JPH05241401A

JPH05241401A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH05241401A
Application number: JP4078227A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Koudaka; 寿向高; Tatsuji Imoo; 龍士芋生; Hidemasa Aiba; 英全相羽
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1992-02-28
Filing date: 1992-02-28
Publication date: 1993-09-21
Anticipated expiration: 2015-08-07
Also published as: JP3072802B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、背面露光現像装置において、感光
体ドラムの小径化を図った場合においても所定の現像濃
度と画像形成の鮮明化を達成し得る画像形成装置を提供
する事を目的とする。【構成】本発明は、前記感光体ドラムを４０φ以下に
設定すると共に、該感光体ドラムに対し、現像スリーブ
の直径を、ドラム直径と略同一若しくはそれより大に設
定し、そして好ましくは固定磁石集成体を内包した現像
スリーブの回転方向と速度を、前記摺擦域上で感光体ド
ラムに対しフォワードフィード回転で且つドラム周速よ
り相対的に早い周速になる如く設定した事を特徴とす
る。画像形成装置

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリンタ、ファクシミ
リ、複写機等に適用される画像形成装置に係り、特に現
像スリーブに対し、感光体の背面側に配設した露光手段
により感光体を露光させながら、露光とほぼ同時に現像
を行なう画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば透光性支持体上に透光
性導電層と光導電体層を積層してなる感光体ドラム内
に、画像情報に対応した光出力を生成する露光手段を内
挿し、該露光手段の光出力を集束化して前記光導電体層
に潜像を結像すると同時若しくはその直後に前記感光体
ドラムと対面配置させた現像スリーブを介して前記潜像
を可視像（トナー像）化した後、該トナー像を転写ロー
ラその他の転写手段を介して普通紙に転写可能に構成し
た画像形成装置は公知である。（特開昭58ー153957号
他）

【０００３】この種の画像形成装置においては、構成の
一層の簡単化とオゾン発生等の防止、更には地かぶりの
防止を図る為に、独立した帯電器を設けずに前記感光体
ドラムと対峙して配置された現像スリーブ上に導電性磁
性トナーを担持させるとともに、スリーブに内包した固
定磁石集成体その他の磁気力を利用していわゆる磁気ブ
ラシ状のトナー摺擦域を現像位置付近に設け、該摺擦域
により感光体ドラム表面を摺擦しながら現像スリーブ側
に印加した現像バイアスを利用して前記摺擦域を介して
前記ドラムの光導電層に電荷を注入して帯電を行なった
後、該帯電の直後に該ドラムに内包された露光手段を利
用して露光を行ないつつ露光とほぼ同時に現像を行なう
ように構成している。

【０００４】さて、従来カールソン方式の電子写真にお
いては、感光体ドラムの周りに種々のプロセス手段を配
置する必要性から、一般的に感光体ドラム径よりスリー
ブ径を小さく設定している。又前記した背面露光現像装
置においてもドラム内部に露光手段としてのＬＥＤユニ
ットを挿設する構成を取るために、従来はドラム径が５
０φ以下、特に４０φ以下の感光体ドラムを用いた装置
の提供は不可能であったが、近年狭小幅のＬＥＤヘッド
アレイの開発が進むにつれ、４０φ以下更に好ましくは
３０φ以下の感光体ドラムの提供が可能になった。

【０００５】かかる装置においても従前と同様にこれに
比例して現像スリーブ径をドラム径より小さく設定して
いたが、特に背面露光装置においては前記ドラム／スリ
ーブの対峙位置にトナー摺擦域を形成し、該摺擦域上で
帯電、露光、現像の３つのプロセス工程を行なうために
前記の様にドラム／スリーブ径が小径化するにつれ、こ
れに比例して前記摺擦域も狭小化し、帯電、露光、現像
を円滑に行なう事が困難になる。又、前記ドラム径を小
径化すればするほど、前記ドラムとスリーブ間の最近接
位置を挟んでその両側に位置する楔状空間の楔状角度が
大になり、その分前記トナー摺擦域が狭小化されるのみ
ならず、前記現像スリーブに担持されるトナー層が薄層
である為に、前記楔状角度が大、末広がり状になればな
るほど精度よく前記トナー摺擦域を形成する事が出来
ず、そのニップ幅とともにトナー密度が不安定化する。

