼板製フライホイール１６を同軸に設けている。
また、現像ローラ３の回転軸４の一端に粘性流動体封入
ダンパ１２を同軸に設けている。

【００３３】上記現像ローラ３には、トナー供給ローラ
１７が圧接触されており、トナー供給ローラ１７の回転
方向としては現像ローラ３と同方向、すなわち、現像ロ
ーラ３との対向部における両ローラの表面の移動方向が
互いに逆方向になるようにしている。

【００３４】上記トナー供給ローラ１７によって摩擦接
触帯電されるとともにバイアス電圧によって現像ローラ
３に供給されたトナーは、現像ローラ３の回転動作によ
ってトナー層規制部材１８が当接する位置に搬送され
る。この板状の金属材で作られているトナー層規制部材
１８は、先端若しくは先端近傍の腹部が現像ローラ３に
押圧されており、所定の設定圧力や設定位置によって、
現像ローラ３上のトナーは所定の帯電電荷量と厚みに規
制されて現像領域である感光体ドラム１との対向部に搬
送され現像工程に入っていく。

【００３５】現像工程で使用されなかった現像ローラ３
上の未現像トナーは、現像ローラ３の回転によって現像
装置内に戻っていくが、現像領域とトナー供給ローラ１
７の間に設けられた現像ローラ３上の未現像トナーの電
荷除去手段１９によって帯電電荷が除去され、トナー供
給ローラ１７入口の圧接によってトナータンク（以下、
ホッパと称す）内に剥離回収されて再利用される。

【００３６】そして、スクリュー２０は図示していない
ホッパに収められたトナータンクを現像装置内に搬送す
る。このスクリュー２０やトナー供給ローラ１７は現像
ローラ３からのギヤ列（図示せず）により駆動力を与え
られている。

【００３７】上記構成の一成分接触現像方式の電子写真
デジタル複写機の動作を説明すると、ホッパに収められ
たトナーはスクリュー２０によって現像装置内に搬送さ
れる。そして、現像ローラ３には、トナー供給ローラ１
７が圧接触されており、トナー供給ローラ１７の回転方
向としては現像ローラ３と同方向、すなわち、現像ロー
ラ３との対向部における両ローラの表面の移動方向が互
いに逆方向になるようにしている。トナー供給ローラ１
７は現像ローラ３と同様な素材を用いており、電気的抵
抗の調整も現像ローラ３と同様の抵抗調整材料で可能で
ある。弾性をさらに大きくするために発泡させた素材を
用いており、発泡剤の量を現像ローラ３よりも多くして
製造する。

【００３８】トナー供給ローラ１７には、バイアス電源
２１からバイアス電圧が印加されていて、そのバイアス
電圧は電気的にトナーを現像ローラ３の方へ押す方向、
例えば、負極性トナーであれば負極側に大きなバイアス
電圧である。トナー供給ローラ１７によって摩擦接触帯
電されるとともにバイアス電圧によって現像ローラ３に
供給されたトナーは、現像ローラ３の回転動作によって
トナー層規制部材１８が当接する位置に搬送される。ト
ナー層規制部材１８は先端若しくは先端近傍の腹部が現
像ローラ３に押圧されており、所定の設定圧力や設定位
置によって、現像ローラ３上のトナーは所定の帯電電荷
量と厚みに規制されて現像領域に搬送され現像工程に入
っていく。

【００３９】現像工程で使用されなかった現像ローラ３
上の未現像トナーは、現像ローラ３の回転によって現像
装置内に戻っていくが、現像領域とトナー供給ローラ１
７の間に設けられた現像ローラ３上の未現像トナーの電
荷除去手段１９によって帯電電荷が除去され、トナー供
給ローラ１７の圧接によってホッパ内に剥離回収されて
利用される。

【００４０】一方、感光体ドラム１は、図示していない
コロナチャージャー若しくは接触ローラ帯電装置等によ
って所望の電位まで表面が帯電されており、別途設けら
れた露光装置によって潛像ポテンシャルが形成される。

