JPH11305509A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の画像形成装置では、現像ローラの感光
体ドラムへの圧接力は軸方向において均一ではなく、現
像ローラの一側における圧接力が他側よりも大きくなっ
ていた。これにより、該感光体ドラムの圧接力が高い側
の下地が他側に比べて早く露出して、早期に帯電不良や
画像不良が発生するという問題があった。 【解決手段】 感光体ドラム１における感光体層３２の
層厚が大きい側を現像ローラ４３における感光体ドラム
１への圧接力が大きい側へ配置し、該現像ローラ４３の
一側である回転駆動側３５を感光体ドラム１への圧接力
が大きい側として、感光体ドラム１における感光体層３
２の層厚が大きい側へ圧接させ、感光体層３２の形成を
ドラム３１の一側から開始して他側で終了させた感光体
ドラム１の形成終了側における感光体層３２の層厚が、
形成開始側における層厚よりも大きくなる場合に、形成
終了側を感光体ドラム１への圧接力の大きい側に配置し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式を用
いた画像形成装置であって、感光体ドラムへ現像ローラ
を圧接させて構成した現像システムを具備する画像形成
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、電子写真方式を用いた画像形
成装置においては、感光体ドラムへ現像ローラを圧接さ
せて構成した現像システム、所謂接触現像システムを具
備したものが知られている。このような画像形成装置で
は、感光体ドラムと現像ローラとがお互いに圧接しなが
ら回転するので、両者の圧接部で発生する摩擦力等によ
り、装置の稼働時間が増すにつれて感光体ドラム外周面
の感光体層が磨耗していく。そして、感光体層の磨耗が
進行すると、感光体層を形成する下地である円筒状部材
の表面が露出して、帯電不良や画像不良の原因となる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述の画像形成装置に
おいて、前記現像ローラの感光体ドラムへの圧接力は、
一般的に、該現像ローラの軸方向において均一ではな
く、現像ローラの一側における圧接力が他側よりも大き
くなっている。前記感光体層の磨耗度合いは、感光体ド
ラムにおける現像ローラからの圧接力が高い側が大きく
なるので、該感光体ドラムの圧接力が高い側の下地が他
側に比べて早く露出して、早期に帯電不良や画像不良が
発生するという問題があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、現像器におけ
る以上のような課題を解決すべく、次のような手段を用
いるものである。即ち、ドラムの外周面に感光体層を形
成した感光体ドラムへ、現像ローラを圧接させて構成し
た現像システムを具備する画像形成装置であって、感光
体ドラムにおける感光体層の層厚が大きい側を、現像ロ
ーラにおける感光体ドラムへの圧接力が大きい側へ配置
する。

【０００５】また、前記現像ローラは、その一側が回転
駆動される回転駆動側であり、該回転駆動側を感光体ド
ラムへの圧接力が大きい側として、前記感光体ドラムに
おける感光体層の層厚が大きい側へ圧接させる。

【０００６】また、前記感光体ドラムにおけるドラム上
の感光体層の形成を、一側から開始して他側で終了する
ものとする場合において、該感光体層の形成終了側を、
前記感光体ドラムにおける感光体層の層厚が大きい側と
する。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、添付の図
面より説明する。図１は本発明の画像形成装置の内部を
示す側面断面図、図２は現像器ユニット及びドラムユニ
ットを示す側面断面図、図３はドラムユニットを現像器
ユニットに装着した状態を示す平面図、図４は同じく反
回転駆動側を示す側面図、図５は同じく回転駆動側を示
す側面図、図６は現像器ユニットへ装着したドラムユニ
ットにおける感光体ドラムの初期状態を示す平面断面
図、図７は一定時間稼働した後の現像器ユニットへ装着
したドラムユニットにおける感光体ドラムの状態を示す
平面断面図である。