【０００６】特に前記ドラム口径が小径化すればするほ
ど、１０枚機若しくは６枚機というプリンタ若しくはフ
ァクシミリとしての機能を満足させる給紙速度を得るた
めに、前記ドラム径に反比例してドラム周速を等比級数
的に増大させねばならず、結果として前記トナー摺擦域
の不安定化が急増するとともに、前記摺擦域の不安定化
と狭小化は即現像濃度と画像形成の鮮明化と安定化に悪
影響を及ぼす。

【０００７】本発明はかかる技術的課題に鑑み、感光体
ドラムの小径化を図った場合においても所定の現像濃度
と画像形成の鮮明化を達成し得る画像形成装置を提供す
る事を目的とする。

【０００８】

【課題を解決する為の手段】本発明は、前記感光体ドラ
ムを４０φ以下に設定した場合における最も好適な構成
を具現化するもので、その特徴とするところは前記口径
の感光体ドラムに対し、現像スリーブの直径を、ドラム
直径と略同一若しくはそれより大に設定した事を特徴と
するものである。ここで略同一とは必ずしも厳密に同一
ではなく１０％未満の直径比の場合はその作用が同一な
事から当然に略同一に含まれる。又、前記特徴を見出し
た根拠は実験によるものであるが、基本的には現像スリ
ーブ直径をドラム直径と同等か大にする事により、前記
楔状角度を小にし得ると共に、その分現像スリーブに内
包された固定磁石集成体の角度位置の緻密な制御が可能
になる。前記特徴によりドラムを小径化させても有効に
帯電、露光、現像を行ないうる摺擦域が確保できる。

【０００９】さて請求項２記載の発明は前記構成に加え
て、前記摺擦域に供給されるトナー量の増大を図り、狭
小な摺擦域におけるトナー密度を高めようとするもの
で、本出願人は先ず、前記摺擦域における感光体の移動
方向をトナー搬送方向と逆方向に設定する（この場合感
光体ドラムと現像スリーブで形成する場合は、いずれも
時計回り若しくは反時計回り等の同一回転方向に設定す
る事により摺擦域における移動方向を逆方向に設定でき
る。以下これをカウンタフィードという。）事により前
記摺擦域に供給するトナー量を大にして、言換えればト
ナー密度を大にして結果として短時間に帯電効率を上げ
る試みをなした。しかしながら前記構成ではドラム／ス
リーブ間の最近接位置が実質的な堰となってトナー流入
側言換えればドラム下流側の摺擦域に多くのトナーが集
積されそのトナー密度が大になり、最近接位置上流側の
トナー密度が相対的に粗になる為に、感光体ドラムの回
転方向上流側より帯電域におけるトナー密度を十分密に
出来ず、必ずしも所期の効果を期待出来ない。

【００１０】そこで本出願人は、前記感光体ドラムと現
像スリーブをカウンタフィードする事なく、摺擦域にお
ける移動方向が順方向であるフォワードフィードに設定
しつつ、現像スリーブの周速をドラム周速より相対的に
早くする事により、前記摺擦域の最近接位置よりドラム
上流側の帯電域に供給するトナー密度を大にした。かか
る構成によれば、帯電域におけるトナー密度を最も高く
設定できるために、安定した帯電が可能である。この場
合前記スリーブ周速はドラム周速に対し５〜１０倍に設
定するのがよい。即ち５倍以下では前記摺擦による帯
電が充分行なわれず、結果として帯電不良が発生しゴー
ストやかぶり、画像濃度低下が発生しやすい。又１０倍
以上では前記相対的摺擦速度の増大による機内汚染や現
像剤の寿命低下が生じるのみならず。前記摺擦速度の増
大により特に露光後の現像ニップル（摺擦域終端側）が
不安定化しやすい。

【００１１】さて前記構成では現像スリーブの口径を大
きく設定できるために、その分固定磁石集成体の位置制
御の許容度が増すというメリットを得る事が出来るが、
本発明は更に請求項３記載のように前記固定磁石集成体
の取り付け位置を規定し、固定磁石集成体の現像剤摺擦
域形成用の主磁極を露光位置よりドラム回転方向の上流
側に偏位させて配置した。かかる構成によれば前記スリ
ーブ側の周速を大にした場合においても、特に露光位置
下流側の現像ニップ（現像剤摺擦域）幅が安定し、再帯
電による濃度低下が生じる事なく安定した露光／現像が
可能となる。