【００４１】感光体ドラム１は、金属若しくは導電性基
体の上にアンダーレイヤーが塗布されていて、その上の
層としてキャリア発生層（ＣＧＬ）が、さらに最外層に
ポリカーボネイトを主成分としたキャリア移動層（ＣＴ
Ｌ）が薄膜に塗布されている。そして、帯電された感光
体ドラム１の帯電電位（電荷）は、所望部位の露光、ア
ナログ機ではランプ光、デジタル機では一般にレーザ光
によってＣＧＬから発生するキャリアでキャンセルされ
て前述の潛像ポテンシャルの形成に至る。

【００４２】感光体ドラム１上に形成された静電潛像は
回転して現像ローラ３との対応領域に搬送される。現像
領域では、感光体ドラム１に現像ローラ３が圧接されて
おり、予め所望の値に帯電・層厚規制されたトナーが潛
像パターンにしたがって感光体ドラム１に移動し、顕像
化される。

【００４３】感光体ドラム１の潛像ポテンシャルをトナ
ーにより顕像化した後、感光体ドラム１は回転若しくは
移動して転写装置の転写領域に搬送される。そして、別
途給紙装置によって給紙された記録紙は、転写領域に搬
送されて感光体ドラム１上のトナー像と同期して接触す
る。転写装置は高圧電源を具備したチャージャ型の場合
は接触ローラ型の場合があり、いずれの手段によって感
光体ドラム１のトナーを記録紙に移動する側の極性の電
圧が印加され、感光体ドラム１上のトナー像を記録紙に
移動、転写する。

【００４４】記録紙は、トナー像が転写された後に搬送
されて一般には熱定着装置によって記録紙上のトナー像
が記録紙上に融解・定着されて排紙していく。一方、転
写領域通過後の感光体ドラム１上に残留した未転写トナ
ーはクリーナによって感光体ドラム１から除去され、残
留電荷をイレースする光除電ランプ・接触除電手段など
によって電位のリフレッシュが行われて初めの工程に続
いていく。

【００４５】この実施形態２の諸条件を具体的に示す
と、感光体ドラム１は導電性基材が接地され、表面電位
が−５５０Ｖに帯電された直径Ｄｐ＝６５ｍｍの負帯電
感光体ドラムで、図５の矢印Ｘ方向に周速Ｖｐ＝１９０
ｍｍ／ｓで回転している。

【００４６】現像ローラ３はカーボンブラックなどの導
電化剤が添加され、体積抵抗率約１０¹⁶Ωｃｍ、ＪＩＳ
−Ａ硬度６０〜７０度の導電性ウレタンゴムからなる直
径Ｄｄ＝３４ｍｍの導電性弾性現像ローラで、図５の矢
印Ｙ方向に周速Ｖｄ＝２８５ｍｍ／ｓで回転しており、
直径Ｄ₁＝１８ｍｍの導電性支持体（ステンレス、導電
性樹脂など）のシャフトを介して現像バイアス電源２２
によりＥ₁＝−２５０Ｖの電圧が印加され、接触深さ
０．１〜０．５ｍｍとなるように感光体ドラム１にトナ
ー層を介して圧接している。

【００４７】トナー撹拌と現像後のトナー除去を兼ねた
体積抵抗率約１０⁵Ωｃｍ、セル密度約３個／ｍｍの導
電性ウレタンフォームからなる直径Ｄｔ＝２０ｍｍのト
ナー供給ローラ１７は接触深さ０．５〜１ｍｍで現像ロ
ーラ３に接触し、図５の矢印Ｚ方向に周速Ｖｔ＝１７０
ｍｍ／ｓで回転しており、直径Ｄ₂＝８ｍｍの導電性支
持体（ステンレス、導電性樹脂など）のシャフトを介し
て供給バイアス電源２１によりＥ₂＝−３５０Ｖのバイ
アス電圧が印加されている。

【００４８】トナー供給ローラ１７により負の予備帯電
され、現像ローラ３の表面に塗布された非磁性一成分ト
ナーは現像ローラ３の回転によりトナー層規制部材１８
が当接する位置へ搬送される。トナー層規制部材１８
は、厚み０．１〜０．２ｍｍの導電性（ステンレス、リ
ン青銅、導電性樹脂など）板状部材で、現像ローラ３の
回転方向上流側に自由端を有する片持ち板バネ構造であ
り、現像ローラ３に線圧１５〜３０ｇｆ／ｃｍで当接し
ており、トナー層規制部材バイアス電源２３によりＥ₃
＝−３５０Ｖのバイアス電圧が印加されている。

