JPH04194891A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、静電式複写機、レーサービームプリンタ等の
画像形成装置に関するものである。

〈従来の技術〉 上記画像形成装置においては、感光体ドラムの表面に形
成された、原稿像に対応した静電潜像をトナーによって
顕像化するための手段として、−般に、感光体ドラムに
対して所定間隔離して対向配置された現像ローラか使用
されている。この現像ローラは、トナーを含む現像剤を
保持した状態で、感光体ドラムの回転に合わせて回転し
て、感光体ドラムに現像剤を供給し、それによって、静
電潜像のトナーによる顕像化を行うものである。

上記現像ローラを用いた画像形成装置においては、感光
体ドラムと現像ローラとの間隔が変動すると、感光体ド
ラムへの現像剤の供給量か変化して、形成画像に濃度ム
ラ等の画像不良を生しるおそれかあるので、両者の間隔
を常に一定に保つ必要かある。

現像ローラと感光体ドラムとの間隔を一定に保つ手段と
しては、例えは第５図に示すように、現像ローラ９１と
同軸に配置され、感光体ドラム９２の表面に当接するス
ペーサコロ９３．９３か使用される。このスペーサコロ
９３．９３は、現像ローラ９］よりも直径か僅かに大き
くなっており、感光体トラム９２と現像ローラ９１との
間の間隔を、上記直径の差の半分に相当する寸法で維持
するものである。

感光体トラム９２は、アルミニウム等の金属製の素管の
表面に、静電潜像が形成される感光層を積層したもので
、スペーサコロ９３．９３との摩擦等によって感光層か
剥離するのを防止するため、通常は、同図に示すように
、感光層を形成した感光部９２ａに隣接して、感光層を
形成していないコロ当接部９２ｂ、９２ｂを設け、この
コロ当接部９２ｂ、９２ｂにスペーサコロ９３．９３を
当接させるようになっている。したがって、上記コロ当
接部９２ｂ、９２ｂにおいては、素管の表面、或いは、
感光層と素管との間に必要に応して形成される下地層か
露出した状態となっている。

〈発明か解決しようとする課題〉 素管の表面には、通常、感光層からの電荷の流れを安定
させるために、光導電性を有する陽極酸化処理膜か形成
されているか、その膜厚か５μｍ以下と薄いため、コロ
当接部９２ｂ、９２ｂにおいて素管の表面が露出してい
る場合には、感光体トラム９２の帯電時に電荷か逃げ易
い。このため、帯電時のコロ当接部９２ｂ、９２ｂの表
面電位は、感光部９２ａの表面電位に比べて大幅に低下
する。

反転現像の場合には、感光部ｇ２Ｂの表面のうち、露光
によって表面電位か特定の設定値まで低下した部分に、
トナーか付着するようになっているので、上記コロ当接
部ｃ＋２ｂ、　　９２ｂの表面電位か大幅に低下して、
上記設定値に近つくと、特に感光部９２ａとフロ当接部
９２ｂ、９２ｂとの境界部の周囲に浮遊しているトナー
かコロ当接部９２ｂ、９２ｂに付着してしまうという問
題がある。

そして、コロ当接部９２ｂ、９２ｂにトナーが付着する
と、当該コロ当接部９２ｂ、９２ｂとスペーサコロ９３
．９３との間にトナーが挾まることになるので、感光体
ドラム９２と現像ローラ９１との間隔に狂いか生しる。

また、付着したトナーか再度飛散して、形成画像に、ト
ナー飛散やカブリ等の画像不良を生しる原因となる。

一方、上記コロ当接部９２ｂ、９２ｂにおいて下地層か
露出している場合には、当該下地層が、主として金属酸
化物の蒸着膜等の絶縁体であるため、感光体ドラム９２
の帯電時に電荷が逃げ難い。

このため、コロ当接部９２ｂ、９２ｂの帯電時の表面電
位はあまり低下せす、反転現像時にトナーの付着は発生
しない。しかし、上記下地層は、スペーサコロ９３．９
３との摩擦によって摩耗し易いので、長期間の使用に耐
えることかできす、短期間に素管の表面か露出して、ト
ナー付着による前記問題を生じるようになる。

本発明者らか検討したところによると、コロ当接部の表
面電位か、反転現像における前記設定値より、ある特定
値たけ高い電位（以下、「限界電位」という）を上回る
場合には、コロ当接部にトナー付着は発生しないか、コ
ロ当接部の表面電位か上記限界電位を下回って設定値に
近づいた場合には、コロ当接部にトナー付着か発生する
ことが判明した。例えば、反転現像時の感光部の帯電電
位が−６００〜−９００ｖて、設定値が−Ｉ　Ｃ１ＯＶ
である場合には、上記限界電位は−１７０〜−２００Ｖ
付近にあり、コロ当接部の表面電位がこの限界電位以上
であれば、トナー付着は発生しないか、上記コロ当接部
の表面電位が限界電位を下回り、−１００Ｖに近づくと
、トナー付着が発生するのである。