【００１２】さて前記の様に感光体ドラムを小径化した
場合隣接するプロセス工程である転写工程と現像工程が
近接化し、而も前記の様に現像スリーブ周速を大にする
と該現像スリーブより飛散したトナーが転写位置に導か
れた普通紙側に付着し画像汚染の恐れが生じる。そこで
本発明は請求項４記載のようにスリーブとドラムのみな
らず、転写手段のレイアイトにも考慮し、前記感光体ド
ラムの上側周面側に現像スリーブを、該ドラムの下側周
面側に転写手段を夫々配設した事を特徴とさせている。
かかる発明によれば、前記感光体ドラム周面に現像スリ
ーブと転写手段を隣接配置させる事なく、感光体ドラム
を介して対向配置させているためにドラムを小径化した
場合でも両者間の距離を大きく取る事が出来、前記した
欠点が解消し得る。又この場合、現像剤を保持する現像
スリーブをドラム上方に位置させた場合は、重力を利用
して前記摺擦域の形成を安定化させる事が出来、請求項
１記載の発明の作用を円滑に達成し得る。又逆に現像ス
リーブをドラム下方に位置させた場合は、転写ローラが
上方に位置するために現像スリーブよりのトナー飛散が
普通紙側に落下するのを阻止する事が出来る。

【００１３】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を例示
的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている
構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に
特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみ
に限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。図１
は本発明の実施例にかかるプリンタの構成を示す概略図
である。１はＬＥＤユニット２を内挿した感光体ドラム
で、その回転方向に沿って現像ユニット３に組込まれた
現像スリーブ３０、転写ローラ４、配設されていると共
に、前記感光体ドラム１と転写ローラ４間の接線方向に
沿って上流側より、給紙カセット５、紙検知センサ６、
レジストローラ７、及び転写ローラ４を挟んで定着ロー
ラ８が配設されている。尚、転写ローラ４は転写効率を
上げるために導電性ローラを用い、前記トナーの帯電電
位と逆極性の転写バイアスを印加させるとともに、前記
感光体ドラム１周面に均一に圧接し、該ドラム１と同期
して回転可能に構成する。

【００１４】次に図２に示すように、本発明の要部たる
感光体ドラム１と現像ユニット３の構成を中心に詳細に
説明する。感光体ドラム１は、内面側より透光性支持体
１ａ上に透光性導電層１ｂ、注入阻止層１ｅ、光導電体
層１ｃ、及び表面層１ｆが積層されて形成されており、
透光性支持体１ａは、ガラス等の透明な無機材料や、ポ
リエステル等の透明な樹脂等で形成されており、これを
本実施例においては肉厚が２ｍｍで外周径を３０ｍｍに
設定すると共に、軸方向に３００ｍｍの長さを有する透
明な円筒状ガラス基板を形成する。透光性導電層１ｂは
前記支持体上にＩＴＯ（インジウム・スズ・酸化物）層
を活性反応蒸着法により１０００Åの厚みで成膜して形
成している。光導電体層１ｃはａ−Ｓｉ：Ｈからなる光
導電体を用い、そして現像バイアスが正の場合には電子
の移動度を高める為、ノンドープ又はＶａ族元素を含有
させ、又現像バイアスが負の場合には正孔の移動度を高
めるため、IIIａ族元素を含有させるのが好ましい。又
前記光導電体層１ｃは、背面側より光キャリア発生の機
能を高めた光励起層領域１ｃ１と、キャリア輸送の機能
を持たせた層領域１ｃ２との２層により形成する事によ
り光感度と耐電圧を高めることが出来る。

【００１５】感光体ドラム１内に内挿されるＬＥＤユニ
ットは、ドラム軸方向に沿って１列状に配列したＬＥＤ
チップ列２１等を搭載してなるプリント基板上に配設さ
せた集束性レンズアレイ２３（商品名：セルフォックレ
ンズ）からなり、これらを一体的にヘッドブロック２４
により保持し前記ＬＥＤチップを６４ビット単位で時分
割駆動しながら１走査ライン分の画素情報のデータ出力
を行う。以下前記動作を繰り返す事により１ページ分の
画像情報の出力を行なう事が出来る。そして前記ＬＥＤ
ユニットはその露光位置がドラム／スリーブの最近接
点、言い換えれば感光体ドラム１と現像スリーブ３０の
軸心を結ぶ中心線上より僅かにドラム１回転方向下流側
（４°程度）に偏向させて、前記ドラム１内の光導電体
層１ｃに結像するように構成している。

