JPH1090997A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 感光体ドラムを小径にして画像形成装置の小
型化を図りつつ、帯電部のコロナ放電によって生ずるオ
ゾンによる感光体ドラムの劣化に対処して長期にわたり
安定した画像を得ることができる画像形成装置を提供す
る。 【解決手段】 単一層分散型感光体ドラムと、該感光体
ドラムの表面を特定極性に帯電する帯電器と、静電潜像
が形成された該感光体ドラムの表面に現像剤を搬送する
現像ローラとを具備する画像形成装置であって、感光体
ドラムと現像ローラとは互いに表面が接触するとともに
相互に逆方向に回転駆動されるように構成されている。
該感光体ドラムは直径が１０乃至２０ｍｍに設定され、
該現像ローラは直径が感光体ドラムの直径に対し９０乃
至１１０％に設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリン
タ、ファクシミリ装置等の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機やプリンタ、ファクシミリ装置等
の画像形成装置においては、たとえばレーザスキャンユ
ニットによって感光体ドラム表面に画像データに基づく
静電潜像を形成する。感光体ドラムの周囲には現像ユニ
ットが隣接して設けられており、この現像ユニットによ
り感光体ドラム表面の静電潜像をトナー画像に顕像化す
る。ところで、感光体ドラムは、アルミニウム等の導電
性金属を円筒形状に形成したドラム素管の外周面に有機
感光体（ＯＰＣ）等の感光層が形成されたものが用いら
れる場合がある。上記した感光体ドラムとして、電荷生
成層（ＣＧＬ：Charge Carrier Generation Layer ）と
電荷輸送層（ＣＴＬ：Charge Carrier Transport Laye
r）とが分離積層された積層型感光体がよく知られてい
る。この積層型感光体は膜厚数μｍのＣＧＬの上面に膜
厚２０μｍ〜３０μｍ程度のＣＴＬを積層したものであ
る。

【０００３】この場合、レーザスキャンユニット等で照
射された光は、ＣＧＬで吸収されて電荷キャリアに変換
される。その後、ＣＧＬで生成された電荷キャリアはＣ
ＴＬ中に注入され、ＣＴＬ中を移動して表面電荷を中和
し、表面に静電潜像を形成することとなる。このような
積層型感光体は、複数の層を積層するため、製造工程が
複雑となる。これに対し、電荷輸送材料（ＣＴＭ：Char
ge Carrier Transport Material ）を含む感光層中に電
荷生成材料（ＣＧＭ：Charge Carrier Generation Mate
rial）を粒子として分散した感光体を用いた単一層分散
型の感光体ドラムが存在する。この単一層分散型の感光
体ドラムでは、製造工程が簡略化されるという利点があ
るが、表面にＣＧＭ粒子が露出して感光体ドラム表面が
粗くなり、また帯電器から発生するオゾンにより表面が
劣化しやすいという問題がある。

【０００４】一方、感光体ドラムに隣接して設けられる
現像ユニットには、感光体ドラム表面に現像剤を転移さ
せてトナー画像を形成するための現像ローラが設けられ
る。現像ユニットの現像ローラと感光体ドラムとを含む
画像形成装置においては、現像ローラと感光体ドラムと
が接触する接触現像を適用するものと、現像ローラと感
光体ドラムとが非接触である非接触現像を適用するもの
とが存在する。非接触現像を適用するものにおいては、
用紙にトナー画像を転写した後の感光体ドラム表面に残
留したトナーを除去するために、感光体ドラム表面に接
触するクリーニングブレード等のクリーニング機構が必
要となる。これに対し、接触現像を適用するものでは、
現像ローラにより現像ユニットに残留トナーを回収して
再使用することが可能となり、クリーニング機構を省略
することができる。これにより、装置の小型化が可能と
なる。

【０００５】このような画像形成装置において、小型化
を図る場合、感光体ドラムの直径を小さくすることが考
えられる。また、クリーニング機構を省略できる接触現
像を適用した画像形成装置を用いることで装置全体の小
型化を図ることが可能となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】感光体ドラムの帯電部
ではコロナ放電によりオゾンが発生する。小径の感光体
ドラムの場合には、帯電部もそれに応じて小さくするも
のではあるが、大径の感光体ドラムの場合と比較する
と、感光体ドラムに占める帯電部の割合が大きくなる。
それゆえに、小径の感光体ドラムを用いた場合には、大
径の感光体ドラムと比較して、感光体ドラム表面全体が
オゾン雰囲気に曝されやすい。さらに、感光体ドラム表
面積が小さいため複数の回転で１枚の画像形成を行うこ
と等に関連して、感光体ドラムのオゾン劣化が比較的短
い運転時間で生じるようになる。その結果、形成される
画像が不鮮明になるおそれがある。感光体ドラムとして
表面にＣＧＭ粒子が露出している単一層分散型のものを
用いた場合には、特にオゾンによる表面の劣化が問題と
なる。また、接触現像を適用した画像形成装置において
は、感光体ドラムの小型化により感光体ドラムと現像ロ
ーラとのニップ幅が小さくなってしまうという問題を内
包している。

