JPH086377A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 画像品質を維持して現像ローラの外径を細く
することを可能にし、装置全体の小型化に寄与し得る画
像形成装置を提供する。 【構成】 一成分トナーが収容されたトナー容器に少な
くとも外周部が弾性材により形成された現像ローラ１９
を回転自在に設け、静電潜像が形成される像担持体２の
外周に前記現像ローラ１９を圧接させて前記像担持体２
上にトナー画像を形成する画像形成装置において、中央
部の外径が最大に定められ両端に向かうに従い外径が次
第に小さくなる現像ローラ１９を用いることにより、外
径を細くした現像ローラ１９が像担持体からの圧力によ
り湾曲したとしても、像担持体２に対する現像ローラ１
９のニップ幅を画像形成領域中の何れの領域においても
均一に維持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真法により画像
を形成する画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、一成分トナーが収容されたトナー
容器に少なくとも外周部が弾性材により形成された現像
ローラを回転自在に設け、静電潜像が形成されるドラム
状の感光体（像担持体）の外周に前記現像ローラを圧接
させてその感光体上にトナー画像を形成する画像形成装
置像においては、感光体及び現像ローラの軸間距離を、
感光体の半径と現像ローラの半径との和より僅かに小さ
い値に定めることにより、像担持体に現像ローラを圧接
させている。

【０００３】いま、感光体及び現像ローラの外径を１６
ｍｍ、両者の軸間距離を１５．９５ｍｍとすると、現像
ローラは１．５ｍｍ程のニップ幅で感光体に圧接され
る。この条件で現像ローラの外周を変化させると、図５
に示すように、感光体に対する現像ローラのニップ幅は
変化する。

【０００４】現像ローラとして、抵抗値が１０⁴ 〜１０
⁸ Ω・ｃｍの半導電性の現像ローラを用い、一成分トナ
ーを摩擦帯電させて現像ローラにより感光体の静電潜像
を現像する場合、図６に示すように、感光体に対する現
像ローラのニップ幅が大きくなるに従い、感光体の表面
電位が現像ローラ側に逃げるため、感光体の表面電位が
所望の設定表面電位Ｖ₀ より低下する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】近来、ＯＡ機器に対す
る小型化の要求に応えるために、像担持体及び現像ロー
ラの外径は縮小傾向にある。現像ローラは像担持体に圧
接するために軸の外周を弾性材で囲繞する構造にする必
要があり、このために像担持体に比して剛性が低い。し
たがって、外径を細くすると軸も細くなり感光体から受
ける圧力により湾曲し易くなる。

【０００６】図７は、それぞれ画像形成領域の全域の外
径が等しく定められた感光体１００と現像ローラ１０１
とを圧接させた状態を示すものであるが、剛性の低い現
像ローラ１０１は感光体１００から受ける圧力により軸
が湾曲し、感光体１００に対する現像ローラ１０１の圧
接力は、両端部でＦのとき中央部ではＦ−ΔＦと不足
し、これに伴い仮想線で示すように接触深さ（ニップ）
は中央部より両端部の方が深くなる。この状態では、図
８に示すように、感光体の両端部において設定表面電位
Ｖ₀ を設定すると中央部の電位はＶ₀ より高くなる。

【０００７】また、図９に示すように、感光体１００に
対する現像ローラ１０１の圧接力を中央部でＦとすると
両端部ではＦ＋ΔＦと大きくなる。この場合も仮想線で
示すように接触深さ（ニップ）は中央部より両端部の方
が深くなる。この状態では、図１０に示すように、感光
体の中央部において設定表面電位Ｖ₀ を設定すると、両
端部の電位はＶ₀ より低くなる。

【０００８】このように感光体の表面電位が画像形成領
域中の場所によって変化するため、画像に濃度ムラやか
ぶりが生ずる問題がある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、一成分トナー
が収容されたトナー容器に少なくとも外周部が弾性材に
より形成された現像ローラを回転自在に設け、静電潜像
が形成される像担持体の外周に前記現像ローラを圧接さ
せて前記像担持体上にトナー画像を形成する画像形成装
置において、中央部の外径が最大に定められ両端に向か
うに従い外径が次第に小さくなる現像ローラを用いた画
像形成装置である。