【００１６】現像ユニット３は図１に示すように、トナ
ー補給容器３２とキャリアとトナーが収容された現像容
器３１からなり、該容器本体３１の感光体ドラム１と対
面する側に、固定磁石集成体３３を内包する現像スリー
ブ３０を配設するとともに該スリーブ３０の直径を感光
体ドラムと同様に３０φに設定しつつ該感光体ドラム１
と逆方向の反時計回り方向に回転し、好ましくは前記感
光体ドラムの周速の５〜１０程度の回転速度でフォワー
ドフィード可能に構成している。固定磁石集成体は図１
に示すような磁極配置に設定し、特に前記摺擦域を形成
するための主磁極はドラム／スリーブ間の最近接位置か
らドラム回転方向上流側の２°程度変位した位置に配設
している。一方前記現像容器３１は、前記感光体ドラム
１と対面する現像スリーブ３０下側周面側を開口させる
と共に、該開口部両側を弧の字状に凹設し、該凹設部位
に感光体ドラム１を収納配置させると共に、該該ドラム
底面側に転写ローラ４を転動可能に接触させる。

【００１７】次に前記現像ユニット３に用いる現像剤の
組成について説明する。図２は本現像剤に用いるキャリ
アの構成を示す模式図であり、磁性体１５がバインダー
樹脂中に均一に分散されてなるキャリア母粒子１３の表
面に導電性微粒子１６が固定されてキャリア１４が構成
されている。

【００１８】キャリア１４は、体積固有抵抗が１０⁸・
Ω・ｃｍ以下、より好ましくは１０⁴・Ω・ｃｍ以下で
ある。体積固有抵抗が余り大きくなると、導電性キャリ
アとしての特性が損われ、例えば、背面露光方式に用い
た場合は、電荷の注入が速やかに行なわれず、感光体の
帯電が不十分となる。キャリア１４の導電性は、主とし
て導電性微粒子１６によって付与される。キャリア１４
の磁力は、ある程度以上に大きいことが必要であり、好
ましくは５ｋＯｅ（エールステッド）の磁場での最大磁
化が５５ｅｍｕ／ｇ以上、より好ましくは５５〜８０ｅ
ｍｕ／ｇである。また、１ｋＯｅの磁場での最大磁化
は、４５ｅｍｕ／ｇ以上が好適であり、より好ましくは
４５〜６０ｅｍｕ／ｇである。キャリア１４の磁力が余
り小さくなると、現像剤の搬送性が劣化し、また、キャ
リア１４がトナーとともに現像される。

【００１９】キャリア１４の平均粒度は、１０〜１００
μｍが好適であり、より好ましくは１５〜５０μｍであ
る。キャリア１４が余り大きくなると感光体を均一に帯
電させることが困難となり、トナー濃度Ｔ／Ｃを大きく
することができなくなる。一方、余り小さすぎると、現
像スリーブ上の現像剤の搬送性が悪くなり、また、一定
の電位を付与するのが困難となる。また、キャリア１４
の真密度は、３．０〜４．５ｇ／ｃｍ³の範囲が好まし
い。磁性体としては、マグネタイト（Ｆｅ₃Ｏ₄）、フ
ェライト（Ｆｅ₂Ｏ₃）などが用いられ、特にマグネタイ
トが好ましいが、これに限定されるものではない。

【００２０】導電性微粒子１６としては、カーボンブラ
ック、酸化スズ、導電性酸化チタン（酸化チタンに導電
性材料をコーティングしたもの）、炭化ケイ素などが用
いられ、空気中の酸素による酸化によって導電性を失な
わないものが望ましい。キャリア母粒子１３に用いられ
るバインダー樹脂としては、ポリスチレン系樹脂に代表
されるビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド
（商品名ナイロン）系樹脂、ポリオレフィン系樹脂など
が用いられる。

【００２１】キャリア母粒子１３の表面への導電性微粒
子１６の固着は、例えば、キャリア母粒子１３と導電性
微粒子１６とを均一混合し、キャリア母粒子１３の表面
に導電性微粒子１６を付着させた後、機械的・熱的な衝
撃力を与え導電性微粒子１６をキャリア母粒子１３中に
打ち込むようにして固定することにより行なわれる。導
電性微粒子１６は、キャリア母粒子１３中に完全に埋設
されるのではなく、その一部をキャリア母粒子１３から
突き出すようにして固定される。このようにキャリア１
４の表面に導電性微粒子１６を固定することにより、効
率的にキャリア１４に高い導電性を付与できる。また、
キャリア母粒子１３中には導電性微粒子１６を配合する
必要がないので、それだけ多くの磁性体１５をキャリア
母粒子１３中に配合でき、キャリア１４の磁力を大きく
することができる。

