JPH02308276A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば電子写真複写機、電子写真ブリンク等
の画像形成装置に関し、特にその現像技術に関する。

（従来の技術） 従来、この種の電子写真プロセスを用いた画像形成装置
における現像技術にあっては、現像剤を担持する現像剤
担持体と、この現像剤担持体に所定間隙をもって対向す
る静電潜像担持体とを有し、前記現像剤担持体に交番電
圧を印加することにより現像剤を前記静電潜像担持体上
の潜像に飛翔させて現像を行なうジャンピング現像方式
がある。このようなジャンピング現像方式においては、
現像特性を維持するために、現像剤担持体と静電潜像担
持体との間隙（Ｓ−Ｄギャップという）を通常３００μ
ｍ前後に設定している場合が多い。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記した従来技術で３００μｍ前後のＳ−Ｄ
ギャップに設定しであるのは、技術的に未解決の問題を
有していたからである。即ち、Ｓ−Ｄギャップを３００
μｍ以上の例えば５００μｍに設定すると、ピッチムラ
を無くすためには効果があるが、現像剤の飛翔量が激減
するため、文字などのライン幅が細り、ボッボッの貧弱
な画像になってしまい、結果的に画像品位の著しい低下
を招くという欠点があった。

本発明は上記した従来技術の課題を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、Ｓ−Ｄギャップ
拡大によりピッチムラを低減すると共に、その際のライ
ン幅の細りを抑え得る画像形成装置を提供することにあ
る。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明にあっては、現像剤
を担持する現像剤担持体と、この現像剤担持体に所定間
隙をもって対向する静電潜像担持体とを有し、前記現像
剤担持体に交番電圧を印加することにより現像剤を前記
静電潜像担持体上の潜像に飛翔させて現像を行なう画像
形成装置において、前記現像剤担持体の表面を被膜する
導電体を設け、この現像材担持体と静電潜像担持体との
間隙を前記現像剤の飛翔力に応じて設定して成ることを
特徴とする。

なお、上記現像剤担持体に保持される現像剤の層厚を該
現像剤とは非接触にて所定厚に規制するドクターブレー
ドを備えた場合、現像剤担持体と静電潜像担持体との間
隙を３５０〜４５０μｍの範囲内に設定することが効果
的である。

また、上記現像剤担持体に保持される現像剤の層厚を該
現像剤に接触して所定厚に規制するドクターブレードを
備えた場合、現像剤担持体と静電潜像担持体との間隙を
４００〜５００μｍの範囲内に設定することが効果的で
ある。

そして、前記静電潜像担持体上の主走査方向に走査され
る照射光によって潜像を形成する潜像形成手段を備えた
場合、上記照射光のスポット径を主走査方向１１０μｍ
以上、副走査方向１３５μｍ以上に設定することが効果
的である。

（作　用） 上記の構成を有する本発明においては、現像剤担持体の
表面を被膜する導電体を設け、現像剤が現像剤担持体に
よって拘束される力を弱めて現像剤の飛翔力を高め、こ
の飛翔力アップに伴い現像剤担持体と静電潜像担持体と
の間隙を広げることができる。

なお、現像剤担持体に保持される現像剤の層厚をドクタ
ーブレードにより該現像剤とは非接触にて所定厚に規制
することにより、現像剤は現像剤担持体と静電潜像担持
体との間に設けられた３５０〜４５０μｍの間隙を転移
して、静電潜像担持体に付着する飛翔力を有する。

また、現像剤相持体に保持される現像剤の層厚をドクタ
ーブレードにより該現像剤に接触して所定厚に規制する
ことにより、現像剤は現像剤担持体と静電潜像担持体と
の間に設けられた４００〜５００μｍの間隙を転移して
、静電潜像担持体に付着する飛翔力を有する。

そして、静電潜像担持体上の主走査方向に照射光を走査
して潜像を形成する潜像形成手段を備えている場合、上
記照射光のスポット径を主走査方向１１０ＩＬｍ以上、
副走査方向１３５μｍ以上に設定することにより、潜像
を形成する各ラインの間隔を狭くすることができる。