【００１０】

【作用】中央部の外径が最大に定められ両端に向かうに
従い外径が次第に小さくなる現像ローラを用いることに
より、外径を細くした現像ローラが像担持体からの圧力
によって湾曲したとしても、像担持体に対する現像ロー
ラのニップ幅を画像形成領域中の何れの領域においても
均一に維持することが可能となる。

【００１１】

【実施例】本発明の一実施例を図１ないし図４に基づい
て説明する。まず、画像形成装置の全体構造を図３に示
す。１は画像形成装置の本体である。この本体１の下部
には像担持体である感光体２に静電潜像を形成するため
の露光ユニット３が設けられている。この露光ユニット
３は、レーザーダイオード（図示せず）から発光される
レーザー光をポリゴンモータ４に駆動されるポリゴンミ
ラー５により偏向し、その偏向された光をｆθレンズ６
を通してミラー７，８により反射し、その反射光をｆθ
レンズ９及び防塵ガラス１０を通して前記感光体２に照
射する構造である。

【００１２】また、前記本体１にはプロセスユニット１
１と定着ユニット１２とが装着されている。プロセスユ
ニット１１は、前記感光体２が回転自在に保持されたケ
ース１３に、感光体２の外周面を帯電させる帯電ユニッ
ト１４、感光体２上の静電潜像を現像する現像ユニット
１５、感光体２の外周面を清掃する清掃ユニット１６を
配設してなる構造である。

【００１３】ここで、前記プロセスユニット１１のさら
に具体的な構造を図４に示す。前記帯電ユニット１４
は、前記ケース１３に固定された板状の支持部材１７
と、この支持部材１７に固定されて感光体２に電荷を与
える導電性の帯電ブレード１８とよりなる。前記現像ユ
ニット１５は、前記ケース１３に回転自在に支承された
現像ローラ１９と、ケース１３に一体に形成されたトナ
ー容器２０中の非磁性の一成分トナー２１を撹拌してそ
の一成分トナー２１を前記現像ローラ１９の外周とトナ
ーガイド板２２との間に運ぶ回転自在の撹拌パドル２３
と、現像ローラ１９に接触するトナー層形成ブレード２
４とよりなる。また、前記トナー容器２０の一端には一
成分トナー２１を補給するための補給口２５が設けられ
ている。前記清掃ユニット１６は、前記ケース１３に一
体に形成された廃トナー容器２６と、この廃トナー容器
２６に固定された板状の支持部材２７と、この支持部材
２７に固定されて前記感光体２の外周に付着する残存ト
ナーを払拭するブレード２８とよりなる。

【００１４】前記定着ユニット１２は、図３に示すよう
に、前記本体１に取り付けられたケース２９に、加熱ロ
ーラ３０と加圧ローラ３１と一対の排紙ローラ３２とを
回転自在に取り付けることにより形成されている。

【００１５】さらに、前記本体１の上部には給紙トレイ
３３が着脱自在に装着されている。この給紙トレイ３３
は、長い用紙を使用するときに上方に引き延ばす補助ト
レイ３４と、用紙の幅に応じて左右方向に摺動する用紙
ガイド３５とを有する。そして、本体１の上部には給紙
トレイ３３から挿入された用紙を引き出す給紙ローラ３
６が回転自在に設けられ、この給紙ローラ３６の下方に
はスプリング３７に付勢されて支軸３８を支点に回動し
て給紙ローラ３６に接触することにより用紙の重送りを
防止する用紙押え板３９が設けられている。さらに、本
体１の上面を開閉するカバー４０が前記給紙ローラ３６
の軸心上において回動自在に設けられている。このカバ
ー４０には、対をなす搬送ローラ４１と前記感光体２に
弾性的に接触される転写ローラ４２とが回転自在に保持
されている。

【００１６】図１（ａ）に示すように、前記現像ローラ
１９は、金属製の軸１９ａと、この軸１９ａの外周に固
定的に嵌合された半導電性のゴムローラ１９ｂａとより
なる。ゴムローラ１９ｂは抵抗値が１０⁴ 〜１０⁸ Ω・
ｃｍに定められたウレタン等の弾性材により形成されて
いる。また、ゴムローラ１９ｂの外径は、中央部が最大
の値ｄ₂ に定められ、中央部から両端部に向かうに従い
次第に小さくなり、両端部では最小の値ｄ₁，ｄ₃に定め
られている。ちなみに、ｄ₂ は１６．１０ｍｍ、値
ｄ₁，ｄ₃は１６．００ｍｍ、感光体２及び現像ローラ１
９の画像形成領域の長さはＡ４サイズの長辺より少し長
い寸法である。