【００２２】上記のキャリアとトナーとを混合して、現
像剤とする。トナーとしては通常の絶縁性トナーが用い
られ、好ましくは体積固有抵抗が１０¹⁴Ω・ｃｍ以上の
ものであり、より好ましくは１０¹⁶Ω・ｃｍ以上に設定
され、例えば、バインダー樹脂、着色剤、電荷制御剤、
オフセット防止剤などとともに磁性体を添加して磁性ト
ナーとするのがよい。

【００２３】次に現像スリーブ径と現像濃度の関係を調
べるために、現像スリーブ３０の直径を30ｍｍと２０ｍ
ｍにしたものを用意し、感光体ドラム１は時計周り方向
に回転速度を２５ｒｐｍに設定し、一方現像スリーブは
フォワードフィード回転になるように、反時計回り方向
に所定速度（３０φ：２００ｒｐｍ、２０φ：３００ｒ
ｐｍ）で回転させ、その周速が夫々ドラム周速の８倍に
なるように回転速度を設定するととともに、該ドラム１
と現像スリーブ３０との間のギャップを０．５ｍｍ、又
固定磁石集成体３３の主磁極位置を最近接位置より２°
感光体ドラム上流側に振り、又その磁極強さは８００ガ
ウスに設定する。この状態で現像バイアスＶｉとして＋
50Ｖの直流電圧を印加しながら全露光と、露光エネルギ
ーが０．３５μＪ／ｃｍ²、ＬＥＤチップの発光時間２
０μｓの時分割駆動を行なってＬＥＤユニット２を最近
接位置を中心に左右に振りながら２５％の露光を行な
う。この条件下で直径を３０ｍｍと２０ｍｍに夫々設定
した現像スリーブと現像濃度の関係を図３（Ａ）及び
（Ｂ）に示す。

【００２４】次に前記現像スリーブがカウンタフィード
回転になるように、前記と逆に時計回り方向に所定速度
（３０φ：１５０ｒｐｍ、２０φ：２５０ｒｐｍ）で回
転させ、その周速が前記と同様の相対周速が得られるよ
うに回転速度を設定した他は前記と同様な条件で実験を
行ない、その結果を図３（Ｃ）及び（Ｄ）に示す。この
結果、３０φのフォワードフィード回転では全露光でＩ
Ｄ濃度が１．０以上達成し得るＬＥＤユニット２の振れ
角は６．２°で、又２５％露光でもＬＥＤユニット４〜
６°の振れ角で０．６〜０．８程度の良好なＩＤ濃度を
達成する事が出来た。

【００２５】一方２０φのフォワードフィード回転では
全露光でＩＤ濃度が１．０以上達成し得るＬＥＤユニッ
ト２の振れ角は４．１°と低下し、、又２５％露光でも
ＬＥＤユニット４〜５°の振れ角で最大０．５程度とＩ
Ｄ濃度の低下がみられた。次にカウンタフィード回転で
は３０φの場合、全露光でＩＤ濃度が１．０以上達成し
得るＬＥＤユニットの振れ角は３．７°であるが、又２
５％露光ではＬＥＤユニット１〜３°の振れ角で０．６
〜０．７程度の良好なＩＤ濃度を達成する事が出来た。
尚、２０φでは全露光、２５％露光のいずれも良好な結
果が得られなかった。

【００２６】次に本発明の効果を確認するために、３５
φのフォワードフィード回転で，回転速度を１７０ｒｐ
ｍに落として前記と同様な実験を行なったところ、図３
（Ａ）とほぼ同様な実験結果を得る事が出来た。従って
かかる実験結果より、ドラム径と同一か大なるスリーブ
口径で、周速をドラム周速より大に設定したフォワード
フィード回転が最も好ましい事が理解できる。