（実施例） 以下、本発明を適用した画像形成装置の一実施例につい
て図面を参照して説明する。

まず、第７図により画像形成装置の概略構成について説
明する。

同図において、レーザ、ポリゴンミラー、補正レンズ系
を含む潜像形成手段としてのスキャナユニッＩ・１から
画信号に応じて変調されたレーザ光がスキャン出力され
、折り返しミラー２で反射され静電潜像担持体となる感
光ドラム３上に照射される。前記感光ドラム３はコロナ
放電器である一次帯電器４により均一に帯電され、レー
ザ光照射により静電潜像を形成する。前記静電潜像は現
像器５内に収納したトナー（現像剤）５ａにより現像さ
れトナー像を形成する。

一方、カセット６内に収納された普通紙或いはプラスチ
ックフィルム等の記録材７は、給紙ローラ８により感光
ドラム３に対する静電潜像の形成と同期してレジストロ
ーラ９まで給紙される。更に前記記録材７はレジストロ
ーラ９によって感光ドラム３上に形成された静電潜像の
先端と同期してコロナ放電器である転写帯電器１０に搬
送され、該転写帯電器１０によって前記トナー像は記録
材７に転写される。トナー像を転写された記録材７は搬
送ガイド１１に沿って搬送され定着ローラ１２ａと加圧
ローラ１２ｂ等によって構成された定着器１２によって
転写像が永久定着され、排出ローラ１３により装置外部
に排出される。

また、感光ドラム３上に残留したトナーはクリーニング
器１４によって除去され、次いで感光ドラム３はコロナ
放電器である前露光器１５により帯電履歴が消去される
。

前記感光ドラム３．−広帯電器４．現像器５゜クリーニ
ング器１４は画像形成ユニット（以下カートリッジと言
う）Ｋとして一体的にカバー１６内に収納され、装置本
体に着脱自在に構成されている。

以下、第１図〜第４図に基づいて本発明の第１実施例を
説明する。第１図は本発明における現像剤担持体と静電
潜像担持体との間隙（Ｓ−Ｄギャップ）を示す側面図で
あり、第７図と同一なものには同じ符号を付しである。

図中、現像剤担持体となる現像スリーブ５ｂは、その表
面を導電性の薄膜により被膜されており（以後、コート
スリーブという）、この薄膜を介したスリーブ表面に担
持されるトナー５ａは、鉄などの金属でできたドクター
ブレード５ｃの磁気力に１よって、非接触にトナーの穂
切りを行ない、その層厚（コーティング厚）を所定厚に
規制されている。上記現像スリーブ５ｂに対向する感光
ドラム３とのＳ−ＤギヤツブＳは、本実施例において４
００ＩＬｍを中心値とする３５０〜４５０μｍの範囲内
に設定されている。このＳ−ＤギヤツブＳは、第２図に
示す現像スリーブ５ｂの両端に装着したＳ−Ｄコロ５ｄ
（斜線部）が、感光ドラム３に圧接した時に上記ギャッ
プ値に設定されるようになっている。なお、トナー５ａ
の飛翔は、現像スリーブ５ｂに交番電圧を印加すること
により、公知のジャンピング現像によって行なわれる。

第３図は通常のアルミ表面を有する現像スリーブ（アル
ミスリーブ）と上記コートスリーブを使用した場合の“
現像特性を比較するＶ−Ｄ曲線図である。なお、横軸に
は現像コントラスト（現像バイアスＶ（、（と明部電位
ＶＬとの差の絶対値）、縦軸には５°のベタ黒の反射濃
度をとっている。

ここで、コートスリーブについて述べると、コートスリ
ーブは、カーボン等の導電性の薄膜（５〜１６μｍ）を
塗布・蒸着などの方法によってスリーブ表面に形成させ
ることにより、スリーブ表面でトナー５ａを拘束する電
界の鏡映力を弱めて、スリーブへの付着性の高い微小ト
ナーの付着を防ぎ、結果として、トナー５ａに付加され
る電荷のチャージアップ量を弱めることによって、トナ
ー５ａの飛翔力を改善し現像性を高めた現像スリーブで
ある。