【００４９】現像ローラ３上のトナー層は、トナー層規
制部材１８によりトナー付着量約０．６〜０．８ｍｇ／
ｃｍ²、トナー帯電量約−１０〜−１５μＣ／ｇに規制
された後、現像ローラ３の回転により感光体ドラム１と
接触対向する現像領域へと搬送され、接触反転現像を行
うものである。

【００５０】トナー電荷除去手段１９は、現像ローラ３
の下方からのトナーの漏れを防止するためのシール機能
も兼ね備えており、厚み０．３ｍｍ±０．１ｍｍ、電気
抵抗１０³〜１０⁶Ωの導電性フィルムを用いており、現
像ローラ３と同電位若しくはトナー電荷除去手段用バイ
アス電源２４により、現像ローラ３に対して−５０Ｖ程
度以上の電位差に設定し、その導電性の面を現像ローラ
３に当接している。

【００５１】現像ローラ３上に形成された一成分トナー
層の軸方向の実行幅をＬｆとしたときに、現像工程後の
トナー電荷除去手段１９の有効幅をＬｄとして、現像ロ
ーラ３上の残留トナー層端部まで充分にトナー電荷除去
手段１９が接触するようにＬｄ≧Ｌｆとしておけば、残
留トナーの電荷が均一になってトナー供給ローラ１７で
のトナー剥ぎ取り不良や供給の不均一を防ぐことができ
る。

【００５２】トナー電荷除去手段１９は、アルミ蒸着フ
ィルム等の導電性部材でもよく、さらに、トナー電荷の
除去の必要がなく、現像ローラ３下方のシールのためだ
けの場合には、マイラーフィルム等でもよく、この場合
にはトナー電荷除去手段用バイアス電源２４は必要な
い。

【００５３】現像ローラ３は、比誘電率約１０程度の弾
性部材を用いており、金属若しくは低抵抗樹脂の芯金
（軸）の周りに次に挙げるような導電性ゴム層を単層構
造で形成したものである。すなわち、ＥＰＤＭ、ウレタ
ン、シリコン、ニトリルブタジエンゴム、クロロプレン
ゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンなどから選
択された樹脂に、電気的抵抗調整材料として導電性微粒
子、カーボン、ＴｉＯ₂のいずれか一つ若しくは複数を
用いて分散混合した分散型抵抗調整樹脂をベースにした
ものや、イオン性導電材料、例えば、過塩素酸ナトリウ
ム、過塩素酸カルシウム、塩化ナトリウム等の無機イオ
ン性導電物質など、いずれか一つ若しくは複数を用いて
電気的抵抗調整樹脂をベースにしたもので、発泡・混合
工程として発泡剤を用いる場合には、シリコン系界面活
性剤（ポリジアルキシロキサン、ポリシロキサン−ポリ
アルキレノキシドブロック共重合体）が適切である。

【００５４】なお、現像ローラ３の有効ローラ抵抗ｒ及
び現像動作により流れる現像電流ｉにより現像ローラ３
内部で電圧降下Ｅｄ＝ｉ・ｒを生じる。この有効ローラ
抵抗ｒを適切に設定することにより、現像ローラ３表面
に作用する有効現像バイアスを低下させ、傾きが急峻で
２値的な現像特性を所望の傾きの現像特性に調整し、階
調性を改善できる。

【００５５】トナー供給ローラ１７は、ポリウレタンに
カーボンブラック（ＩＳＡＦ，ＨＡＦ，ＧＰＦ，ＳＲＦ
など）を混合し、泡立て機で撹拌泡立てした後、加熱ブ
ローして芯金の金属軸の周りに成型しスポンジ化したも
のである。用いるポリウレタンとしては、軟質ポリウレ
タンフォームやポリウレタンエラストマーが適当であ
る。現像ローラ３、トナー供給ローラ１７共に射出・加
熱成型後、外形の研磨を砥石で行って所望の表面性・外
径寸法に仕上げて用いている。

【００５６】トナーは一般に高抵抗トナーと言われるも
ので、ベースレジンのポリエステル樹脂若しくはスチレ
ン−アクリル共重合体にカーボンブラックを混入混練
し、帯電制御剤（ＣＣＡ）や加硫制御剤を適量配合し、
粉砕工程の後、外添剤としてシリカなどを混合したもの
を用いている。