【０００７】接触現像を適用した場合、オゾンによって
劣化した感光体ドラムの表面を現像ローラによって適度
に削り、活性化させることが重要である。しかしなが
ら、現像ローラによる感光体の削り量が多いと、感光体
ドラムが早期に使用限界に達するという問題がある。

【０００８】本発明は上記の事実に鑑みてなされたもの
で、その技術課題は、単一層分散型の感光体ドラムを用
い接触現像を適用した画像形成装置において、感光体ド
ラムを小径にして画像形成装置の小型化を図りつつ、帯
電部のコロナ放電によって生ずるオゾンによる感光体ド
ラムの劣化に対処して長期にわたり安定した画像を得る
ことができる画像形成装置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、小型化を
図るために小径の感光体ドラムに接触現像を適用した画
像形成装置において、オゾンによって劣化した感光体ド
ラムを適度に削り活性化しつつ所定の耐久性を得るため
に、互いに接触する感光体ドラムと現像ローラの回転方
向と、感光体ドラムと現像ローラの径の大きさに着目し
て実験を重ねつつ鋭意検討した。その結果、感光体ドラ
ムと現像ローラの回転方向は両者のニップ部における相
対速度差があまり大きくならないようにそれぞれ逆方向
に回転とし、感光体ドラムと現像ローラとの適度のニッ
プ幅が得られるように感光体ドラムと現像ローラの径を
所定の関係に設定した。

【００１０】即ち、本発明によれば、回転自在に配設さ
れ帯電域、静電潜像形成域および現像域を順次に通る単
一層分散型感光体ドラムと、該帯電域に配設され該感光
体ドラムの表面を特定極性に帯電する帯電器と、該現像
域に配設され静電潜像形成域において静電潜像が形成さ
れた該感光体ドラムの表面に現像剤を搬送する現像ロー
ラとを具備する画像形成装置において、該感光体ドラム
と該現像ローラとは、互いに表面が接触するとともに、
相互に逆方向に回転駆動されるように構成されており、
該感光体ドラムは直径が１０乃至２０ｍｍに設定され、
該現像ローラは直径が該感光体ドラムの直径に対し９０
乃至１１０％に設定されている、ことを特徴とする画像
形成装置が提供される。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明に従って構成された画像形成装置の一実施形態を詳細
に説明する。なお、図示の実施形態においては、本発明
に従って構成された画像形成装置としてプリンタを例に
説明する。図１には、本発明に従って構成された画像形
成装置の一実施形態であるプリンタ２が概略的に示され
ている。プリンタ２は、この実施形態においては、ワー
ドプロセッサ等の印字装置として使用される小型低速の
レーザプリンタであって、合成樹脂によって成形された
機体ハウジング２０を具備している。この機体ハウジン
グ２０は、上方が開放した箱状のハウジング本体２１
と、該ハウジング本体２１の上部に配設された軸２２に
旋回自在に装着されたカバー２３とを含んでいる。この
ように構成された機体ハウジング２０の略中央部には、
プロセスユニット４が着脱自在に装着されている。

【００１２】プロセスユニット４は、図２に示すよう
に、感光体ユニット４０と、該感光体ユニット４０に支
持軸５を介して揺動可能に支持された現像ユニット５０
とを備えている。感光体ユニット４０は感光体支持手段
４１を具備しており、この感光体支持手段４１は前後方
向（紙面に垂直な方向）に間隔を置いて配置された一対
の側壁部材４１１（図２においては後側側壁部材のみが
示されている）と、該一対の側壁部材４１１の各々下部
を連結する連結部材４１２を備えている。このように構
成された感光体支持手段４１は、合成樹脂によって一体
成形されている。感光体支持手段４１を構成する一対の
側壁部材４１１の現像ユニット５０側の上端部には、装
着穴４１４を備えた支持部４１３が各々設けられてい
る。この支持部４１３に設けられた装着穴４１４に上記
現像ユニット５０の後述する現像ハウジングに配設され
た金属棒材からなる支持軸５を挿通することにより、感
光体ユニット４０と現像ユニット５０が相互に揺動可能
に支持される。

【００１３】上記感光体ユニット４０は、周表面に感光
層が形成された感光体ドラム４２を具備している。この
感光体ドラム４２は、その回転軸４２１が上記感光体支
持手段４１を構成する一対の側壁部材４１１に回転自在
に支持され、図示しない駆動手段によって矢印で示す方
向、即ち上記現像ユニット５０の後述する現像ローラと
の接触部（ニップ部）である現像域において下側から上
側に向けて回転駆動せしめられる。上記感光体支持手段
４１の連結部材４１２には、感光体ドラム４２の下側周
表面に対向する帯電域に帯電用コロナ放電器４３が配設
されており、また、該帯電用コロナ放電器４３より感光
体ドラム４２の回転方向上流側に感光体ドラム４２の周
表面に接触する紙粉除去ブラシ４４が配設されている。

【００１４】感光体ドラム４２は、 メタルフリーフタロシアニン（電荷発生材料） ５重量部 Ｎ，Ｎ’−ビス（Ｏ，Ｐ−ジメチルフェニル）Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジ ン（正孔輸送材料） ４０重量部 ３，３’，５，５’−テトラフェニルジフェノキノン（電子輸送材料） ４０重量部 ポリカーボネート（結着樹脂） １００重量部 ジクロロメタン（溶剤） ８００重量部 の成分をボールミルにより混合分散し、作製した塗布液
をアルミニウム製のドラム素管上に浸漬塗工により塗布
した後、６０℃で６０分間熱風乾燥し膜厚３０μｍの単
１層分散型の有機感光体を構成している。