【０００８】本発明の画像形成装置の概略構成につい
て、図１乃至図４により説明する。本画像形成装置は、
例えば、ファクシミリ等における電子写真方式の画像形
成装置に適用されており、プロセスユニット９が画像形
成装置８の上部に配設され、該プロセスユニット９はド
ラムユニット１０と現像器ユニット４等とから成ってい
る。ドラムユニット１０内には、感光体ドラム１が配設
され、該感光体ドラム１の周囲にその回転方向（矢視
Ａ）に沿って帯電器２、光書き込みユニット（ＬＥＤヘ
ッドアレイ）３、現像器ユニット４、転写器５、メモリ
除去部材５１、絶縁性部材５２が順に配設されている。

【０００９】感光体ドラム１と帯電器２とメモリ除去部
材５１と絶縁性部材５２とはドラムユニット１０として
ユニット化され、ドラムユニット１０の感光体ドラム１
のドラム軸１ａと、該ドラム軸１ａの上方に形成された
回動規制部１ｂを現像器ユニット４のＵ溝４ａへ着脱自
在に係合させている。

【００１０】該プロセスユニット９は本体フレーム２１
に着脱自在に装着されており、本体フレーム２１に装着
された状態においては、該現像器ユニット４の左右側面
から突出する支持軸４７・４７が本体フレーム２１に回
動可能に支持されるとともに、ドラムユニット１０の前
記ドラム軸１ａ及び回動規制部１ｂが共に本体フレーム
２１に形成したＵ溝に支持されて、該ドラムユニット１
０は本体フレーム２１に対して回動しないように固定さ
れている。そして、ドラムユニット１０と現像器ユニッ
ト４とを一体的に、またドラムユニット１０のみを本体
フレーム２１上方に取り外し可能として、プロセスユニ
ット９内で用紙詰まりなどが発生した際に、容易に該用
紙を取り出せるようにしている。

【００１１】ドラムユニット１０の下流側には、用紙に
転写されたトナー像を定着するための定着ユニット６が
配設され、該定着ユニット６は互いに圧接された加熱ロ
ーラ６１と加圧ローラ６２とで構成されている。ドラム
ユニット１０の上流側には、用紙搬送ローラ７１・７２
・７２’、ピックアップローラ７３・７３’、及び給紙
カセット７４・７４’から構成される記録用紙供給・搬
送系７が設けられている。前記帯電器２は、ローラ表面
を導電性繊維ブラシで覆ったブラシローラ式帯電器であ
り、該帯電器２にはバイアス電圧が印加され、回転しな
がら感光体ドラム１の周面を均一に、略−７５０Ｖに帯
電する。転写器５は、ウレタン樹脂等から成る導電性発
泡体で構成され、該転写器５には定電流のバイアス電圧
（例えば６００Ｖ〜３．５ｋＶ）が印加される。

【００１２】前記現像ユニット４は、トナー４０を貯留
する現像器本体４１と、該現像器本体４１の下部に配置
した供給ローラ４２と、該供給ローラ４２感光体ドラム
１との間に配設して互いに転接するよう位置させた現像
ローラ４３と、現像器本体４１内に配設して貯留された
トナー４０を攪拌する攪拌体４４と、前記現像ローラ４
３のトナー４０の搬送方向の下流側周面に弾設されたト
ナー膜厚規制ブレード４５とから成っている。

【００１３】現像ローラ４３はゴム部材等で構成され、
ステンレスなどの金属で形成された軸４３ａを中心にし
て図２における矢視Ｂ方向に回転し、該現像ローラ４３
には、例えば、−３００Ｖ程度のバイアス電圧が印加さ
れている。また、前記トナー膜厚規制ブレード４５は、
弾性を有するステンレス部材で構成されており、該トナ
ー膜厚規制ブレード４５には、例えば、−６５０Ｖ程度
のバイアス電圧が印加されている。供給ローラ４２は発
泡シリコン樹脂等で構成され、ステンレスなどの金属で
形成された軸４２ａを中心にして図２における矢視Ｃ方
向に回転し、該供給ローラ４２には例えば、−６５０Ｖ
程度のバイアス電圧が印加されている。