【００２７】次に３０φの現像スリーブを用い、感光体
ドラム１は回転速度を２５ｒｐｍに設定し、一方現像ス
リーブの回転速度を２５〜３００ｒｐｍの範囲で順次変
化させながら、ＩＤ濃度とスリーブ回転数との関係を調
べてみた。尚、現実験条件は前記フォワードフィード回
転と同様で、最近接位置におけるギャップは０．５ｍｍ
である。そして前記条件設定の基に、ＩＤ濃度とスリー
ブ回転数との関係は図４の破線で示す関係が得られた。
本図より明らかな如くスリーブ／ドラム間の相対周速が
５倍に至るまで現像濃度が増加し、５〜９倍までは安定
するが１０倍を過ぎると急速に低下している事が確認さ
れた。次に前記現像ギャップを０．４ｍｍに狭めて同様
な実験を行った所、図４の実践で示すように前記安定域
が１０倍程度まで延びる事が確認された。前記の結果よ
りスリーブ／ドラム間の相対周速が５倍に至るまでは帯
電不良の為、又１０倍を過ぎる現像後の摺擦や再帯電に
より現像濃度が低下するものと思われる。

【００２８】次に、前記と同様な条件でスリーブに内包
した固定磁石集成体の磁極位置と現像濃度の関係につい
て調べる。図５から明らかなように、固定磁石集成体の
主磁極をドラム／スリーブ間の最近接位置を挟んで左右
に振った場合の露光位置上流側（帯電域）と下流側（露
光／現像域）の現像ニップル幅の変動について調べてみ
たところ、画像形成に影響がある下流側（露光／現像
域）の現像ニップ幅はフォワードフィード回転である事
により、最近接点で現像剤流量が規制され、上流側に比
べ変動量が少なく安定した画像形成が行なわれる事が確
認された。更に露光位置の上流側に主磁極を位置してい
る場合は変動が少ないが、露光位置の下流側に設定する
と、前記ニップル幅が急激に低下し、結果として画像形
成に悪影響を及ぼす事が確認された。

【００２９】

【効果】以上記載した如く本発明によれば、所定のプリ
ント速度を維持しつつ前記ドラムの小径化を図った場合
においても、円滑な帯電と鮮明画像の形成を可能とする
とともに、特に現像スリーブと感光体ドラムの関係をよ
り明確化する事により小型化と画像の鮮明化という相反
する要請を容易に且つ円滑に達成する事が出来た。等の
種々の著効を有す。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る画像形成装置の全体概略
図