【００１５】上記感光体支持手段４１を構成する一対の
側壁部材４１１間には、図２において左斜め上方から給
送される転写紙を上記感光体ドラム４２の周表面上の転
写域４２２に向けて案内する転写前案内板対４５の一方
を構成する下側案内板４５１が配設されており、この下
側案内板４５１は一対の側壁部材４１１に一体成形され
ている。この下側案内板４５１の上面には、長手方向
（図２において紙面に垂直な方向）に間隔をおいて複数
個の案内リブ４５１ａが一体成形されている。また、下
側案内板４５１は、下面にも長手方向（図２において紙
面に垂直な方向）に間隔をおいて複数個の補強リブ４５
１ｂが上記支持軸５に当接するように構成されている。
従って、下側案内板４５１は、その上面に押圧力が作用
し撓もうとしても補強リブ４５１ｂが支持軸５に当接し
て撓みの発生を防止することができる。また、下側案内
板４５１は、感光体支持手段４１を構成する一対の側壁
部材４１１における上部を相互に連結する連結部材とし
て機能し、感光体支持手段４１の剛性強度を向上させる
ことができる。更に、図示の実施形態においては、下側
案内板４５１は一対の側壁部材４１１に一体成形されて
いるので、一対の側壁部材４１１に回転自在に支持され
る感光体ドラム４２に対する位置関係を高精度に維持す
ることができる。

【００１６】上記感光体支持手段４１を構成する一対の
側壁部材４１１間には、上記転写域４２２において転写
された転写紙を後述する定着手段に案内する転写後案内
板４６が配設されており、この転写後案内板４６は一対
の側壁部材４１１に一体成形されている。従って、転写
後案内板４６は、感光体支持手段４１を構成する一対の
側壁部材４１１を相互に連結する連結部材として機能
し、感光体支持手段４１の剛性強度を向上させることが
できる。

【００１７】次に、静電潜像現像装置としての現像ユニ
ット５０について説明する。図示の実施形態における現
像ユニット５０は、一成分トナーからなる現像剤が収容
された現像ハウジング５１を具備している。この現像ハ
ウジング５１は、底壁５１１と、該底壁５１１の前後端
（図２において紙面に垂直な方向の端部）から上方に立
設して形成された前側壁および後側壁５１２（図２には
後側壁のみが示されている）と、左側壁５１３とからな
っており、これらは合成樹脂によって一体成形され、攪
拌室５１４と現像室５１５を規定している。現像ハウジ
ング５１を構成する底壁５１１には、攪拌室５１４と現
像室５１５との間に前後方向（図２において紙面に垂直
な方向）に設けられた仕切り壁５１６が一体成形されて
いる。この仕切り壁５１６の左右両面は、円弧状の案内
面５１６ａおよび５１６ｂに形成されている。現像ハウ
ジング５１を構成する前後側壁５１２間には、現像室５
１５側上部に配設された連結部材５１７が設けられ、前
後側壁５１２に一体形成されている。なお、現像ハウジ
ング５１を構成する上記後側壁５１２にはトナー供給穴
５１８が形成されており、このトナー供給穴５１８にキ
ャップ５１９が嵌合されている。このように構成された
現像ハウジング５１の現像室５１５側上端部には、前後
側壁５１２を貫通して上記支持軸５が配設されており、
この支持軸５の両端部に上記感光体ユニット４０の感光
体支持手段４１を構成する一対の側壁部材４１１の支持
部４１３に設けられた装着穴４１４を嵌合することによ
り、感光体ユニット４０と現像ユニット５０が相互に揺
動可能に支持される。なお、感光体ユニット４０の感光
体支持手段４１の下端部と現像ハウジング５１の下端部
との間には、前端部および後端部にばね手段であるコイ
ルばね５２が各々介在されており、該コイルばね５２に
よって感光体支持手段４１と現像ハウジング５１は支持
軸５を支点として互いに引き寄せるように付勢されてい
る。なお、現像ハウジング５１は、その上方および右
方、即ち感光体ユニット４０側が開放されている。