【００５７】そして上記の構成において、現像ローラ３
とトナー供給ローラ１７、或いは現像ローラ３とトナー
層規制部材１８との摺擦抵抗の変動による現像ローラ３
の回転速度変動が発生しトナー層形成が不安定になる場
合がある。

【００５８】さらに当初安定な回転をしていても、経時
的にギヤやカップリングが摩耗して、バックラッシが大
きくなった場合などには、現像ローラ３の回転速度変動
に起因する画像ムラが現れる場合がある。

【００５９】良好な周速安定性を得るために、現像ロー
ラ３の駆動軸４に粘性流動体封入ダンパ１２を設けるこ
とで、現像炉浦３の回転速度変動や振動を抑制すること
ができ、副走査方向（転写紙搬送方向）の画像ムラのな
い良好な画質が得られた。

【００６０】例えば、現像ローラ３の回転軸４に慣性モ
ーメント５１６ｇ・ｃｍ²の慣性体１４とシリカゲル１
５とを内包した粘性流動体封入ダンパ１２を付加固定し
た場合、１００Ｈｚ〜１２０Ｈｚ程度の画像上のジッタ
ー濃度ムラをなくすころができる。この効果はプロセス
速度に依存せず、２５ｍｍ／ｓ〜３２０ｍｍ／ｓまで同
様の結果が得られた。また、実施形態１に示したように
感光体ドラム１にも粘性流動体封入ダンパ１２を同軸に
設けることにより画像上のジッターやバンディングに対
してさらに大きな効果が得られた。

【００６１】本発明の二成分現像方式の電子写真デジタ
ル複写機の実施形態３を図６及び図７とともに説明す
る。

【００６２】この実施形態３の電子写真デジタル複写機
は、静電潛像保持体である感光体ドラム３１に対向して
二成分現像ユニットが配置されている。この二成分現像
ユニットのケーシング３２に回動自在に軸支された現像
剤担持体としての現像スリーブ３３と上記感光体ドラム
３１との接触深さは、歪みや変形が僅かでその影響が無
視でき剛性に優れたポリアセタール樹脂で現像スリーブ
３３の回転軸３４と一体成形された接触深さ設定ローラ
３５を用いて規制され、接触深さδ＝０．８ｍｍに設定
されている。

【００６３】上記感光体ドラム３１は駆動モータ３６に
よりギヤ３７，３８を介して回転駆動されており、現像
スリーブ３３は駆動モータ３９によりカップリング４０
を介して回転駆動されている。

【００６４】上記現像スリーブ３３は、回転方向として
は感光体ドラム３１と逆方向、すなわち、感光体ドラム
３１との対向部における現像スリーブ３３の表面の移動
方向が感光体ドラム３１の表面の移動方向と同方向にな
るように回転しており、現像スリーブ３３の周速は感光
体ドラム３１の周速（プロセス速度）の２倍である。そ
して、感光体ドラム３１の回転軸３１ａのギヤ３８を設
けた端部にＳＥＣＣ鋼板製フライホイール４１を同軸に
設けている。

【００６５】また、現像スリーブ３３の回転軸３４の一
端に粘性流動体封入ダンパ４２を同軸に設けている。こ
の粘性流動体封入ダンパ４２は実施形態１及び実施形態
２の粘性流動体封入ダンパ１２と同様に外郭ケース４
３，慣性体４４，シリカゲル４５から形成されている。

【００６６】上記二成分現像ユニットには現像剤供給ロ
ーラ４６が設けられており、現像剤供給ローラ４６は現
像剤を撹拌することによりトナーを帯電させ、現像スリ
ーブ３３に供給する。現像スリーブ３３の表面に付着し
た現像剤のうち過剰な現像剤を掻き落とし現像剤の薄層
を形成すると同時に、現像剤スリーブ３３に付着した現
像剤を摩擦帯電させるための現像剤は現像剤層規制部材
４７が設けられており、現像剤層規制部材４７とケーシ
ング３２により現像剤貯蔵部を形成している。

【００６７】上記現像剤スリーブ４６に供給された現像
剤は現像剤層規制部材４７により摩擦帯電され磁気ブラ
シ４８が形成され、現像領域である感光体ドラム３１と
の対向部に搬送され現像工程に入っていく。