【００１７】このような構成において、感光体２が時計
方向に駆動される過程では、感光体２の外周が帯電ユニ
ット１４の帯電ブレード１８により帯電され、その帯電
部分に露光ユニット３から光が照射されて静電潜像が形
成される。その静電潜像が形成された部分が現像ローラ
１９の外周に達すると、トナーガイド板２２と現像ロー
ラ１９との間の摩擦、一成分トナー２１の粒子同士の摩
擦、トナー層形成ブレード２４と現像ローラ１９との間
の摩擦等により摩擦帯電された一成分トナー２１が静電
潜像に吸引され、ここで静電潜像がトナー画像として現
像される。この感光体２上のトナー画像は給紙ローラ３
６により給紙され搬送ローラ４１により搬送されてくる
用紙上に転写ローラ４２により転写される。転写ローラ
４２を通過した用紙上の転写画像は、加熱ローラ３０に
より加熱され加圧ローラ３１により加圧されて定着さ
れ、定着後の用紙は排紙ローラ３２により排紙される。

【００１８】感光体２上にトナー画像を形成する（現像
する）場合、図１（ｃ）に示すように、現像ローラ１９
は所定のニップ幅ｂをもって感光体２に圧接されるが、
中央部の外径が最大に定められ両端に向かうに従い外径
が次第に小さくなる現像ローラ１９を用いているので、
外径の細い現像ローラ１９が剛性不足のために湾曲した
としても、図１（ｂ）に仮想線をもって示すように、感
光体２に対する現像ローラ１９の圧接力Ｆ及び接触深さ
並びにニップ幅を画像形成領域中の何れの領域において
も均一に維持することができる。これにより、図２に示
すように、感光体２の画像形成領域中の何れの部分にお
いても表面電位を指定表面電位Ｖ₀ に設定することがで
きる。これにより、用紙の幅方向において画像濃度のム
ラが発生することがなく、画像のかぶりも防止すること
ができる。

【００１９】なお、カバー４０を開放することにより用
紙の搬送路を開放することができ、また、この状態では
プロセスユニット１１を上方に引き抜くことができるの
で、ジャム処理やメンテナンスを容易に行うことが可能
となる。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、中央部の外径が最大に
定められ両端に向かうに従い外径が次第に小さくなる現
像ローラを用いて像担持体に圧接するようにしたので、
外径を細くした現像ローラが像担持体からの圧力によっ
て湾曲したとしても、像担持体に対する現像ローラのニ
ップ幅を画像形成領域中の何れの領域においても均一に
維持することができ、これにより、画像の濃度ムラやか
ぶりの発生を防止することができ、さらに、像担持体及
び現像ローラを積極的に細くして小型化に寄与すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すもので、（ａ）は現像
ローラの平面図、（ｂ）は感光体に対する現像ローラの
圧接状態を示す平面図、（ｃ）は感光体に対する現像ロ
ーラの圧接状態を示す側面図である。

【図２】感光体の表面電位の分布を示す特性図である。

【図３】画像形成装置の全体構造を示す縦断側面図であ
る。

【図４】プロセスユニットの縦断側面図である。

【図５】現像ローラの外径の変化と感光体に対する現像
ローラのニップ幅との関係を示す特性図である。

【図６】感光体に対する現像ローラのニップ幅と感光体
の表面電位との関係を示す特性図である。

【図７】従来の現像ローラを感光体に圧接した状態を示
す平面図である。

【図８】その感光体の表面電位の分布を示す特性図あ
る。

【図９】感光体に対する現像ローラのに圧接力を高めた
状態を示す平面図である。

【図１０】その感光体の表面電位の分布を示す特性図で
ある。

【符号の説明】

２ 像担持体 １９ 現像ローラ ２０ トナー容器 ２１ 一成分トナー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一成分トナーが収容されたトナー容器に
   少なくとも外周部が弾性材により形成された現像ローラ
   を回転自在に設け、静電潜像が形成される像担持体の外
   周に前記現像ローラを圧接させて前記像担持体上にトナ
   ー画像を形成する画像形成装置において、中央部の外径
   が最大に定められ両端に向かうに従い外径が次第に小さ
   くなる現像ローラを用いたことを特徴とする画像形成装
   置。