JPH05297706A - 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の表面の気泡を封止するように形成
されたコーティング層５２で構成され、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、
コーティング層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
に形成された導電性弾性発泡体、発泡体表面の気泡を封
止するように形成された導電性の被覆層で構成されてい
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発泡体体と、弾性ロー
ラ上の現像剤を十分な薄層に形成する被覆層とで構成さ
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ＥＰＤＭ
等の弾性ゴムの発泡体が好適である。

【００１７】図２によれば、発泡体５３の気泡径を１０
μｍ以下にし、その表面に導電性のコーティング層５２
を形成する。コーティング層５２はウレタン塗料等の比
較的弾性を有する塗料に導電性のカーボンまたは導電性
の樹脂を添加する。弾性を有する塗料をコーティングす
ることで発泡体５３と感光ドラム４との圧接の際に生ず
る発泡体５３の変形に対してコーティング層５２は割
れ、剥がれ等の不具合もなく発泡体５３の表面の変形に
十分に追従可能となる。

【００１８】コーティング層５２を形成する塗料は発泡
体５３の気泡径に応じて所定の粘度に調合する。そうす
ることで発泡体５３の奥深くへ塗料が含浸することなく
表面の気泡だけを封止することができる。

【００１９】発泡体５３の表面にコーティング層５２を
形成することによって、発泡体５３の有する弾性を十分
に生かしながら、発泡体５３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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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１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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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１１の構成が第１の実施例の
場合と異なる。

【００３３】現像ローラ１１は図４に示すように、コー
ティング層５２に発泡体５４の表面にコーティング層５
２が形成される構成については同様であるが、コーティ
ング層５２及び発泡体５４は共に導電性材料を用いる。
例えばコーティング層５２は第一の実施例同様の塗料を
用いるが、発泡体５４にも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なる現像ローラ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。

【００３４】

【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
めの低硬度の発泡体と、現像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コーティング層とで構成さ
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 コーティング層 ５３ 発泡体 ５４ 導電性発泡体 ５５ 金属軸

Claims (3)

【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、前記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、前記現像剤担持体は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第一の層と、第一の層の外周面
   に形成された第二の層で構成され、第一の層は気泡径が
   １０数μｍ以下の弾性発泡体から成り、第二の層は第一
   の層の気泡を封止するように形成された被覆層から構成
   される現像剤担持体を有することを特徴とする画像形成
   装置。
2. 【請求項２】第一の層と第二の層のうち少なくとも第二
   の層は導電性を有し、電源手段による現像電界付与電圧
   を現像剤担持体の第二の層に印加する請求項１記載の画
   像形成装置。
3. 【請求項３】第一の層と第二の層のうち少なくとも第一
   の層は導電性を有し、電源手段による現像電界付与電圧
   を現像剤担持体の金属軸に印加する請求項１記載の画像
   形成装置。