本発明は、以上の事情に鑑みてなされたものてあって、
反転現像時に、感光体ドラムのコロ当接部にトナーか付
着せず、トナー付着による前記問題を生しるおそれがな
い画像形成装置を提供することを目的としている。

〈課題を解決するための手段〉 上記課題を解決するための、本発明の画像形成装置は、
感光体ドラムのうち、少なくともコロ当接部に、素管の
表面を陽極酸化処理してなる、厚み１５μｍ以上の絶縁
層を形成したことを特徴としている。

また、本発明の他の態様によれば、上記コロ当接部に、
合成樹脂製のフィルムからなる絶縁層を形成した画像形
成装置か提供される。

〈作用〉 上記構成からなる、本発明の画像形成装置によれば、感
光体ドラムのうちの少なくともコロ当接部に、素管の表
面を陽極酸化処理してなる、厚み１５卯以上の絶縁層が
形成されているので、帯電時に電荷か逃げ難い。このた
め、コロ当接部の表面電位は、前述した、トナー付着の
限界電位以下に低下することかない。また、上記絶縁層
は、素管を構成する金属の表面を陽極酸化することで、
当該素管と一体的に形成されているため、膜厚か厚い二
とと相俟って、機械的強度が強く、長期間使用しても、
従来の下地層のように容易に摩耗することかない。

一方、本発明の他の態様によれば、上記コロ当接部に、
合成樹脂製のフィルムからなる絶縁層が形成されている
ので、帯電時に電荷が逃げ難い。

このため、コロ当接部の表面電位は、前記限界電位以下
に低下することがない。また、上記絶縁層は合成樹脂か
らなり、蒸着膜である下地層よりも機械的強度か強いの
で、長期間使用しても、下地層のように容易に摩耗する
ことかない。また、磨耗した際には、新しいフィルムを
、コロ当接部に貼付すれば良い。

〈実施例〉 以下に、本発明の画像形成装置を、一実施例としてのレ
ーザービームプリンタを示す図面を参照しつつ説明する
。

第３図に示すように、この実施例のレーザービームプリ
ンタは、感光体ドラム１の周囲に、当該感光体ドラム１
を帯電させるための帯電チャージャＴ１と、図中−点鎖
線の矢印で示すように感光体トラム１の表面を露光する
レーサービーム光学系（図示せず）と、露光により感光
体トラム１の表面に形成された静電潜像を現像する現像
装置りと、現像により感光体ドラム１上に形成されたト
ナー像を用紙に転写する転写チャージャＴ２と、トナー
像か転写された用紙を感光体トラム１から剥離する分離
チャージャＴ３と、感光体ドラム１上に残留したトナー
を除去するクリーニング装置Ｃとを備えている。

そして、定速回転する感光体ドラム１の表面を帯電チャ
ージャＴ１によって均一に帯電させ、レーサービーム光
学系によって露光して静電潜像を形成し、現像装置りに
よって上記静電潜像をトナー像として顕像化した後、こ
のトナー像を、用紙搬送経路Ｒ１を搬送されてきた用紙
上に、転写チャージャＴ２によって転写し、転写後の用
紙を分離チャージャＴ３によって感光体ドラム１から剥
離し、感光体ドラム１の表面に残留するトナーをクリー
ニング装置Ｃによって除去して清浄化することにより、
画像形成の１サイクルか終了する。

また、感光体ドラム１から剥離された用紙は、用紙搬送
経路Ｒ２を介して定着装置Ｆに導かれて、トナー像が定
着された後、装置外に排出される。

現像装置りは、内部に現像剤を収容したケーシングＤ１
と、このケーシングＤ１の、感光体ドラム１に臨む部分
に形成された開口Ｄ２に回転自在に配置された現像ロー
ラ２と、ケーシングＤ１の内部に回転自在に配置された
、現像剤を攪拌するだめの攪拌羽Ｄ３と、この攪拌羽Ｄ
３の上方に配置された、画像形成によって消費されるト
ナーを補給するためのトナーホッパＤ４とを備えている
。