【００６８】そして、スクリュー４９は図示していない
ホッパに収められたトナータンクを現像装置内に搬送す
る。このスクリュー４９や現像剤供給ローラ４６は現像
スリーブ３３からのギヤ列（図示せず）により駆動力を
与えられている。

【００６９】上記構成の二成分現像方式の電子写真デジ
タル複写機の動作を説明すると、感光体ドラム３１表面
に形成された静電潛像を現像するために、ケーシング３
２と現像剤層規制部材４７により形成された現像剤貯蔵
部の現像剤は現像スリーブ３３と現像剤層規制部材４７
との近接する位置の近傍部、すなわち、現像スリーブ３
３と現像剤層規制部材４７とで形成する断面楔状の空間
を通過して、適度な厚みに制御された磁気ブラシ４８は
感光体ドラム３１と現像スリーブ３３との対向する空間
に搬送される。

【００７０】また、現像剤層規制部材４７には図示して
いないドクターバイアス電源によりバイアス電圧が印加
される。そして、図示していない印加電圧制御手段によ
り電圧制御可能であるので、バイアス電圧を制御するこ
とで現像剤層規制部材４７と現像スリーブ３３との間の
電界を制御する。

【００７１】現像スリーブ３３表面に電気磁気的に付着
した現像剤のみならず現像スリーブ３３の近傍に位置す
る現像剤も、現像スリーブの図７の矢印ｙ方向の回転に
つれ回りすることで搬送される。ここで、現像スリーブ
３３と現像剤層規制部材４７がなす空間は楔状であるの
で、現像剤が現像剤層規制部材４４に向かって搬送され
るにつれて現像剤が現像スリーブ３３に押し付けられる
圧力が上昇して、現像剤が充分に帯電される。

【００７２】また、現像剤層規制部材４７のバイアス電
源により現像スリーブ３３と現像剤層規制部材４７間の
電界を制御して現像スリーブ３３の表面に付着する現像
剤の量を若干制御することができる。現像スリーブ３３
の表面に付着した現像剤のうち過剰な部分は、現像剤層
規制部材４７により掻き落とされ、現像スリーブ３３の
表面に均一な現像剤層が形成される。この均一な現像剤
層は、現像スリーブ３３の回転により現像スリーブ３３
と感光体ドラム３１のなす現像領域へ搬送され、感光体
ドラム３１の表面に電子写真プロセスにより形成された
静電潛像を現像する。

【００７３】以上のように、この現像装置では、現像剤
層規制部材４７と現像スリーブ３３との間に生じる電界
により現像剤が現像スリーブ３３に押し付けられ、現像
剤層規制部材４７と現像スリーブ３３との間隙と現像ス
リーブ３３の中のマグネットローラ５０の磁場の大きさ
で、現像剤が充分に摩擦帯電されて現像スリーブ３３の
表面に確実に保持されることになる。

【００７４】感光体ドラム３１の帯電及び静電潛像形成
や転写残トナークリーニング、記録紙への転写、定着な
どの機構動作は前述した一成分現像方式の場合と全く同
様なので詳細の説明は省略する。

【００７５】上記のような構成の場合、当初安定した回
転を行っていても、経時的にギヤやカップリングが摩耗
して、バックラッシが大きくなった場合などには、現像
スリーブ３３の回転速度変動、すなわち、現像スリーブ
３３上に形成された磁気ブラシ４８の回転速度変動に起
因する画像ムラが現れる場合がある。

【００７６】したがって、良好な周速安定性を得るため
に、現像スリーブ３３の駆動軸３４に粘性流動体封入ダ
ンパ４２を設けることで、現像スリーブ３３の回転速度
変動や振動を抑制することができ、副走査方向（転写紙
搬送方向）の画像ムラのない良好な画質が得られた。

【００７７】例えば、現像スリーブ駆動トルクが３ｋｇ
・ｃｍの場合、感光体対向時の摺擦抵抗は、感光体ドラ
ム３１と現像スリーブ３３との間の間隙と現像スリーブ
３３内のマグネットローラ５０の磁束にも依存するがお
よそ５ｋｇ・ｃｍ程度であるが、ここに慣性モーメント
５１６ｇ・ｃｍ²の慣性体４４とシリカゲル４５とを内
包した粘性流動体封入ダンパ４２を付加固定して用いた
場合、１００Ｈｚ〜１２０Ｈｚ程度の画像上のジッター
濃度ムラを防止することができる。

