JPH05297705A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 一成分現像剤を用いた接触現像法において、
現像ローラと感光ドラムとの接触面積を十分に確保しな
がら、現像ローラ上を搬送される現像剤を十分に帯電さ
せ安定した画像が得られる長寿妙で低コストの画像形成
装置を提供することを目的とする。 【構成】 弾性の現像ローラを用いた接触現像法による
画像形成装置において、現像ローラは駆動用の金属軸５
５と、金属軸５５の外周にローラ状に形成された発泡体
５３と、発泡体５３の表面に密着したシームレスベルト
５２で構成され、シームレスベルト５２に発泡体５３は
圧入されている。発泡体５３の弾性による感光ドラム４
との充分な接触領域Ｘの確保と、シームレスベルト５２
上で層規制ブレード４１による現像剤５の十分な薄層化
を容易に実現し、帯電した現像剤５を感光ドラム４表面
に形成された静電潜像の現像に充分な時間にわたって供
給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複写機やファクシミリ、
プリンタ等の電子写真方式で画像を形成する画像形成装
置に関する。詳しくは画像担持体上に電子写真方式によ
り形成される静電潜像を、画像担持体に接触する現像剤
担持体によって現像するようにした、いわゆる接触現像
を行う画像形成装置、およびこれに用いる現像剤担持体
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の電子写真装置は従来から種々提
案されている。それには、一成分の現像剤を使用し、非
弾性体の画像担持体である感光ドラムに非弾性体の現像
剤担持体としての現像ローラを非接触で現像を行なうも
のや、感光ドラムに弾性ゴムよりなる現像ローラを接触
させて現像を行うものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記非弾性体の
感光ドラムと現像ローラを非接触で現像を行なう場合、
感光ドラムと現像ローラの形状精度による偏芯または振
れにより、現像剤を現像ローラから感光ドラムへと飛翔
させる現像電界は変動し、飛翔する現像剤の量すなわち
画像濃度が変化することになる。この画像濃度の変化を
低下させるために感光ドラムと現像ローラの形状精度を
向上させる対策が必要になる。しかし形状精度を向上さ
せるには高精度の加工機、加工時間の増加となりコスト
が高くなる。

【０００４】また上記課題を解決するために考案された
感光ドラムと弾性ゴムよりなる現像ローラを接触させて
現像を行なう場合、現像ローラから感光ドラムへの現像
剤の移動つまり現像を安定化するためには、現像ローラ
と感光ドラムとの接触面積を十分に確保することが必要
になる。そのためには現像ローラの感光ドラムに対する
押圧力を大きくしなければならない。

【０００５】現像ローラのゴム硬度が高い場合には、押
圧力を大きくして対処することが行われる。しかし押圧
力を大きくすると、その分だけ現像ローラの駆動トルク
が勢い増大するし、現像ローラ、感光ドラムの摩耗が促
進され寿命が短くなりランニングコストが高くなる。

【０００６】ゴム硬度が低い場合には、押圧力は小さく
てもよいが、低硬度のゴムロール成形の際には表面粗さ
を細かくするにも限界があり、層規制ブレードの押圧力
を増加させ規制力を増加させても十分な薄層を得ること
は困難である。そのため現像剤の帯電量不足が発生し画
像に悪影響を及ぼす。また高温度、高湿度下ではゴム中
の低分子材料が浸出し、現像剤の現像ローラへのフィル
ミングを促進し、加えて低分子材料が感光ドラムに付着
し画像を乱す。

【０００７】発泡体からなる現像ローラも検討されては
いるが、気泡内部に保持された現像剤は容易に除去でき
ないため、現像剤の薄層形成の障害となり帯電量不足が
発生するため実現には至っていない。