感光体ドラム１は、第１図に示すように、アルミニウム
等の金属からなる素管１０を備え、この素管１０の表面
に、感光層１１を形成した感光部１ａを設けていると共
に、この感光部１ａの両側に隣接させて、感光層１１を
形成しないコロ当接Ｎｌｂ、、１ｂを設けている。コロ
当接部１ｂ、１ｂは、素管１０の表面に絶縁層１２を形
成したもので、絶縁層１２としては、素管１０の表面を
陽極酸化処理するこζで形成された、厚み１５μｍ以上
のもの、または、合成樹脂製のフィルムからなるものか
用いられる。

素管１０の表面を陽極酸化処理することて形成される絶
縁層１２は、上記コロ当接部１ｂ、ｌｂのみに形成され
ていても良いか、感光層１１からの電荷の流れを安定さ
せるために、従来の陽極酸化処理膜と同様に、素管ユ○
の全体に形成されていても良い。絶縁層１２を素管１０
の全体に形成する場合には、当該絶縁層１２の全体を、
厚み１５μｗ以上にてきる他、絶縁層１２のうち、感光
部１ａの部分は、従来同様に５μｎ程度とし、コロ当接
部１ｂ、１ｂの部分のみを厚み１５μ山以上にしても良
い。

上記絶縁層１２の厚みか１５μｍ以上に限定されるのは
、下記の理由による。すなわち、絶縁層］２の厚みか１
５卯未満ては、感光体トラムユの帯電時に電位か逃げ易
くなって、コロ当接部］ｂ。

１ｂの帯電時の表面電位か大幅に低下し、反転現像時の
限界電位を下回って、主として、感光部］ａとコロ当接
部１ｂ、ｌｂとの境界部の周囲に浮遊しているトナーか
コロ当接部１ｂ、、１ｂに付盾しやすくなる。これに対
し、絶縁層１２の厚みか１５μｍ以上であれは、コロ当
接部１ｂ、ｌｂの帯電時の表面電位は、上記限界電位を
下回らないので、コロ当接部］ｂ、ｌｂにトナーか付着
するおそれかない。

絶縁層１２の厚みの上限は、特に限定されないか、素管
１０の全体に絶縁層１２を形成し、その絶縁層１２の全
体を厚み１５μ山以上にする場合には、当該絶縁層１２
の厚みは、３０μ０以下である二とが好ましい。絶縁層
１２の厚みか３０μ山を超えると、感光部］ａにおいて
、露光時に、露光部分の電荷を感光層１１から素管１０
へ逃がすことかできなくなって、静電潜像を形成できな
くなるおそれかある。

一方、コロ当接部１ｂ、ｌｂのみに絶縁層１２を形成す
る場合、および、素管１０の全体に絶縁層１２を形成し
、そのうち、コロ当接部１ｂ、１ｂのみ、厚みを１５μ
ｍ以上にする場合には、当該コロ当接部１ｂ、ｌｂの絶
縁層１２の厚みは、５０μｍ以下であることが好ましい
。絶縁層１２の厚みが５０μＩを超えると、製造上問題
がある。

合成樹脂製のフィルムからなる絶縁層１２は、コロ当接
部１ｂ、ｌｂに、上記合成樹脂製のフィルムを貼着する
ことて形成される。合成樹脂製のフィルムとしては、従
来公知の種々のものを使用できるか、特に、ポリエチレ
ンテレフタレートからなる極薄の電気絶縁テープか、絶
縁性、機械的強度、耐熱性等に優れる上、厚みか一定で
、しかも、熱による膨張収縮率か小さいため、好適に使
用される。

上記合成樹脂製のフィルムからなる絶縁層１２を設ける
場合には、感光層１１からの電荷の流れを安定させるた
めに、素管１０の表面全体に、従来同様の陽極酸化処理
膜を形成し、その上に合成樹脂製のフィルムを貼着して
絶縁層１２を形成する二とか好ましいか、上記陽極酸化
処理膜は、感光部１ａのみに形成するたけても良い。

上記感光体ドラム１は、第２図に示すように、素管１０
の両端開口に嵌合されたフランジ部材１３．１３を介し
て、複写機の本体に回転自在に支持された軸１４に取り
イボけられている。

現像ローラ２は、第１図および第２図に示すように、軸
３に取り付けられており、この軸３を現像装置りのケー
ンンクＤ１に回転自在に支持することて、当該ケーンン
クＤ１の開口Ｄ２に、回転自在に配置されている。

軸３の、上記現像ローラ２の両側には、感光体ドラム１
のコロ当接部１ｂ、ｌｂに当接して、当該感光体トラム
１と現像ローラ２との間隔を一定に保つためのスペーサ
コロ４．４か設けられている。このスペーサコロ４．４
は、現像ローラ２よりも直径か僅かに大きくなっており
、感光体トラム１と現像ローラ２との間の間隔を、上記
直径の差の半分に相当する寸法で維持している。