【００１４】供給ローラ４２と現像ローラ４３との軸心
間距離は、該供給ローラ４２と現像ローラ４３とが駆動
されている際には、それぞれのローラ半径の合計よりも
若干小さくなるように設定されており、これにより両ロ
ーラの当接部は圧接関係となる。この圧接関係及び前記
矢視Ｂ・Ｃの回転方向による、ローラ４２と現像ローラ
４３との摩擦作用と、各ローラ４２・４３に印加された
バイアス電圧とが相まって、該両ローラ４２・４３付近
に存在するトナー４０が帯電する。そして、供給ローラ
４２の矢視Ｃ方向への回転により、供給ローラ４２の気
泡内に充填されたトナー４０が現像ローラ４３側に移送
され、供給ローラ４２と現像ローラ４３との圧接部では
両ローラ４２・４３の電位差により、該トナー４０が現
像ローラ４３の表面に付着する。現像ローラ４３は感光
体ドラム１へ圧接しており、現像ローラ４３の表面に付
着したトナー４０は、該現像ローラ４３の矢視Ｂ方向へ
の回転により、感光体ドラム１側へ搬送される。その途
中、例えば、−４００Ｖ程度に印加されたトナー膜厚規
制ブレード４５により、現像ローラ４３の表面に付着し
たトナー４０の層厚は均一になる。

【００１５】次に、以上のように構成した画像形成装置
における画像形成プロセスについて簡単に説明する。前
記感光体ドラム１が矢視Ａ方向に回転し、導電性繊維ブ
ラシにて構成した帯電器２により該感光体ドラム１の外
周表面が略−７５０Ｖに均一に帯電される。その後、前
記光書き込みユニット３により画情報に基づいて感光体
ドラム１の表面に光照射が行なわれる。感光体ドラム１
はアースされた光導電体より成るので、光が照射された
部位、即ち画情報の黒に対応する部分の電位が−３０Ｖ
程度になり、光の照射部位（画情報の黒に対応する部
分）と非照射部位（画情報の白に対応する部分）とに電
位差が生じ、これにより感光体ドラム１の光書き込みユ
ニット３下流側表面には画情報に対応する静電潜像が形
成される。

【００１６】この静電潜像が現像器ユニット４に至り、
該静電潜像と、現像ローラ４３の表面に付着して負に帯
電したトナー４０とが接すると、該トナー４０は光の照
射部位との電位差によって感光体ドラム１表面の光照射
部位に吸引されて、感光体ドラム１表面にはトナー像が
形成される。このトナー像は感光体ドラム１の回転によ
り該感光体ドラム１と転写器５との転接部に達するが、
この転接部には、感光体ドラム１の回転に同期して、前
記ピックアップローラ７３により給紙カセット７４（７
４’）から一枚ずづ繰り出された記録用紙が、搬送ロー
ラ７２（７２’）・７１を経て導入される。転写器５に
は６００Ｖ〜３．５ｋＶのバイアス電圧が印加されてい
るから、感光体ドラム１表面のトナー像は転写器５に吸
引されて、記録用紙に付着して転写される。トナー像が
転写された記録用紙は、感光体ドラム１及び転写器５の
回転によりさらに搬送され、定着ユニット６に至る。

【００１７】定着ユニット６に至った記録用紙は、加熱
ローラ６１と加圧ローラ６２との圧接部に導入される。
ここで、トナー４０に含まれる樹脂成分が、両ローラ６
１・６２の加熱・加圧作用によって溶融し、用紙に融着
して永久像が形成されて、装置外に記録用紙が排出され
る。トナー像が記録用紙に転写された後の感光体ドラム
１表面は、転写器５の作用によりプラス帯電されるとと
もに、若干の未転写トナーが残る。感光体ドラム１はそ
の後も回転を続けて、帯電器２により前記の如くその表
面が均一に帯電され、その後のプロセスが繰り返され
る。