【０００８】

【課題を解決するための手段】少なくとも画像担持体と
現像剤担持体と現像電界を発生する電源手段を有する画
像形成装置において、前記画像担持体上の静電潜像に対
し帯電した現像剤を供給することで現像を行なう前記現
像剤担持体は、前記現像剤担持体の回転中心にあり回転
駆動力を伝達する金属軸と、金属軸の周囲にローラ形状
に形成された弾性体、弾性体表面に密着する無端ベルト
で構成され、無端ベルトに弾性体が圧入されていること
を第一の特徴とするものである。

【０００９】

【作用】現像剤担持体である弾性ローラは接触面積を十
分に確保するための低硬度の弾性体と、弾性ローラ上の
現像剤を十分な薄層に形成する無端ベルトとで構成さ
れ、現像ローラが感光ドラムと圧接する際、現像ローラ
の表面が感光ドラムの表面に沿って変形することで、両
者の接触面積を十分確保し、弾性ローラが担持する現像
剤を、感光ドラム表面に形成された静電潜像の現像に充
分な時間にわたって供給することができる。

【００１０】

【実施例】以下本発明が適用された第１の実施例として
の電子写真装置について説明する。

【００１１】本実施例はレーザー・ビーム・プリンタの
場合を示し、図３はこのレーザ・ビーム・プリンタの概
略構成を示している。

【００１２】このレーザ・ビーム・プリンタは、非磁性
一成分現像剤を使用するものであり、現像器ケーシング
２と廃トナーケーシング３とが感光ドラム４の両側に配
され、これらがプリンタ本体に対して同体的に着脱され
る１つの作像カートリッジ２１をなし、感光ドラム４等
の寿命に応じて交換使用されるようにしている。

【００１３】感光ドラム４は上部にある帯電チャージャ
５１によって表面を一様に帯電され、矢印２３で示すよ
うに画像露光を受けることによって静電潜像を形成す
る。この静電潜像は現像器ケーシング２から供給される
現像剤５によって現像され顕像となる。

【００１４】この顕像は感光ドラム４の下部に位置する
転写チャージャ３６によって転写シート３７に転写され
た後、図示しない定着器による定着を受けて画像形成が
終了する。

【００１５】現像ローラ１１と感光ドラム４とは非磁性
一成分現像剤による接触現像のために互いに圧接されて
いる。

【００１６】現像ローラ１１は感光ドラム４との圧接に
より接触現像のために充分な接触領域Ｘ（図１）を得る
ように発泡体５３によって形成される。発泡体５３は感
光ドラム４の表面に沿って容易に変形し、かつ復元性に
優れたものがよく、例えばウレタンスポンジやシリコー
ンスポンジ等の弾性ゴムの発泡体が好適である。

【００１７】そしてこのような発泡体５３をポリエチレ
ンテレフタレート（ＰＥＴ）やナイロン等で形成された
シームレスベルト５２に圧入する。このとき（発泡体外
径）＞（シームレスベルト内径）で、発泡体５３はシー
ムレスベルト５２に圧入されることでシームレスベルト
５２内周面と発泡体５３外周面に摩擦力が発生し駆動力
をシームレスベルト５２に伝達する。

【００１８】シームレスベルト５２に発泡体５３に圧入
することによって、発泡体だけでは不可能な表面の平滑
性が得られトナーの薄層化を容易にする。また摩擦係数
の低下によって感光ドラム４や層規制ブレードとの摩擦
力低減によって低トルク化が容易に実現する。

【００１９】シームレスベルト５２の表面には、現像電
界を形成するための電極として導電層５４を設ける。例
えばニッケル、アルミニウム、銅やそれらの合金を蒸着
やメッキによってシームレスベルト５２の表面に形成す
ることができる。

【００２０】蒸着やメッキで形成された金属の導電層５
４は数μｍ程度と非常に薄いので弾性に富み、充分に弾
性変形することができ、図１に示すように感光ドラム４
との間に接触現像に必要な接触領域Ｘを満足することが
できる。