【００１８】上記現像ハウジング５１内には、現像ロー
ラ５３と、補給ローラ５４と、攪拌手段５５および現像
剤規制手段５６が配設されている。現像ローラ５３は、
現像ハウジング５１の現像室５１５内に配設され、現像
ハウジング５１を構成する上記前後側壁５１２に回転自
在に装着された回転軸５３１と、この回転軸５３１の外
周面に固着された中実合成ゴムローラ５３２とを含んで
いる。回転軸５３１はステンレス鋼の如き適宜の金属材
料から形成することができる。中実合成ゴムローラ５３
２は比較的柔軟で且つ導電性を有する材料、例えばウレ
タンゴムの如き導電性中実合成ゴムによって構成されて
いる。図示の実施形態においては中実合成ゴムローラ５
３２の周表面の面粗さ、即ちＪＩＳＢ ０６０１に規定
されている十点平均粗さＲｚが５．０〜１２．０に設定
されている。また、中実合成ゴムローラ５３２の体積抵
抗は１０⁴ 〜１０⁹ Ω・ｃｍ程度に設定されている。ま
た、中実合成ゴムローラ５３２のローラ硬度は、図示の
実施形態においてはアスカーＣ硬度で６０〜８０に設定
されている。このように構成された現像ローラ５３のロ
ーラ５３２は、現像ハウジング５１に形成されている右
側開口を通して露呈せしめられて上記感光体ドラム４２
に対向して位置付けられる。そして、現像ローラ５３を
構成するローラ５３２の周表面は、現像域において感光
体ドラム４２の周表面に圧接せしめられ、この圧接され
たニップ部においてローラ５３２の周表面が若干弾性的
に圧縮せしめられている。現像ローラ５３の回転軸５３
１は、図示しない駆動手段によって矢印で示す方向、即
ちローラ５３２と上記感光体ドラム４２との接触部であ
る現像域において下側から上側に向けて回転駆動せしめ
られる。回転軸５３１の上記回転によってローラ５３２
も矢印で示す方向、即ち感光体ドラム４２の回転方向と
逆方向に回転駆動され、該ローラ５３２の周表面は現像
剤保持域５３３、現像剤規制域５３４および現像域５３
５を順次に移動せしめられる。従って、現像域５３５に
おいて感光体ドラム４２との接触部（ニップ部）におい
て下側から上側に向けて、即ち感光体ドラム４２と順方
向に移動せしめられる。なお、図示の実施形態において
は、現像ローラ５３の回転軸５３１には３００Ｖの定電
圧が印加される。

【００１９】上記補給ローラ５４は、上記現像ハウジン
グ５１の現像室５１５内に上記現像ローラ５３と平行に
配設されており、現像ハウジング５１を構成する上記前
後側壁５１２に回転自在に装着された回転軸５４１と、
この回転軸５４１の外周面に固着されたローラ５４２と
を含んでいる。回転軸５４１は上記現像ローラ５３の回
転軸５３１と同様にステンレス鋼の如き適宜の金属材料
から形成することができる。ローラ５４２は発泡シリコ
ン或いは発泡ウレタンの如き発泡体から構成されてい
る。ローラ５４２は現像ローラ５３とのニップ部である
現像剤保持域５３３において現像ローラ５３のローラ５
３２に圧接せしめられる。補給ローラ５４のローラ５４
２を構成している発泡体の硬度は、現像ローラ５３を構
成するローラ５３２の硬度よりも相当小さく（例えばア
スカーＣ硬度で３５程度）、ローラ５４２を現像ローラ
５３のローラ５３２に圧接せしめることによってニップ
領域においてローラ５４２が０．１〜０．６ｍｍ程度弾
性的に圧縮せしめられるのが望ましい。また、ローラ５
４２も導電性を有しており、その体積抵抗は１０² 〜１
０⁶ Ω・ｃｍ程度に設定されている。補給ローラ５４の
回転軸５４１は図示しない駆動手段によって矢印で示す
方向、即ちローラ５４２と上記現像ローラ５３のローラ
５３２とのニップ部である現像剤保持域５３３において
上側から下側に向けて回転駆動せしめられる。回転軸５
４１の上記回転によってローラ５４２も矢印で示す方向
に回転駆動される。なお、図示の実施形態においては、
補給ローラ５４の回転軸５４１には上記現像ローラ５３
への印可電圧より高い４５０Ｖの定電圧が印加される。

【００２０】上記現像ハウジング５１の攪拌室５１４に
は、攪拌手段５５が配設されている。上記攪拌手段５５
は、上記補給ローラ５４と平行に配設されており、現像
ハウジング５１を構成する上記前後側壁５１２に回転自
在に装着された回転軸５５１と、この回転軸５５１に固
定された攪拌部材５５２と、該攪拌部材５５２に装着さ
れた弾性を有する攪拌シート部材５５３を含んでいる。
攪拌部材５５２は、合成樹脂によって形成されており、
長手方向（図２において紙面に垂直な方向）に複数個の
開口を備えている。攪拌シート部材５５３は、可撓弾性
を有する例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ
Ｐ）樹脂によって形成されており、攪拌部材５５２の先
端縁辺に接着剤等によって固着されている。このように
構成された攪拌手段５５は、図示しない駆動手段によっ
て図２において矢印で示す方向に連続的に回転駆動せし
められる。

【００２１】上記現像剤規制手段５６は、上記現像ロー
ラ５３を構成するローラ５３２の周表面に圧接せしめら
れる可撓弾性性を有するブレード５６１を具備してい
る。ブレード５６１は、例えば、厚さが０．１〜０．２
ｍｍ程度のステンレス鋼板またはばね鋼板によって構成
されており、現像ローラ５３を構成するローラ５３２の
長さと略同じ長手方向寸法を有している。ブレード５６
１は、その基端部が現像ハウジング５１を構成する底壁
５１１の感光体ユニット４０側開放端に設けられたブレ
ード取付部５１１ａに装着される。即ち、ブレード５６
１の基端部は、ブレード取付部５１１ａと押さえ板５６
２によって挟持されビス５６３によって固定される。ブ
レード５６１の先端部は屈曲形成されており、この屈曲
部が現像剤規制域５３４において現像ローラ５３を構成
するローラ５３２の周表面に圧接せしめられるように構
成されている。