【００１８】一方、感光体ドラム１表面に残った未転写
トナーは、帯電器２とは別に設けたメモリ除去部材５１
に電圧を印加することで、該メモリ除去部材５１の作用
によりかき乱されて該感光体ドラム１表面で分散される
とともに、帯電される。この場合、メモリ除去部材５１
と帯電器２との間には、絶縁性部材５２を介装している
ので、両者間が接近した場合でも、画像形成に障害を生
じさせることはない。そして、感光体ドラム１表面に残
存したトナーは分散されるので、光書き込みユニット３
による光照射に影響を及ぼさず、画像形成の障害になる
ことはない。この分散された残存トナーは、現像器ユニ
ット４に至り、現像ローラ４３との電位差により不用な
トナーは吸引されて、現像器本体４１内に回収される。

【００１９】次に、プロセスユニット９における、前記
現像ローラ４３の感光体ドラム１への圧接構造について
説明する。図５に示すように、前記供給ローラ４２の軸
４２ａの一端部には、ギア４２ｂが固設され、現像ロー
ラ４３の軸４３ａの一端部には、ギア４３ｂが固設され
ている。ギア４２ｂ・４３ｂが設けられた側の前記支持
軸４７には、ギア４７ａが回転自在に取り付けられ、該
ギア４７ａはギア４２ｂ及びギア４３ｂと噛合してい
る。ギア４７ａは本体側に設けられた駆動装置により回
転駆動されており、該ギア４７ａによってギア４２ｂ・
４３ｂが駆動されて、供給ローラ４２及び現像ローラ４
３が回転することとなる。

【００２０】また、現像器ユニット４にドラムユニット
１０を装着した場合に、感光体ドラム１のドラム軸１ａ
が係合されるＵ溝４ａの下端部４ｂの内径寸法は、該ド
ラム軸１ａの外径寸法よりも若干大きく形成されてお
り、ドラム軸１ａがＵ溝４ａ内で略水平方向へ移動可能
となっている。即ち、該ドラム軸１ａと現像ローラ４３
の軸４３ａとの間の寸法を、Ｕ溝４ａの下端部４ｂの内
径寸法と該ドラム軸１ａの外径寸法との差の分だけ変更
可能に構成している。さらに、ドラムユニット１０を現
像器ユニット４に装着する際には、感光体ドラム１の外
周面と現像ローラ４３の外周面とが圧接しないように、
ドラム軸１ａ及び回動規制部１ｂをＵ溝４ａに係合させ
ることを可能として、該ドラムユニット１０の装着を円
滑に行うことができるようにしている。

【００２１】ドラムユニット１０を装着した現像器ユニ
ット４は本体フレーム２１へ装着されるが、この場合
は、前述の如く、ドラムユニット１０はドラム軸１ａ及
び回動規制部１ｂにより本体フレーム２１に対して水平
方向の位置を固定されながら支持され、現像器ユニット
４は本体フレーム２１に対して支持軸４７・４７により
本体フレーム２１に対して回動自在に支持されている。
この状態において、図５に示す矢視Ｄの方向へギア４７
ａが回転駆動されると、該ギア４７ａがギア４２ａ・４
３ａを駆動する際に、該ギア４２ａ・４３ａには、供給
ローラ４２と現像ローラ４３との間の摩擦力等により反
回転方向の抵抗力が生じる。この抵抗力により、現像器
ユニット４が支持軸４７・４７を中心として、現像ロー
ラ４３が感光体ドラム１側へ移動する方向に回動する。

【００２２】現像器ユニット４が前述の如く回動する
と、前記ドラムユニット１０が本体フレーム２１に対し
て水平方向の位置を固定されているので、現像ローラ４
３の軸４３ａとドラム軸１ａとの距離が縮まって、現像
ローラ４３と感光体ドラム１とが圧接する。即ち、現像
ローラ４３は、ギア４７ａの駆動力により感光体ドラム
１へ圧接されているのである。この場合、該現像ローラ
４３等が回転駆動される側の回転駆動側３５（図３図
示）では、ギア４７ａの駆動力による現像器ユニット４
の回動力が、ほぼそのまま感光体ドラム１への圧接力と
して伝達されるが、現像ローラ４３の反回転駆動側３６
（図３図示）では、ギア４７ａから伝達される駆動力が
該現像ローラ４３や現像器ユニット４の撓み等により減
衰して、感光体ドラム１への圧接力が回転駆動側３５よ
りも小さくなっている。