而して、第３図から明らかなように、通常のアルミスリ
ーブよりコートスリーブとしての現像スリーブ５ｂの方
が濃度の立上りが早く、同じ現像コントラストではコー
トスリーブの方が５°反射濃度が大きい、即ち、コート
スリーブの方がスリーブ上のトナー５ａを拘束する力が
弱いので、結果として、感光ドラム３上に飛翔するトナ
ー５ａの量が多くなり、５°反射濃度が高く、しかも、
アルミスリーブより太いライン幅が得られる。

従って、現像スリーブ５ｂとしてコートスリーブを使用
するときは、適正なライン幅を維持するために、アルミ
スリーブ使用時のＳ−Ｄギャップ３００μｍに比べて、
より大きな３５０〜４５０μｍ程度のＳ−Ｄギャップが
必要になる。

このような大きなＳ−Ｄギャップを設定することによっ
て、現像スリーブ５ｂを回転させるための駆動ギヤのバ
ックラッシュやメカ部品の交差のバラツキなどにより発
生する濃度変動を低く抑えることができるうえ、例えば
レーザービームを走査したときの副走査方向のピッチム
ラを目立たなくすることができる。

なお、Ｓ−Ｄギャップが小さい程、駆動系のバックラッ
シュやメカ部品の交差のバラツキ等を原因とする機械精
度（寸法）上の変動量が、まともにＳ−Ｄギャップ自体
の変動量として作用するため、現像祠の飛翔量が変動し
、ライン幅変動や濃度変動を大きくしてしまい、より一
層ピッチムラが目立ち易くなることが知られている。

上記変動量（ΔＳとする）がＳ−ＤギヤツブＳに占める
割合によって、ピッチムラが変化する様子を第４図に示
す。第４図では１ドツト２スペースなどのハーフトーン
画像を用い、目視等の官能検査におけるピッチムラの目
立ち易さを示している。なお、実験に使用した機器は、
ＯＰＣ材質による３０φ感光ドラムを備えたプロセス速
度５０　”／ｓｅａ、４００　ｄｐｉのＬＢＰ　（レー
ザビームプリンタ）である。

第４図において、変動量Δ５＝６０μｍ一定とし、Ｓ−
ＤギヤツブＳを順次可変設定した場合、Ｓ＝３００μｍ
に設定すると、ΔＳ／Ｓは２０％で、ピッチムラは、図
中Ａに示すように、ピッチムラが目立つ範囲に入ること
がわかる。しかし、５＝５００μｍに設定すると、ΔＳ
／Ｓは１２％で、ピッチムラは図中Ｂに示すように、あ
まり目立たない。

また、５＝３５０μｍでは６３７５４１７％で、図中Ｃ
に示すように、ピッチムラがかろうじて目立たない境界
値となる。

従って、ピッチムラを目立ちづらくするには５＝３５０
〜５００μｍに設定すれば良いことがわかる。

なお、８２５００μｍに設定すると、ジャンピング現像
の場合、ライン幅は急速に細ってしまい適切なライン幅
を維持できなくなる。このため、本実施例では、セーフ
ティマージンをとって、Ｓ−Ｄギャップを３５０〜４５
０μｍに設定している。

第５図は本発明の第２の実施例を示し、現像スリーブ５
ｂと感光ドラム３との間隙であるＳ−Ｄギャップを表わ
している。

同図において、ドクターブレードは、ゴムなどの弾性体
により構成され（ゴムブレード５ｅ）５ｆはゴムブレー
ド５ｅを固定するための押え板で金属でできている。本
実施例におけるＳ−Ｄギャップは４５０μｍを中心値と
する４００〜５００μｍに設定しである。

本実施例でゴムブレード５ｅを使用した場合、Ｓ−Ｄギ
ャップが第１実施例に比べて５０μｍ大きめになってい
るが、これは、以下の理由による。即ち、ゴムブレード
５ｅは現像スリーブ５ｂと接触していて、トナーを一定
の圧力で押えつけることによって、コーティング厚さを
規制している。このとき、ゴムブレード５ｅと現像スリ
ーブ５ｂとの接触により、その間のトナー５ａは摩擦帯
電によって電荷が与えられ、第１の実施例の場合よりも
コーティング厚としてのトリボがさらに高くなっている
。このため、現像し易い条件になって、ライン幅が太り
、５°濃度が高くなってしまう。その結果、第１の実施
例と同じ５°濃度での適正なライン幅を得るために、さ
らに５０μｍ程Ｓ−Ｄギャップを大きくする必要があっ
たからである。したがって、本実施例は、Ｓ−Ｄギヤツ
ブＳを４００〜５００μｍの間に設定することにより、
ピッチムラがさらに目立ちにくくなるという効果を有す
る。