【００７８】この効果は、プロセス速度に依存せず、２
５ｍｍ／ｓ〜３２０ｍｍ／ｓまで同様の結果が得られ
た。また、実施形態１に示したように感光体ドラム３１
のにも粘性流動体封入ダンパ４２を同軸に設けることに
より、画像上のジッターやバンディングに対してさらに
大きな効果を奏する。

【００７９】

【発明の効果】請求項１記載の発明は、静電潛像保持体
と、現像ユニットに支持され現像剤を保持・搬送する現
像剤担持体とを有し、上記静電潛像保持体の周面に形成
された静電潛像を現像剤担持体の現像剤により顕像化す
る画像形成装置において、上記静電潛像保持体若しくは
現像剤担持体の少なくともどちらか一方の回動軸と同軸
に粘性流動体を封入した粘性流動体封入ダンパを設けて
いるので、静電潛像保持体や現像剤担持体のトルク変動
によるジッターやバンディングを確実に防止した高画質
の画像を形成することができ、しかも、小重量の粘性流
動体封入ダンパでジッター等を防止することができるの
で、静電潛像保持体や現像剤担持体の駆動モータを小型
化することができる。

【００８０】さらに上記粘性流動体封入ダンパは、上記
回動軸と同軸で当該回動軸とともに回動する外殻円筒
と、この外殻円筒の内径よりも小さな外径を有し当該外
殻円筒に対して同軸で自由に回転可能な回転慣性体と、
上記外殻円筒と回転慣性体との円周面間に粘性流動体を
封入して形成しているので、小重量の慣性体で回転部材
（静電潛像保持体や現像剤担持体）の回転速度変動を抑
えることができ、しかも、粘性流動体封入ダンパ全体も
小重量となるので回転部材の停止に要する時間等を短縮
することができる。

【００８１】請求項２記載の発明は、上記外郭円筒を静
電潛像保持体若しくは現像剤担持体の少なくともどちら
か一方の回動軸に一体的に固定しているので、ギヤやカ
ップリングを用いたものに比べ、粘性流動体封入ダンパ
と回転部材間のバックラッシが原因で生じる回転速度変
動をより防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子写真デジタル複写機の実施形態１
の横断面図である。

【図２】（ａ）は図１の粘性流動体封入ダンパの側方か
らみた縦断面図、（ｂ）は図１の粘性流動体封入ダンパ
の正面からみた縦断面図である。

【図３】図１の粘性流動体封入ダンパの一部切欠斜視図
である。

【図４】本発明の電子写真デジタル複写機の実施形態２
の横断面図である。

【図５】本発明の電子写真デジタル複写機の実施形態２
の縦断面図である。

【図６】本発明の電子写真デジタル複写機の実施形態３
の横断面図である。

【図７】本発明の電子写真デジタル複写機の実施形態３
の縦断面図である。

【符号の説明】

１感光体ドラム２現像ユニット３現像ローラ１１回転軸１２粘性流動体封入ダンパ１３外郭ケース１４慣性体１５シリカゲル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者巽洋大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者酒井孝司大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者中野暢彦大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (56)参考文献特開平５−72827（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 21/00 F16F 15/16 G03G 15/00 G03G 15/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】静電潛像保持体と、現像ユニットに支持
され現像剤を保持・搬送する現像剤担持体とを有し、上
記静電潛像保持体の周面に形成された静電潛像を現像剤
担持体の現像剤により顕像化する画像形成装置におい
て、上記静電潛像保持体若しくは現像剤担持体の少なくとも
どちらか一方の回動軸と同軸に粘性流動体を封入した粘
性流動体封入ダンパを設け、上記粘性流動体封入ダンパは、上記回動軸と同軸で当該
回動軸とともに回動する外殻円筒と、この外殻円筒の内
径よりも小さな外径を有し当該外殻円筒に対して同軸で
自由に回転可能な回転慣性体と、上記外殻円筒と回転慣
性体との円周面間に粘性流動体を封入して形成したこと
を特徴とする画像形成装置。
【請求項２】上記外郭円筒を静電潛像保持体若しくは
現像剤担持体の少なくともどちらか一方の回動軸に一体
的に固定したことを特徴とする請求項１記載の画像形成
装置。