【００２３】ここで、感光体ドラム１は、図６に示すよ
うに、アルミニウム等の導電性を有した金属から成る円
筒状部材で構成したドラム３１の外周面に、光を照射す
ると電気抵抗値が変化する感光体から成る感光体層３２
を形成して構成しており、ドラム軸１ａによりドラムユ
ニット１０に回転可能に支持されている。ドラム３１へ
の感光体層３２の形成は、ドラム３１を液状の感光体中
へ浸漬した後、該ドラム３１を軸心が垂直となる状態で
垂直上方へ引き上げ、ドラム３１の外周面に付着した感
光体を固化させて行う。該感光体層３２は引き上げ時に
おいて、重力等の影響により該感光体層３２の形成開始
側であるドラム３１の上側よりも、形成終了側である下
側の方が層厚が大きく形成される。ここで、感光体層３
２の形成時に、下側に位置して層厚が大きく形成される
形成終了側は、図６においては、ドラム軸１ａの軸心方
向右側（回転駆動側３５）に配置している。なお、図６
においては、感光体層３２の層厚の違いは誇張して描い
ている。

【００２４】そして、感光体ドラム１のドラムユニット
１０への取り付けは、ドラムユニット１０を現像器ユニ
ット４へ装着する際に、該感光体ドラム１における感光
体層３２の層厚が大きい側が、現像器ユニット４におけ
る回転駆動側３５、即ち、現像ローラ４３の感光体ドラ
ム１への圧接力が大きい側へ配置して行うようにしてい
る。なお、図６には現像器ユニット４へ装着したドラム
ユニット１０における感光体ドラム１の初期状態を示し
ている。

【００２５】現像ローラ４３の駆動時には、感光体ドラ
ム１と現像ローラ４３とがお互いに圧接しながら回転す
るので、両者の圧接部で発生する摩擦力等により該感光
体ドラム１の感光体層３２が磨耗するが、現像ローラ４
３の感光体ドラム１への圧接力が大きい側の方が、圧接
力が小さい側よりも磨耗度合いが大きくなる。この状態
で画像形成装置８を長時間稼働させると、圧接力が大き
い回転駆動側３５の感光体層３２が、圧接力が小さい反
回転駆動側３６よりも大きく磨耗するが、該回転駆動側
３５の感光体層３２の層厚は大きく形成されているた
め、ある一定時間稼働した後の感光体層３２は、図７に
示すような状態となっている。即ち、感光体層３２の層
厚が大きい回転駆動側３５の磨耗量が大きく、層厚が小
さい反回転駆動側３６の磨耗量が小さいため、稼働時間
が増すにつれて両側の層厚の差が小さくなり、図７にお
いては、層厚が全体的に略均一な状態となっている。

【００２６】このように、感光体ドラム１における感光
体層３２の層厚が大きい側を、現像ローラ４３の感光体
ドラム１への圧接力が大きい回転駆動側３５へ配置する
ことで、画像形成装置８の稼働時間が増すにつれて感光
体層３２の層厚が全体的に均一となっていくように該感
光体層３２が磨耗していくので、早期に感光体層３２の
磨耗によりドラム３１の外周面が露出してしまって帯電
不良や画像不良等が発生するといった不具合を防止する
ことができる。これにより、感光体ドラム１の寿命を延
ばすことができ、画像形成装置８のランニングコストの
低減を図ることができるとともに、メンテナンス作業の
頻度を低くすることができる。