第６図は本発明の第３実施例に係る画像形成装置の光学
系（潜像形成手段）を示す図であり、同図に於いて１７
はレーザ・ユニット、１８はコリメータレンズ、１９は
シリンドリカルレンズ、２０はスキャナモータ、２１は
６面体ミラー、２２は結像レンズ、２３はＢＤミラー、
２４はオプティカルファイバー、２５はＤＣコントロー
ラ、２６はビデオコントローラである。

ＤＣコントローラ２５内の半導体レーザな駆動する回路
（以後、レーザ・ドライバと呼ぶ）は、ビデオ・コント
ローラ２６からＤＣコントローラ内インターフェース回
路を介して送られてきたビデオ信号（ＶＤＯ）に従って
、半導体レーザな駆動する信号（レーザ駆動信号：ＬＤ
ＲＶ）を形成し、レーザ・ユニット１７に送る。

また、レーザ・ドライバは、ＬＤＲＶの電圧をカートリ
ッジ内の感光ドラム感度に合わせて、３段階に切り替え
感光ドラム３に対するレーザ光量の最適化を計る。同時
に、レーザ・ユニット内の光検出器（光電変換素子）か
らのレーザ光量に対応した光量検知信号（ＰＤ）を基に
レーザ光量の安定化も計っている。

レーザ・ユニット１７内の半導体レーザは、ＬＤＲＶに
より変調されたレーザ・ビームを発生する。

変調されたレーザ・ビームは、コリメータレンズ１８と
シリンドリカルレンズ１９により、平行光に変換された
後、一定速度で回転している６面体ミラー２１に入射さ
れる。

６面体ミラー２１から反射されたレーザ・ビームは、６
面体ミラーの前に配置された結像レンズ２２により、感
光ドラム上に焦点を結ぶ。このとき、結像レンズを出た
光は、反射ミラー２３により、光路が折り曲げられる。

６面体ミラー２１が一定速度で回転すると、感光ドラム
上のレーザ・ビームは一定速度で感光ドラム３上を走査
する。

感光ドラム３が一定速度で回転しく副走査）、かつレー
ザ・ビームが一定速度で感光ドラム上を走査すると（主
走査）、感光ドラム３上に画像が形成される。

ここで、半導体レーザのように、入射光の強度分布がガ
ウス分布である光の場合、スポットサイズをω。、λを
波長、ＮＡをコリメータレンズ１８等の開口数、Ｋをレ
ンズの開口の形状や入射光の強度分布などで決まる定数
とすると、スポットサイズω。は次式で表される。

上記計算式よりスポットサイズ（径）ω。を大きくする
には、コリメータレンズ１８の開口数ＮＡを小さくして
、暗いレンズにすれば良いことがわかる。

本実施例では、例えばコリメータレンズ１８の径２，５
φを小さくすることによって、感光ドラム３上のスポッ
ト径を主走査方向１０５μｍ、副走査方向１２５μｍの
通常でのサイズから、主走査方向１１０μｍ、副走査方
向１３５μｍのサイズに大きくする。その結果、前述し
た実施例の構成によりＳ゛−Ｄギャップを大きくするの
に加えて、副走査方向により長い楕円状のスポット径に
することによって副走査方向の各走査ライン間が密にな
り、ピッチムラをさらに目立ちずらくする効果が得られ
る。

（発明の効果） 本発明は以上の構成および作用を有するので、現像剤担
持体の表面を被膜する導電体によって、現像剤が現像剤
担持体によって拘束される力を弱めて現像剤の飛翔力を
高め、この飛翔力アップに伴い現像剤担持体と静電潜像
担持体との間隙を広げることができ、適正なライン幅を
維持しながら画像上のピッチムラを低減し、目立たない
ようにすることができるという効果が得られる。