【図２】本現像剤に用いるキャリアの構成を示す模式図

【図３】現像スリーブ直径と現像濃度の関係を示す関係
図

【図４】ＩＤ濃度とスリーブ回転数との関係図

【図５】固定磁石集成体の主磁極位置と現像ニップ幅の
変動を示す関係図

【符号の説明】

１感光体ドラム２ＬＥＤユニット３０現像スリーブ１０現像剤摺擦域

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年３月３１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】さて前記の様に感光体ドラムを小径化した
場合隣接するプロセス工程である転写工程と現像工程が
近接化し、而も前記の様に現像スリーブ周速を大にする
と該現像スリーブより飛散したトナーが転写位置に導か
れた普通紙側に付着し画像汚染の恐れが生じる。そこで
本発明は請求項４記載のようにスリーブとドラムのみな
らず、転写手段のレイアウトにも考慮し、前記感光体ド
ラムの上側周面側に現像スリーブを、該ドラムの下側周
面側に転写手段を夫々配設した事を特徴とさせている。
かかる発明によれば、前記感光体ドラム周面に現像スリ
ーブと転写手段を隣接配置させる事なく、感光体ドラム
を介して対向配置させているためにドラムを小径化した
場合でも両者間の距離を大きく取る事が出来、前記した
欠点が解消し得る。又この場合、現像剤を保持する現像
スリーブをドラム上方に位置させた場合は、重力を利用
して前記摺擦域の形成を安定化させる事が出来、請求項
１記載の発明の作用を円滑に達成し得る。又逆に現像ス
リーブをドラム下方に位置させた場合は、転写ローラが
上方に位置するために現像スリーブよりのトナー飛散が
普通紙側に落下するのを阻止する事が出来る。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を例示
的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている
構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に
特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみ
に限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。図１
は本発明の実施例にかかるプリンタの構成を示す概略図
である。１はＬＥＤユニット２を内挿した感光体ドラム
で、その回転方向に沿って現像ユニット３に組込まれた
現像スリーブ３０、転写ローラ４が配設されていると共
に、前記感光体ドラム１と転写ローラ４間の接線方向に
沿って上流側より、給紙カセット５、紙検知センサ６、
レジストローラ７、及び転写ローラ４を挟んで定着ロー
ラ８が配設されている。尚、転写ローラ４は転写効率を
上げるために導電性ローラを用い、前記トナーの帯電電
位と逆極性の転写バイアスを印加させるとともに、前記
感光体ドラム１周面に均一に圧接し、該ドラム１と同期
して回転可能に構成する。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１４】次に図１に示すように、本発明の要部たる
感光体ドラム１と現像ユニット３の構成を中心に詳細に
説明する。感光体ドラム１は、内面側より透光性支持体
１ａ上に透光性導電層１ｂ、注入阻止層１ｅ、光導電体
層１ｃ、及び表面層１ｆが積層されて形成されており、
透光性支持体１ａは、ガラス等の透明な無機材料や、ポ
リエステル等の透明な樹脂等で形成されており、これを
本実施例においては肉厚が２ｍｍで外周径を３０ｍｍに
設定すると共に、軸方向に３００ｍｍの長さを有する透
明な円筒状ガラス基板を形成する。透光性導電層１ｂは
前記支持体上にＩＴＯ（インジウム・スズ・酸化物）層
を活性反応蒸着法により１０００Åの厚みで成膜して形
成している。光導電体層１ｃはａ−Ｓｉ：Ｈからなる光
導電体を用い、そして現像バイアスが正の場合には電子
の移動度を高める為、ノンドープ又はＶａ族元素を含有
させ、又現像バイアスが負の場合には正孔の移動度を高
めるため、ＩＩＩａ族元素を含有させるのが好ましい。
又前記光導電体層１ｃは、背面側より光キャリア発生の
機能を高めた光励起層領域１ｃ１と、キャリア輸送の機
能を持たせた層領域１ｃ２との２層により形成する事に
より光感度と耐電圧を高めることが出来る。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１５】感光体ドラム１内に内挿されるＬＥＤユニ
ットは、ドラム軸方向に沿って１列状に配列したＬＥＤ
チップ列等を搭載してなるプリント基板上に配設させた
集束性レンズアレイ２３（商品名：セルフォックレン
ズ）からなり、これらを一体的にヘッドブロック２４に
より保持し前記ＬＥＤチップを６４ビット単位で時分割
駆動しながら１走査ライン分の画素情報のデータ出力を
行う。以下前記動作を繰り返す事により１ページ分の画
像情報の出力を行なう事が出来る。そして前記ＬＥＤユ
ニットはその露光位置がドラム／スリーブの最近接点、
言い換えれば感光体ドラム１と現像スリーブ３０の軸心
を結ぶ中心線上より僅かにドラム１回転方向下流側（４
°程度）に偏向させて、前記ドラム１内の光導電体層１
ｃに結像するように構成している。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１６】現像ユニット３は図１に示すように、トナ
ー補給容器３２とキャリアとトナーが収容された現像容
器３１からなり、該容器本体３１の感光体ドラム１と対
面する側に、固定磁石集成体３３を内包する現像スリー