【００２２】上記現像ハウジング５１には、開放された
上部を覆う蓋５７が装着されている。蓋５７は合成樹脂
によって構成されており、現像ハウジング５１を構成す
る前側壁および後側壁５１２と左側壁５１３および連結
部材５１７の上面に接着剤によって固着されている。こ
の蓋５７の内面には、上記補給ローラ５４と対向する位
置に前後方向（図２において紙面に垂直な方向）に延設
され現像室５１５側に突出する規制部５７１が一体成形
されている。なお、規制部５７１の下端と上記補給ロー
ラ５４を構成するローラ５４２の外周面との間には所定
の間隔が設けられる。図示の実施形態においては、現像
ハウジング５１を構成する連結部材５１７には、シート
状シール部材５８が装着されている。このシート状シー
ル部材５８は、例えばポリエチレンテレフタレート（Ｐ
ＥＴＰ）樹脂等の可撓弾性を有するシート部材によって
構成されており、上記現像ローラ５３を構成するローラ
５３２の軸方向長さと略同一長さを有している。シート
状シール部材５８は、その一端部が上記連結部材５１７
に接着剤等の固着手段によって固着されており、その他
端部が湾曲されて現像ローラ５３を構成するローラ５３
２の周表面に弾性的に接触せしめられている。このよう
に構成されたシート状シール部材５８は、上記現像剤規
制手段５６のブレード５６１とともに現像ハウジング５
１の感光体ユニット４０側開口からの現像剤の飛散を防
止する。

【００２３】以上のように構成されたプロセスユニット
４は、図１に示すように、プリンタ２の機体ハウジング
２０に着脱可能に装着される。即ち、プリンタ２の機体
ハウジング２０を構成するカバー２３を軸２２回りに図
１において反時計方向に旋回させることにより、機体ハ
ウジング２０を構成するハウジング本体２１の上方が開
放される。次いでプロセスユニット４を上方からハウジ
ング本体２１内に装着する。なお、ハウジング本体２１
内には、プロセスユニット４の感光体ユニット４０を所
定の位置に載置しうる位置決め手段（図示せず）が設け
られている。プロセスユニット４を機体ハウジング２０
のハウジング本体２１に装着したら、カバー２２を軸２
２回りに図１において時計方向に旋回させることによ
り、その上方が閉じられる。

【００２４】図１に示すように、プリンタ２の機体ハウ
ジング２０を構成するハウジング本体２１の下部には、
レーザユニット２４が配設されている。このレーザユニ
ット２４は、プリンタ２に接続された例えばワードプロ
セッサからの印字データに対応したレーザ光をプロセス
ユニット４の露光域４２３において上記感光体ドラム４
２の感光層に照射し、静電潜像を形成する。また、プリ
ンタ２の機体ハウジング２０を構成するハウジング本体
２１には、上記転写後案内板４６の下流側に定着ローラ
対２５が配設され、該定着ローラ対２５の下流側には排
出ローラ対２６が配設されている。更に、排出ローラ対
２６の下流側には排紙トレイ２７が配設されている。

【００２５】プリンタ２の機体ハウジング２０を構成す
るカバー２３には、図２において左方上部に転写用紙を
載置する給紙トレイ２８が配設されている。この給紙ト
レイ２８の下流側に給紙ローラ２９が配設されており、
該給紙ローラ２９は図示しない駆動手段によって図２に
おいて矢印で示す方向に回転駆動せしめられる。この給
紙ローラ２９に対向して用紙分離用の摩擦パッド３０が
配設されている。また、上記転写域４２２において感光
体ドラム４２と対向して非接触式の転写ローラ３１が配
設されている。この転写ローラ３１は導電性の発泡ウレ
タンによって形成されており、カバー２３に回転自在に
支持されている。転写ローラ３１は、その両端部に転写
ローラ３１より大きい外径を有する合成樹脂等の絶縁材
からなる図示しないカラーが各々装着され、該カラーが
感光体ドラム４２の周表面に接触して配設されており、
従って、転写ローラ３１は感光体ドラム４２の回転に伴
い滑りつつ従動せしめられる。なお、転写ローラ３１の
周表面と感光体ドラム４２の周表面との隙間は０．５ｍ
ｍ程度に設定されている。このように構成された転写ロ
ーラ３１には、例えば１０μＡの定電流が印加される。
また、カバー２３には、上記転写前案内板対４５の他方
を構成する上側案内板４５２が配設されている。