【００２７】

【発明の効果】本発明は、現像器において、以上のよう
な構成とすることで、次のような効果を奏する。まず、
請求項１の如く、感光体ドラムにおける感光体層の層厚
が大きい側を、現像ローラにおける感光体ドラムへの圧
接力が大きい側へ配置したことにより、画像形成装置の
稼働時間が増すにつれて感光体層の層厚が全体的に均一
となっていくように該感光体層が磨耗していくので、早
期に感光体層の磨耗によりドラムの外周面が露出してし
まって帯電不良や画像不良等が発生する、といった不具
合を防止することができる。これにより、感光体ドラム
の寿命を延ばすことができ、画像形成装置のランニング
コストの低減を図ることができるとともに、メンテナン
ス作業の頻度を低くすることができた。

【００２８】更に、請求項２の如く、前記現像ローラ
は、その一側が回転駆動される回転駆動側であり、該回
転駆動側を感光体ドラムへの圧接力が大きい側として、
前記感光体ドラムにおける感光体層の層厚が大きい側へ
圧接させることにより、感光体ドラムをドラムユニット
に組み付ける場合は、該感光体ドラムにおける感光体層
の層厚が大きい側を回転駆動側へ配置して組み付けを行
えば、該ドラムユニットを現像器ユニットへ装着した際
に、自動的に、感光体ドラムにおける感光体層の層厚が
大きい側を、現像ローラにおける感光体ドラムへの圧接
力が大きい側と圧接させることができる。これにより、
感光体ドラムの組み付け方向を容易に認識することが可
能となるとともに、確実に感光体ドラムの寿命を延ばす
ことができる。

【００２９】更に、請求項３の如く、前記感光体ドラム
におけるドラム上の感光体層の形成を、一側から開始し
て他側で終了するものとする場合において、該感光体層
の形成終了側を、前記感光体ドラムにおける感光体層の
層厚が大きい側としたことにより、感光体ドラムの組み
付け方向を容易に認識することが可能となる。また、感
光体層の層厚が大きく形成されてしまう感光体ドラムに
おける感光体層の形成終了側を利用して、現像ローラに
おける感光体ドラムへの圧接力が大きい側と圧接させる
ことで、稼働時間が増すにつれて感光体層の層厚を均一
な状態としていくことができ、確実に感光体ドラムの寿
命を延ばすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の内部を示す側面断面図
である。

【図２】現像器ユニット及びドラムユニットを示す側面
断面図である。

【図３】ドラムユニットを現像器ユニットに装着した状
態を示す平面図である。

【図４】同じく反回転駆動側を示す側面図である。

【図５】同じく回転駆動側を示す側面図である。

【図６】現像器ユニットへ装着したドラムユニットにお
ける感光体ドラムの初期状態を示す平面断面図である。

【図７】一定時間稼働した後の現像器ユニットへ装着し
たドラムユニットにおける感光体ドラムの状態を示す平
面断面図である。

【符号の説明】

１ 感光体ドラム １ａ ドラム軸 ４ 現像器ユニット ８ 画像形成装置 ９ プロセスユニット １０ ドラムユニット ３１ ドラム ３２ 感光体層 ３５ 回転駆動側 ３６ 反回転駆動側 ４２ 供給ローラ ４３ 現像ローラ ４３ａ （現像ローラの）軸 ４７ 支持軸

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ドラムの外周面に感光体層を形成した感
   光体ドラムへ、現像ローラを圧接させて構成した現像シ
   ステムを具備する画像形成装置であって、感光体ドラム
   における感光体層の層厚が大きい側を、現像ローラにお
   ける感光体ドラムへの圧接力が大きい側へ配置したこと
   を特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記現像ローラは、その一側が回転駆動
   される回転駆動側であり、該回転駆動側を感光体ドラム
   への圧接力が大きい側として、前記感光体ドラムにおけ
   る感光体層の層厚が大きい側へ圧接させたことを特徴と
   する請求項１に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記感光体ドラムにおけるドラム上の感
   光体層の形成を、一側から開始して他側で終了するもの
   とする場合において、該感光体層の形成終了側を、前記
   感光体ドラムにおける感光体層の層厚が大きい側とした
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形
   成装置。