【００２１】また導電性カーボンや導電性樹脂を分散さ
せた導電性塗料をシームレスベルトに塗布することによ
っても同様の効果が得られる。

【００２２】現像バイアス電圧は現像ローラの現像剤搬
送面端部の現像剤５の非搬送領域に図示しない電極を導
電層５４の表面に接触させ印加する。

【００２３】現像器ケーシング２内には現像器ケーシン
グ２内の現像剤５をファーブラシ１３に供給しながら撹
拌する現像剤供給パドル１５が設けられ、これにはトナ
ーのブロック化を防止する撹拌翼１７が取付けられてい
る。

【００２４】現像器ケーシング２のトナー供給口の上部
口縁には現像ローラ１１の周面にまで延びてそれに圧接
する層規制ブレード４１が設けられている。

【００２５】層規制ブレード４１は現像ローラ１１上に
ファーブラシ１３によって供給された現像剤５を均一な
薄層にするものであり、ウレタンゴム、シリコーンゴム
等のゴムブレードが好適である。本実施例のブレードは
ゴム製のものとしてあるが、場合によってはばね用りん
青銅、ばね鋼等の金属ブレード、金属ローラもしくは樹
脂ローラの押圧または回転による層規制も有効である。

【００２６】層規制ブレード４１は現像器ケーシング２
に後端が接着等によって取付けられ、先端が現像ローラ
１１の表面に圧接されている。

【００２７】層規制ブレード４１は取付け構造上、先端
部を現像ローラ１１の表面に圧接されて全体が図３に示
すように反り返り、このときの弾性復元力によって先端
部が現像ローラ１１の表面に所定の圧接力にて圧接され
るようにしている。層規制ブレード４１は現像ローラ１
１上に担持されている現像剤５を圧接によって薄層化し
ながら帯電させるもので、現像ローラ１１は層規制ブレ
ード４１の圧接によって変形するので、層規制ブレード
４１の圧接力を自身に担持している現像剤５に有効に働
かせるためには均一な弾性をもつ必要がある。

【００２８】これによって、現像ローラ１１に駆動トル
クの異常な上昇や寿命の低下を見ずに、現像ローラ１１
上の現像剤５を極く薄く規制し、また充分な高帯電性を
満足することができた。本発明者等の実験によると現像
剤５の粒子が一層分だけ密に並ぶ高精度な層規制が充分
な帯電を伴って達成された。

【００２９】したがって現像ローラ１１上に担持された
現像剤５は不用意に脱落することがなく、感光ドラム４
との間の充分な接触領域Ｘにおいて、感光ドラム４上に
形成されている静電潜像と対向する部分にだけ静電的に
的確に供給される。

【００３０】しかもこのような的確な現像剤５の供給に
おける現像剤５の供給量は、現像ローラ１１の感光ドラ
ム４に対する周速比によって自由に設定することがで
き、本発明者等の実験によれば感光ドラム４の周速Ｖ１
に対し、現像ローラ１１の周速Ｖ２を１．５〜３倍程度
に設定して充分であった。

【００３１】そして前記のような接触現像では、現像ロ
ーラ１１上に担持されている現像剤５を感光ドラム４上
に静電的に飛翔させて移行させる必要はないので、この
飛翔のための電位分だけ感光ドラム４上の静電潜像部分
と非静電潜像部分との電位差を小さく設定することがで
きる。

【００３２】このため接触領域Ｘにおいて、周速の速い
現像ローラ１１上の現像剤５が、周速の遅い感光ドラム
４上に形成されている静電潜像の充分に現像された部分
に、現像剤５が重ねて供給されるようなことがあって
も、静電潜像は余分な現像剤５を吸着する程の電位を持
たないようにしておくことができ、現像ローラ１１上に
担持されている現像剤５が一層だけで、不用意な脱落が
ないことと相俟って、静電潜像が過剰に現像されたり、
非静電潜像部分が現像されるようなことが回避される。