【００２６】図示の実施形態におけるプリンタ２は以上
のように構成されており、以下その作用について説明す
る。図示しないワードプロセッサ等から印字指令に基づ
いて上記各部材が作動を開始し、帯電用コロナ放電器４
３によって感光体ドラム４２の表面感光層が特定極性に
実質上均一に帯電される。次に帯電された感光体ドラム
４２の感光層の表面に、レーザユニット２４からワード
プロセッサ等からの印字データに対応したレーザ光が照
射され、静電潜像が形成される。このようにして感光体
ドラム４２の感光層に形成された静電潜像は、上記現像
ユニット５０による現像作用によってトナー像に現像さ
れる。なお、現像ユニット５０の現像作用については、
後で詳細に説明する。他方、給紙トレイ２８に載置され
た転写紙は、給紙ローラ２９と摩擦パッド３０との作用
により１枚づつ送給される。そして転写紙は、転写前案
内板対４５に案内され感光体ドラム４２と転写ローラ３
１との間に搬送され、その表面に感光体ドラム４２に形
成されたトナー像が転写される。トナー像が転写された
転写紙は、転写後案内板４６に案内されて定着ローラ対
２５に搬送される。定着ローラ対２５によりトナー像が
加熱定着された転写紙は、排出ローラ対２６によって排
紙トレイ２７上に排出される。

【００２７】次に、上記現像ユニット５０の現像作用に
ついて説明する。現像ユニット５０の作動開始により、
上記現像ローラ５３、補給ローラ５４および攪拌手段５
５が図示しない駆動手段によって各々矢印で示す方向に
回転駆動される。攪拌手段５５を構成する攪拌部材５５
２および攪拌シート部材５５３が矢印で示す方向に回転
することにより、攪拌室５１４に収容された現像剤は攪
拌されつつ仕切り壁５１６を乗り越えて補給ローラ５４
の上方から現像室５１５内に供給される。なお、このと
き、蓋５７の内面に形成された規制部５７１によって、
現像室５１５内に供給される現像剤の量が過多にならな
いように制限される。このように攪拌手段５５によって
供給された現像剤は、補給ローラ５４のローラ５４２上
に乗って現像ローラ５３のローラ５３２との現像剤保持
域５３３であるニップ部に搬送される。なお、補給ロー
ラ５４と現像ローラ５３とは上記のようにニップ部であ
る現像剤保持域５３３において共に上側から下側に同方
向に回転するため、補給ローラ５４から現像ローラ５３
への現像剤の供給が十分に行われ、現像剤不足を防止す
ることができる。また、補給ローラ５４と現像ローラ５
３とは上記のようにニップ部である現像剤保持域５３３
において同方向に回転するため、大きな駆動力を要する
ことなく確実に駆動することができる。

【００２８】上述のようにして、補給ローラ５４と現像
ローラ５３のニップ部である現像剤保持域５３３に搬送
された現像剤は、現像ローラ５３を構成するローラ５３
２の周表面に保持されて現像剤規制域５３４に向けて搬
送される。このとき、補給ローラ５４と現像ローラ５３
とが上記のようにニップ部である現像剤保持域５３３に
おいて共に上側から下側に同方向に回転するため、現像
剤は両者のニップ部を通って現像ローラ５３に保持され
て現像剤規制域５３４および現像域５３５に搬送される
ので、ニップ部を通過するときに互いに擦られて十分に
帯電され、従って、所謂カブリの発生が防止される。

【００２９】現像剤規制域５３４においては、現像剤規
制手段５６のブレード５６１が現像ローラ５３のローラ
５３２の周表面に保持されている現像剤に作用して、ロ
ーラ５３２の周表面に保持される現像剤を所要量に規制
して薄層に形成せしめる。なお、現像剤規制域５３４に
おいて現像剤規制手段５６のブレード５６１によって規
制され、現像ハウジング５１の底壁５１１上に掻き落と
された現像剤は、補給ローラ５４が矢印で示す方向に回
転せしめられているため、留まることなく仕切り壁５１
６の案内面５１６ｂに沿って搬送される。上述したよう
に、現像剤保持域５３３において現像ローラ５３を構成
するローラ５３２の周表面に保持され、現像剤規制域５
３４において現像剤規制手段５６のブレード５６１の作
用によって薄層に形成せしめられた現像剤は、矢印方向
の回転に伴って現像域５３５に搬送される。

【００３０】現像域５３５においては、感光体ドラム４
２の周表面に配設されている静電感光体上の静電潜像に
現像剤が施されて、静電潜像がトナー像に現像される。
例えば、静電潜像は＋６００Ｖ程度に帯電せしめられた
非画像領域と＋１２０Ｖ程度に帯電せしめられた画像領
域とを有し、画像領域に現像剤としてのトナーが付着せ
しめられる（所謂反転現像）。感光体ドラム４２と現像
ローラ５３は図２において矢印で示す方向に回転駆動せ
しめられ、従って、現像域５３５において感光体ドラム
４２の周表面と現像ローラ５３を構成するローラ５３２
の周表面とは共に下方から上方に同方向に移動せしめら
れる。

【００３１】次に、実験例を示す。 ＜実験例＞５種類の感光体ドラム４２（φ１０，１６，
２０，８，２２ｍｍ）に対し、連続して５００枚の用紙
に画像形成を行った後６０分休止し、続いて連続して５
００枚の用紙に画像形成う行うことを繰り返して、３０
００枚の用紙に印刷を行った場合の５００枚目毎の画像
を目視で評価した結果を表１〜表５に示す。なお、表中
（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）は現像ローラ
５３の直径（Ｙ）を感光体ドラム４２の直径（Ｘ）に対
し８０，９０，１００，１１０，１２０％に設定したも
のを表す。本実験では、５種類の感光体ドラム４２（φ
１０，１６，２０，８，２２ｍｍ）に対し、開口幅がそ
れぞれ（３．４，５．５，６．９，２．８，７．６ｍ
ｍ）の帯電用コロナ放電器４３を採用している。なお、
実験には、三田工業株式会社製ＬＤＣ−６５０の改造機
を使用した。