上記各部からなる、この実施例の画像形成装置において
は、感光体ドラム１のコロ当接部１ｂ。

１ｂで露出した素管１０の表面に、当該素管１０の表面
を陽極酸化処理することで形成された、厚み１５μｓ以
上の絶縁層１２、または、合成樹脂製のフィルムからな
る絶縁層１２が形成されているので、帯電時に電位か逃
げ難く、コロ当接部１ｂ。

１ｂの表面電位か大幅に低下するおそれかない。

したかって、反転現像時に、上記コロ当接部１ｂ。

１ｂにトナーか付着しないので、感光体ドラム１と現像
０−ラ２との間隔に狂いが生したり、付着したトナーか
再度飛散して、形成画像に、トナー飛散やカブリ等の画
像不良を生じたりすることかない。

また、前者の絶縁層１２は、素管１０を構成する金属の
表面を陽極酸化することて、当該素管１０と一体的に形
成されているため、膜厚が厚いことと相俟って、機械的
強度か強く、長期間使用しても、下地層のように容易に
摩耗しないものとなる。一方、後者の絶縁層１２は合成
樹脂からなり、下地層よりも機械的強度か強いので、長
期間使用しても、下地層のように容易に摩耗することが
ない。また、磨耗した際には、新しいフィルムをコロ当
接部に貼付すれば良いという利点もある。

実験例１ 全体かアルミニウムからなる、長さ３４４　ｍｍ、外径
７８ｍｍの素管の表面に陽極酸化処理を施して、当該素
管の表面全体に、厚み１５μｍの絶縁層を形成した。次
に、この素管の表面に、両端部の１０關ずつを残して、
感光層用塗布液を塗布し、乾燥させて、感光層か形成さ
れた幅３２４　ｍｍの感光部と、その左右に隣接した、
感光層か形成されていない幅１０ｍｍのコロ当接部とを
有する感光体ドラムを作製した。

実験例２ 絶縁層の厚ろを３０μｍにしたこと以外は、上記実験例
１と同様にして、感光体ドラムを作製した。

実験例３ 上記実験例１て使用したのと同じ素管の表面に陽極酸化
処理を施して、当該素管の表面全体に、厚み５μｍの陽
極酸化処理層を形成した。次に、この素管の表面に、両
端部の１０＋ｎｍずつを残して、感光層用塗布液を塗布
し、乾燥させて、感光層が形成された幅３２４關の感光
部と、その左右に隣接した、感光層か形成されていない
幅１０ｍｍのコロ当接部とを形成した。そして、上記コ
ロ当接部に、絶縁層となる、幅１０ｍｍ、厚み５μｍの
ポリエチレンテレフタレート製の電気絶縁テープ（積木
化学工業社製の商品名「ポリエステルテープ」プを貼付
して、感光体ドラムを作製した。

実験例４ 絶縁層の厚みを５μｍにしたこと以外は、上記実験例１
と同様にして、感光体ドラムを作製した。

評価試験 装着される感光体ドラムの表面から９〜１０ｍ＋ａの位
置に、タングステンワイヤの表面に金めつきを施した、
直径６０μ０のチャー７ワイヤが、感光体ドラムの軸線
と平行に張設されていると共に、このチャージワイヤの
前方、感光体ドラムの表面から１．５關の位置に、直径
５０μｍのタングステンワイヤからなるクリッドワイヤ
が２０本、１１１１１Ｉ間隔て、感光体ドラムの軸線と
平行に張設された帯電装置を備えたレーサービームプリ
ンタに、上記実験例１〜４て作製した感光体ドラムを装
着した。そして、チャージワイヤに一５ｋＶ、グリッド
ワイヤに一７００Ｖの電圧を印加して、スコロトロン方
式で、感光体ドラムの表面を一７００Ｖに帯電させ、帯
電電位測定用のプローブ（モンロー社製うを用いて、感
光体ドラムの表面の、感光部とコロ当接部との境界線上
、境界線からコロ当接部側へ＋２．５＋ｎ＋ｅおよび＋
５．０ｍｍの位置、境界線から感光部側へ−１ｍ＋ａお
よび一１０＋ｎｍの位置の帯電電位を測定した。結果を
第４図に示す。なお、図において、−・−・−は実験例
１、−ムームーは実験例２、−△−△−は実験例３、−
０−Ｏ−は実験例４の結果を示している。