また、上記間隙を広げることにより、装置構成部品の機
械精度上の変動量に対して影響を受けにくくなり、ライ
ン幅変動や濃度変動を低減することができる。

なお、現像剤担持体に保持される現像剤の層厚をドクタ
ーブレードにより該現像剤とは非接触にて所定厚に規制
することにより、現像剤に対して現像剤担持体と静電潜
像担持体との間に設けられた３５０〜４５０μｍの間隙
を転移して、静電潜像担持体に付着する飛翔力を与える
ことができる。

また、現像剤担持体に保持される現像剤の層厚をドクタ
ーブレードにより該現像剤に接触して所定厚に規制する
ことにより、現像剤に対して現像剤担持体と静電潜像担
持体との間に設けられた４００〜５００μｍの間隙を転
移して、静電潜像担持体に付着する飛翔力を与久ること
かできる。

そして、静電潜像担持体上の主走査方向に照射光を走査
して潜像を形成する潜像形成手段を備えている場合、上
記照射光のスポット径を主走査方向１１０μｍ以上、副
走査方向１３５μｍ以上に設定することにより、潜像を
形成する各ラインの間隔を狭くすることができ、副走査
方向のピッチムラを一層目立たなくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係る画像形成装置におけ
る現像剤担持体と静電潜像担持体との間隙を示す側面図
、第２図は第１図に示した現像器の外観図、第３図は通
常のアルミ表面による現像スリーブとコートスリーブを
使用した場合の現像特性を比較するＶ−Ｄ曲線図、第４
図は第１図に示した間隙の変動率によるピッチムラの変
化を示す特性図、第５図は本発明の第２実施例に係るＳ
−Ｄギャップを示す図、第６図は本発明の第３実施例に
係る画像形成装置の光学系を示す図、第７図は本発明を
適用した画像形成装置を示す概略構成図である。 符号の説明 ■・・・スキャナユニット（潜像形成手段）３・・・感
光ドラム（静電潜像担持体）５・・・現像器 ５ａ・・・トナー（現像剤） ５ｂ・・・現像スリーブ（現像剤担持体）５ｃ・・・ド
クターブレード ５ｅ・・・ゴムブレード Ｓ・・・Ｓ−Ｄギャップ（間隙） 第２図 第３図 ｆｆ１４フントラスト　’ＩＶｏｃ−Ｖｔ１）　ｔｖ＋
第４図 ５００　　　Ｘ５０　３００　　　Ｓ−Ｄ！−り〉−第
５図 第６図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）現像剤を担持する現像剤担持体と、この現像剤担
   持体に所定間隙をもって対向する静電潜像担持体とを有
   し、 前記現像剤担持体に交番電圧を印加することにより現像
   剤を前記静電潜像担持体上の潜像に飛翔させて現像を行
   なう画像形成装置において、 前記現像剤担持体の表面を被膜する導電体を設け、 この現像材担持体と静電潜像担持体との間隙を前記現像
   剤の飛翔力に応じて設定して成ることを特徴とする画像
   形成装置。
2. （２）上記現像剤担持体に担持される現像剤の層厚を該
   現像剤とは非接触にて所定厚に規制するドクターブレー
   ドを備え、 現像剤担持体と静電潜像担持体との間隙を３５０〜４５
   ０μｍの範囲内に設定して成ることを特徴とする請求項
   １記載の画像形成装置。
3. （３）上記現像剤担持体に担持される現像剤の層厚を該
   現像剤に接触して所定厚に規制するドクターブレードを
   備え、 現像剤担持体と静電潜像担持体との間隙を４００〜５０
   ０μｍの範囲内に設定して成ることを特徴とする請求項
   １記載の画像形成装置。
4. （４）前記静電潜像担持体上の主走査方向に走査される
   照射光によって潜像を形成する潜像形成手段を備え、 上記照射光のスポット径を主走査方向１１０μｍ以上、
   副走査方向１３５μｍ以上に設定して成ることを特徴と
   する請求項１記載の画像形成装置。