【００３２】

【表１】

【００３３】※１ 多少かすれた画像になっている。 ※２ ドラム軸方向に、オゾン曝露により、局所的にカ
ブリが発生している。 ※３ 感光体削れにより、カブリが発生している。

【００３４】

【表２】

【００３５】※２ ドラム軸方向に、オゾン曝露によ
り、局所的にカブリが発生している。 ※３ 感光体削れにより、カブリが発生している。

【００３６】

【表３】

【００３７】※２ ドラム軸方向に、オゾン曝露によ
り、局所的にカブリが発生している。 ※３ 感光体削れにより、カブリが発生している。

【００３８】

【表４】

【００３９】※１ 多少かすれた画像になっている。 ※２ ドラム軸方向に、オゾン曝露により、局所的にカ
ブリが発生している。 ※３ 感光体削れにより、カブリが発生している。

【００４０】

【表５】

【００４１】※２ ドラム軸方向に、オゾン曝露によ
り、局所的にカブリが発生している。 ※３ 感光体削れにより、カブリが発生している。

【００４２】次に、各表に示す実験結果における、問題
点について考察する。表１から感光体ドラム４２の直径
が１０ｍｍの場合、直径が８ｍｍ（８０％）の現像ロー
ラ５３との組み合わせにおいて、ニップ幅不足による画
像のかすれやオゾン曝露によるカブリが認められた。こ
れは、ニップ幅が不足すると十分な現像が行われず画像
がかすれてしまうためである。また、オゾン曝露により
感光体ドラムが劣化すると、帯電の際、十分に電位が上
がらず、反転現像を採用していることから、劣化した部
分にトナーがのりやすくなり、カブリが発生してしまう
ためであり、この場合、劣化した感光体を適度に削り活
性化すればよいが、ニップ幅が不足すると適度な削り作
用が得られないからである。一方、直径が１２ｍｍ（１
２０％）の現像ローラ５３との組み合わせにおいては、
２５００枚以上で感光体削れによるカブリが認められ
た。これは、現像ローラ５３の直径が大きくなることに
よりニップ幅が増大し、現像ローラ５３による感光体の
削り量が増大して感光体が寿命に達したものと考えられ
る。

【００４３】表２から感光体ドラム４２の直径が１６ｍ
ｍの場合、直径が１２．８ｍｍ（８０％）の現像ローラ
５３との組み合わせにおいて、オゾン曝露によるカブリ
が認められた。これは、表１に示す実験例における直径
が１０ｍｍの感光体ドラム４２と直径が１１ｍｍの現像
ローラ５３との組み合わせよりニップ幅は大きいので、
感光体の削り作用は十分に行われ感光体を活性化するこ
とができると思われるが、実際には劣化した部分の感光
体を十分に活性化させることができない。つまり、劣化
した部分を適度に削りとることができていないと思われ
る。この理由は、次のように考えられる。通常、小径の
感光体ドラムを採用すると、それに応じて帯電用コロナ
放電器の開口幅（感光体ドラム回転方向の開口幅）も小
さいものを採用する。大径の感光体ドラムでは多少ドラ
ムの直径が代わっても同じ開口幅の帯電用コロナ放電器
を使用することがあるが、小径の感光体ドラムでは、感
光体ドラムに対して帯電用コロナ放電器の開口幅の占め
る割合が大きいため、感光体ドラムの直径に応じて小さ
くする傾向にある。従って、オゾン曝露による局所的な
感光体劣化は感光体ドラムの直径が大きいものほど劣化
範囲は大きくなる。このため、感光体ドラムの直径に対
して現像ローラが小さくなっていくと、即ち感光体ドラ
ムの直径に対するニップ幅の割合が小さいと、ニップ幅
は十分でも劣化した部分を有効に削ることができないた
めと思われる。一方、直径が１９．２ｍｍ（１２０％）
の現像ローラ５３との組み合わせにおいては、２５００
枚以上で感光体削れによるカブリが認められた。これ
は、ニップ幅の増大により現像ローラ５３による感光体
の削り量が増大して感光体が寿命に達したものと考えら
れる。

【００４４】表３から感光体ドラム４２の直径が２０ｍ
ｍの場合、直径が１６ｍｍ（８０％）の現像ローラ５３
との組み合わせにおいて、オゾン曝露による局所的なカ
ブリが発生し、画質の低下が認められた。また、直径が
２４ｍｍ（１２０％）の現像ローラ５３との組み合わせ
においては、２５００枚以上で感光体削れによるカブリ
が認められた。

【００４５】表４から感光体ドラム４２の直径が８ｍｍ
の場合、どの現像ローラ５３においても、画像のかすれ
が認められた。また、直径が６．４ｍｍ（８０％）およ
び７．２ｍｍ（９０％）の各現像ローラ５３との組み合
わせにおいては、いずれもオゾン曝露によるカブリも認
められた。更に、直径が９．６ｍｍ（１２０％）の現像
ローラ５３との組み合わせにおいては、感光体削れによ
るカブリも認められた。