ブ３０を配設するとともに該スリーブ３０の直径を感光
体ドラムと同様に３０φに設定しつつ該感光体ドラム１
と逆方向の反時計回り方向に回転し、好ましくは前記感
光体ドラムの周速の５〜１０程度の回転速度でフォワー
ドフィード可能に構成している。固定磁石集成体は図１
に示すような磁極配置に設定し、特に前記摺擦域を形成
するための主磁極はドラム／スリーブ間の最近接位置か
らドラム回転方向上流側の２°程度変位した位置に配設
している。一方前記現像容器３１は、前記感光体ドラム
１と対面する現像スリーブ３０下側周面側を開口させる
と共に、該開口部両側を弧の字状に凹設し、該凹設部位
に感光体ドラム１を収納配置させると共に、該ドラム底
面側に転写ローラ４を転動可能に接触させる。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２３】次に現像スリーブ径と現像濃度の関係を調
べるために、現像スリーブ３０の直径を３０ｍｍと２０
ｍｍにしたものを用意し、感光体ドラム１は時計周り方
向に回転速度を２５ｒｐｍに設定し、一方現像スリーブ
はフォワードフィード回転になるように、反時計回り方
向に所定速度（３０φ：２００ｒｐｍ、２０φ：３００
ｒｐｍ）で回転させ、その周速が夫々ドラム周速の８倍
になるように回転速度を設定するととともに、該ドラム
１と現像スリーブ３０との間のギャップを０．５ｍｍ、
又固定磁石集成体３３の主磁極位置を最近接位置より２
°感光体ドラム上流側に振り、又その磁極強さは８００
ガウスに設定する。この状態で現像バイアスＶｉとして
＋５０Ｖの直流電圧を印加しながら、露光エネルギーが
０．３５μＪ／ｃｍ ^２（ＬＥＤチップの発光時間２０μ
ｓ）の時分割駆動を行なってＬＥＤユニット２を最近接
位置を中心に左右に振りながら全露光及び２５％の露光
を行なう。この条件下で直径を３０ｍｍと２０ｍｍに夫
々設定した現像スリーブと現像濃度の関係を図３（Ａ）
及び（Ｂ）に示す。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２４】次に前記現像スリーブがカウンタフィード
回転になるように、前記と逆に時計回り方向に所定速度
（３０φ：１５０ｒｐｍ、２０φ：２５０ｒｐｍ）で回
転させ、その周速が前記と同様の相対周速が得られるよ
うに回転速度を設定した他は前記と同様な条件で実験を
行ない、その結果を図３（Ｃ）及び（Ｄ）に示す。この
結果、３０φのフォワードフィード回転では全露光で画
像濃度が１．０以上達成し得るＬＥＤユニット２の振れ
角は６．２°で、又２５％露光でもＬＥＤユニット４〜
６°の振れ角で０．６〜０．８程度の良好な画像濃度を
達成する事が出来た。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２５】一方２０φのフォワードフィード回転では
全露光で画像濃度が１．０以上達成し得るＬＥＤユニッ
ト２の振れ角は４．１°と低下し、、又２５％露光でも
ＬＥＤユニット４〜５°の振れ角で最大０．５程度と画
像濃度の低下がみられた。次にカウンタフィード回転で
は３０φの場合、全露光で画像濃度が１．０以上達成し
得るＬＥＤユニットの振れ角は３．７°であるが、又２
５％露光ではＬＥＤユニット１〜３°の振れ角で０．６
〜０．７程度の良好な画像濃度を達成する事が出来た。
尚、２０φでは全露光、２５％露光のいずれもＬＥＤ振
れ角の幅が狭く良好な結果が得られなかった。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２８】次に、前記と同様な条件でスリーブに内包
した固定磁石集成体の磁極位置と現像濃度の関係につい
て調べる。図５から明らかなように、固定磁石集成体の
主磁極をドラム／スリーブ間の最近接位置を挟んで左右
に振った場合の露光位置上流側（帯電域）と下流側（露
光／現像域）の現像ニップ幅の変動について調べてみた
ところ、画像形成に影響がある下流側（露光／現像域）
の現像ニップ幅はフォワードフィード回転である事によ
り、最近接点で現像剤流量が規制され、上流側に比べ変
動量が少なく安定した画像形成が行なわれる事が確認さ
れた。更に露光位置の上流側に主磁極を位置している場
合は変動が少ないが、露光位置の下流側に設定すると、
前記ニップ幅が急激に低下し、結果として画像形成に悪
影響を及ぼす事が確認された。

【手続補正１０】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【手続補正１１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】現像スリーブと対峙する感光体ドラムの
背面側に露光手段を配置するとともに、前記現像スリー
ブと感光体ドラム間に形成した現像剤摺擦域を介して現
像バイアスを印加させながら感光体を帯電させた後、露
光とほぼ同時若しくはその直後に現像を行なう画像形成
装置において、前記感光体ドラムを４０φ（直径４０ｍｍ）以下に設定
すると共に、該感光体ドラムに対し、現像スリーブの直
径を、ドラム直径と略同一若しくはそれより大に設定し
た請求項１記載の画像形成装置
【請求項２】固定磁石集成体を内包した現像スリーブ
の回転方向と速度を、前記摺擦域上で感光体ドラムに対
しフォワードフィード回転で且つドラム周速より相対的
に早い周速になる如く設定した請求項１記載の画像形成
装置
【請求項３】前記現像スリーブに固定磁石集成体を内
包すると共に、該集成体の現像剤摺擦域形成用の主磁極
を露光位置よりドラム回転方向の上流側に偏位させた請
求項１記載の画像形成装置
【請求項４】前記感光体ドラムを挟んで現像スリーブ
と転写手段とを対向配置した請求項１記載の画像形成装
置