【００３３】したがって本実施例の静電写真装置では、
非磁性一成分現像剤を利用した簡易な構成のものによっ
て、高画質の画像、あるいはイエロー、マゼンタ、シア
ンと云ったカラー現像剤を充分に供給しながら現像を行
ってカラー化した画像を形成することができる。

【００３４】図４は本発明の第２の実施例を示してい
る。本実施例は現像ローラの構成が第１の実施例の場合
と異なる。

【００３５】現像ローラ１１は図４に示すように、シー
ムレスベルト５６に発泡体５７が圧入される構成につい
ては同様であるが、シームレスベルト５６及び発泡体５
７は共に導電性材料を用いる。例えばシームレスベルト
５６は導電性カーボンを添加したウレタンチューブ等を
用い、発泡体５７には導電性カーボンを同じく添加した
ウレタンスポンジから構成される現像ローラ１１の場
合、現像バイアス電圧を現像ローラ１１に印加する電極
は金属軸５５に接触させ、電極のトナー汚れ等による導
通不良の発生することなく安定した現像バイアス電圧の
印加を行なうことができる。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、現像剤担持体である現
像ローラは感光ドラムとの接触面積を十分に確保するた
めの低硬度の弾性体と、現像性ローラ上の現像剤を十分
な薄層に形成する表面の平滑な無端ベルトとで構成さ
れ、現像ローラが感光ドラムと圧接する際、現像ローラ
の表面は感光ドラムの表面に沿って変形することで、両
者の接触面積を十分確保し、現像ローラが担持する現像
剤を、感光ドラム表面に形成された静電潜像の現像に充
分な時間にわたって供給することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用された第１の実施例としての電子
写真装置の要部を示す側面図

【図２】図１の装置の現像ローラの一部を拡大して見た
分解斜視図

【図３】本発明の第１の実施例としての電子写真装置の
概略構成図

【図４】本発明の第２の実施例を示す現像ローラの一部
を示す分解斜視図

【符号の説明】

２ 現像器ケーシング ３ 廃トナーケーシング ４ 感光ドラム ５ 現像剤 ７ クリーニングブレード ８ 除電ランプ １１ 現像ローラ １３ ファーブラシ １５ 現像剤供給パドル １７ 撹拌翼 ２１ 作像カートリッジ ２３ レーザービーム ３６ 転写チャージャ ３７ 転写シート ４１ 層規制ブレード ５１ 帯電チャージャ ５２ シームレスベルト ５３ 発泡体 ５４ 金属膜層 ５５ 金属軸 ５６ 導電性シームレスベルト ５７ 導電性発泡体

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも静電気的な潜像をその表面に形
   成する画像担持体と、画像担持体上の静電気的潜像に対
   し現像剤を搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体
   に電圧を印加し画像担持体と前記現像剤担持体の間に現
   像電界を形成する電源手段を有する画像形成装置におい
   て、現像剤担持体は前記現像剤担持体の回転中心に存在
   し回転駆動力を伝達する金属軸と、金属軸の周囲にロー
   ラ形状に形成された弾性体、前記弾性体外周面に密着す
   る無端ベルトで構成され、無端ベルトに前記弾性体が圧
   入されていることを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】弾性体と無端ベルトのうち、少なくとも前
   記無端ベルトは導電性であり、電源手段による現像電界
   付与電圧を現像剤担持体の無端べルト表面に印加する請
   求項１記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】弾性体と無端ベルトのうち、少なくとも前
   記弾性体は導電性であり、電源手段による現像電界付与
   電圧を現像剤担持体の金属軸に印加する請求項１記載の
   画像形成装置。
4. 【請求項４】無端ベルトの表面には被覆層を有し、弾性
   体と前記無端ベルトと被覆層のうち、少なくとも前記被
   覆層は導電性を有し、電源手段による現像電界付与電圧
   を現像剤担持体の被覆層に印加する請求項１記載の画像
   形成装置。