また、上記実験例１〜４の感光体ドラムを、前記レーサ
ービームプリンタに装着した状態で、画像形成を行った
後、コロ当接部におけるトナー付着の有無を目視によっ
て観察した。

上記図の結果より、実験例２．３においては、コロ当接
部における表面電位か、露光時のトナー付着の設定値で
ある一１００Ｖより、１００ｖ以上高い電位になってお
り、また、目視による観察ても、コロ当接部にトナーの
付着は観察されなかった。

実験例１においては、境界線からコロ当接部側へ＋２．
５ｍｍの位置では、表面電位か、上記設定値（−１００
Ｖ）より７０Ｖ程度高い電位になっていたか、＋５．０
ｍｍの位置では、上記設定値（−１００Ｖ）を羊回って
しまった。しかし、目視による観察では、コロ当接部に
トナーの付着は観察されなかった。これは、コロ当接部
の、境界線に近い側か、上記のように、設定値より７０
Ｖ程度高い表面電位を有するため、感光部の、境界線の
付近を浮遊するトナーか、コロ当接部ニ移行して付着す
ることを防止するのか原因であると考えられる。

一方、実験例４においては、境界線からコロ当接部側へ
＋２．５ｍｍの位置で、既に、上記設定値まで表面電位
か低下しており、目視による観察ても、コロ当接部の全
面にトナーの付着か観察されｔ二。

〈発明の効果〉 本発明の画像形成装置は、以上のように構成されており
、感光体ドラムのうちの少なくともコロ当接部に、素管
の表面を陽極酸化処理してなる、厚み１５μｍ以上の絶
縁層か形成されており、本発明の他の態様によれば、上
記コロ当接部に、合成樹脂製のフィルムからなる絶縁層
か形成されている。したがって、帯電時に電荷か逃げ難
く、コロ当接部の表面電位は、トナー付着の限界電位以
下に低下することかないので、トナー付着か発生せず、
トナー付着に伴う、感光体トラムと現像ローラとの間隔
の狂いや、付着したトナーか再度飛散することによる、
トナー飛散やカブリ等の画像不良を生しることかない。

また、前者の絶縁層は、上記のように、素管を構成する
金属の表面を陽極酸化することで、当該素管と一体的に
形成されているため、膜厚か厚いことと相俟って、機械
的強度か強く、長期間使用しても、下地層のように容易
に摩耗することかない。一方、後者の絶縁層は合成樹脂
からなり、蒸着膜である下地層よりも機械的強度か強い
ので、長期間使用しても、下地層のように容易に摩耗す
ることかない上、磨耗した際には、新しいフィルムを、
フロ当接部に貼付すれば良いという利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の画像形成装置の一実施例としてのレー
サービームプリンタの要部である感光体ドラムと現像ロ
ーラとを示す斜視図、第２図は上記感光体ドラムと現像
ローラの平面図、第３図は上記実施例のレーザービーム
プリンタの内部構成を示す概略図、第４図は本発明の効
果を確認するための実験例におけるコロ当接部と感光部
との境界付近の表面電位の推移を示すグラフ、第５図は
従来の画像形成装置における感光体ドラムと現像ローラ
の平面図である。 １・・・感光体ドラム、１ｂ・・・コロ当接部、１０・
・・素管、　　　　　１１・・・感光層、１２・・・絶
縁層、　　　　２・・・現像ローラ、４・・スペーサコ
ロ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、金属製の素管と、この素管の表面に積層され、原稿
   像に対応した静電潜像が形成される感光層とを有する感
   光体ドラムと、この感光体ドラムに現像剤を供給して静
   電潜像を顕像化する現像ローラと、感光体ドラムの表面
   の、感光層が形成されていないコロ当接部に当接して、
   当該感光体ドラムと現像ローラとの間隔を一定に保つス
   ペーサコロとを備えた画像形成装置において、少なくと
   も上記コロ当接部に、素管の表面を陽極酸化処理してな
   る、厚み１５μｍ以上の絶縁層を形成したことを特徴と
   する画像形成装置。 ２、金属製の素管と、この素管の表面に積層され、原稿
   像に対応した静電潜像が形成される感光層とを有する感
   光体ドラムと、この感光体ドラムに現像剤を供給して静
   電潜像を顕像化する現像ローラと、感光体ドラムの表面
   の、感光層が形成されていないコロ当接部に当接して、
   当該感光体ドラムと現像ローラとの間隔を一定に保つス
   ペーサコロとを備えた画像形成装置において、上記コロ
   当接部に、合成樹脂製のフィルムからなる絶縁層を形成
   したことを特徴とする画像形成装置。