【００４６】表５から感光体ドラム４２の直径が２２ｍ
ｍの場合、直径が１７．６ｍｍ（８０％）の現像ローラ
５３との組み合わせにおいて、オゾン曝露によるカブリ
が認められた。また、直径が２２ｍｍ（１００％），２
４．２ｍｍ（１１０％）および２６．４ｍｍ（１２０
％）の各現像ローラ５３との組み合わせにおいては、感
光体削れによるカブリが発生し、画質の低下が認められ
た。

【００４７】表１，表２，表３に示す実験例では、感光
体ドラム４２の直径に対する現像ローラ５３の直径の比
率が１００％、１１０％の組み合わせのものにおいて、
良好な画像が得られていたが、表５に示す実験例におい
て感光体ドラム４２の直径が２２ｍｍの場合に感光体削
れが生じたのは、ニップ幅が大きすぎたためであると考
えられる。

【００４８】次に、現像ローラ５３の回転方向を感光体
ドラム４２と同方向（感光体ドラム４２と現像ローラ５
３はニップ部において互いに逆方向に移動する）にし
て、上記と同様の実験を感光体ドラム４２の直径が１６
ｍｍのものにおいて行った。

【００４９】

【表６】

【００５０】※３ 感光体削れにより、カブリが発生し
ている。 全体的に感光体削れによるカブリが認められた。また、
直径が１２．８ｍｍの現像ローラ５３との組み合わせに
において、オゾン曝露によるカブリが認められなかっ
た。これらは、現像ローラ５３の回転方向を感光体ドラ
ム４２と同方向にすると、ニップ部における相対速度差
が大きく、現像ローラ５３により感光体を削る作用が強
すぎるものと考えられる。以上より、感光体ドラム４２
の直径が１０〜２０ｍｍであって、現像ローラ５３の直
径を感光体ドラムの直径に対し９０〜１１０％に設定す
ると、３０００枚以上にわたり良好な画像が得られるこ
とがわかった。これは、ニップ幅が十分にとれており、
オゾン曝露された部分の感光体を削り過ぎることなく、
微量だけ適度に削り作用が行われた結果であると考えら
れる。

【００５１】以上、本発明による画像形成装置をプリン
タに適用した実施形態に基づいて説明したが、本発明は
図示の実施形態に限定されるものではなく、例えば複写
機に適用することもでき、本発明の技術思想の範囲を逸
脱することなく種々の変形あるいは修正が可能である。

【００５２】

【発明の効果】本発明による画像形成装置は以上のよう
に構成されているので、以下の作用効果を奏する。即
ち、本発明によれば、感光体ドラムと現像ローラとは互
いに表面が接触するとともに相互に逆方向に回転駆動さ
れるように構成されており、感光体ドラムは直径が１０
乃至２０ｍｍに設定され、現像ローラは直径が感光体ド
ラムの直径に対し９０乃至１１０％に設定されているの
で、オゾン曝露された部分の感光体を削り過ぎることな
く、微量だけ適度に削り作用が行われるため、画像のか
すれや濃度が低下することのない良好な画像が長期にわ
たって得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従って構成された画像形成装置の一実
施形態であるプリンタを概略的に示す正面図。

【図２】図１のプリンタの断面図。

【符号の説明】

２：プリンタ ４：プロセスユニット ５：支持軸 ２０：機体ハウジング ２１：ハウジング本体 ２３：カバー ２４：レーザユニット ２５：定着ローラ対 ２６：排出ローラ対 ２７：排紙トレイ ２８：給紙トレイ ２９：給紙ローラ ３０：摩擦パッド ３１：転写ローラ ４０：感光体ユニット ４１：感光体支持手段 ４２：感光体ドラム ４３：帯電用コロナ放電器 ４４：紙粉除去ブラシ ４５：転写前案内板対 ４６：転写後案内板 ５０：現像ユニット ５１：現像ハウジング ５２：コイルばね ５３：現像ローラ ５４：補給ローラ ５５：攪拌手段 ５６：現像剤規制手段 ５７：蓋 ５８：シート状シール部材 ４１１：感光体支持手段の側壁部材 ４１２：感光体支持手段の連結部材 ４２２：転写域 ４２３：露光域 ５１４：攪拌室 ５１５：現像室 ５１７：現像ハウジングの連結部材 ５３３：現像剤保持域 ５３４：現像剤規制域 ５３５：現像域 ５６１：現像剤規制手段のブレード

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転自在に配設され帯電域、静電潜像形
   成域および現像域を順次に通る単一層分散型感光体ドラ
   ムと、該帯電域に配設され該感光体ドラムの表面を特定
   極性に帯電する帯電器と、該現像域に配設され静電潜像
   形成域において静電潜像が形成された該感光体ドラムの
   表面に現像剤を搬送する現像ローラとを具備する画像形
   成装置において、 該感光体ドラムと該現像ローラとは、互いに表面が接触
   するとともに、相互に逆方向に回転駆動されるように構
   成されており、 該感光体ドラムは直径が１０乃至２０ｍｍに設定され、
   該現像ローラは直径が該感光体ドラムの直径に対し９０
   乃至１１０％に設定されている、ことを特徴とする画像
   形成装置。