JPH06236101A - 画像記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】非磁性一成分接触方式の電子写真による高画質
な画像記録装置を提供する。 【構成】金属剛体からなる現像ローラ２３のやや下方位
置に規制ローラ２４を設け、規制ローラ２４と現像ロー
ラ２３のニップ部の上にトナー溜り部を作り、規制ロー
ラ２４を現像ローラに加圧し、トナー溜り部よりトナー
を供給してベルト状の感光体１を現像する。 【効果】現像ローラが金属剛体によって構成されている
のでトナーの帯電量が高く、取扱いに対しても丈夫にで
きるので、高画質になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真方式画像記録装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来よりいろいろな現像方式、例えば、
トナーが磁性か、非磁性か、磁性の現像剤いわゆるキャ
リアを使用するか使用しないか等々、の電子写真方式の
現像装置が提案されている。これらの中で磁性を帯びて
いない非磁性トナーを使用して現像剤は使用しない非磁
性一成分現像方式の現像装置が簡単に構成できるため数
多くの発明が提案されている。例えば、現像性能を向上
させるために現像ローラの周速を感光体の周速に対して
速くする、現像ローラに表面がゴムの弾性ローラを用い
る、現像ローラにトナーを搬送する搬送ローラと摩擦帯
電するための現像ブレードを備える、特開平1−252979
号公報，特開平2−208671号公報，特開平2−252979号公
報等が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】非磁性一成分現像方式
の現像装置は、磁性のキャリアを使用しないでトナーを
帯電させる方法であるので、磁性のキャリアを使用しキ
ャリアとトナーを十分撹拌する非磁性二成分現像方式
や、帯電量の小さな磁性トナーを磁石を内部に備えた現
像ロール上に拘束して現像する磁性一成分現像方式に比
べて、トナーの帯電特性の不均一性が現像画像のかぶり
の発生や濃度不足の発生に直接的に起因するという問題
があった。

【０００４】従来からもこれを解決するために現像ロー
ラの周速を感光体の周速よりも速くする方法、現像ロー
ラにトナーを搬送するスポンジ状の搬送ローラを設けて
トナーの供給性能を高めて現像性能を向上させる発明が
開示されている。

【０００５】しかし、これらの発明によって非磁性一成
分方式の現像画質は向上したものの非磁性一成分現像方
式や磁性一成分現像方式に比べて現像画質が劣るという
点は十分解決されているとはいえなかった。

【０００６】一方、非磁性一成分現像方式の現像装置の
信頼性については、現像ローラの周速を感光体の周速よ
りも速くするので現像ローラが摩耗しやすく、しかも、
ユーザが触りやすいところなので取扱いに注意を要する
などの問題があった。

【０００７】本発明の目的は、高画質で信頼性が高い非
磁性一成分方式の画像記録装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、走査光学系と、この走査光学系から照射
されるレーザ光により画像信号に応じた静電潛像が形成
される感光体と、この感光体にトナー現像を施すもので
あって感光体に当接する現像ローラを備える現像ユニッ
トと、トナーを収容するホッパ部，ホッパ部のトナーを
撹拌しながら搬送する撹拌ブレード，用紙を搬送する用
紙搬送手段とを有する画像記録装置において、金属剛体
からなる現像ローラを感光体に押圧する押圧手段，現像
ローラ上に薄層のトナー層を形成するトナー規制手段を
有する。

【０００９】

【作用】上記のように撹拌ブレードは、ホッパ部のトナ
ーを撹拌しながら現像ローラにトナーを搬送する。規制
手段は、現像ローラに加圧されており現像ローラ上のト
ナー量を規制して現像ローラ表面に摩擦帯電した薄層の
トナー層を作る。現像ローラは、金属で形成されている
ので帯電序列から明らかなようにトナーの帯電特性が良
好となる。現像ローラは、押圧手段により感光体に押圧
され、現像ローラ表面に摩擦帯電した薄層のトナー層を
作ったまま感光体の静電潜像を現像する。現像ローラ
は、金属剛体で形成されているので摩耗しづらく、たと
え摩耗しても均一な材質であるのでトナーの帯電特性
は、変化せず、信頼性が高く高画質な非磁性一成分方式
の画像記録装置が可能になる。

【００１０】

【実施例】図１は本発明の画像記録装置の断面図であ
る。

【００１１】はじめに図１により全体構成を説明する。
用紙収納部を構成する用紙カセット３５１は、画像記録
装置本体９００中に収納されている。用紙収納部を構成
する用紙カセット３５１には用紙３１１が収納されてい
る。さらに給紙ローラ３２１は用紙カセット３５１内の
用紙の搬送方向先端側に、用紙斜行補正部材を構成する
レジストローラ３７１及び３７２は感光体１の手前に配
置した。レジストローラ３７１および３７２は用紙の斜
行を補正し、給紙動作を行う。記録された用紙は用紙ト
レイ３８８に堆積し保管する。

【００１２】走査光学系３８１は、レーザダイオード，
ポリゴンミラー，Ｆ−θレンズにより構成されクラムシ
ェル８００に固定されている。走査光学系３８１から照
射されるレーザ光により感光体ユニット１０を構成する
感光体１の表面に画像信号に応じた静電潜像を形成す
る。現像ユニット２には図２に示すように、内部にトナ
ー２１を収納するホッパ２０１および現像ローラ２３等
を有しており、感光体１上にトナー現像を施す。転写コ
ロトロン３８３には図示しない高電圧回路により十数ｋ
Ｖの高電圧が印加されており、静電気力の作用により感
光体１上のトナーを用紙上に転写する。熱定着器３８７
は、表面にトナー画像を有する用紙に熱を加えて定着
し、永久画像とする。

【００１３】以下、本発明の画像記録装置の記録動作に
ついて説明する。まずコントローラ(図示せず)により、
定着器３８７のウオームアップを開始するとともに走査
光学系３８１のポリゴンミラーを回転させる。定着器３
８７および走査光学系３８１が動作可能状態になると、
給紙動作が開始される。

【００１４】例えば、用紙カセット３５１中の用紙３１
１を給紙する場合、コントローラの指令によりモータ
（図示せず）が回転する。この回転駆動力は歯車を介し
て給紙ローラ３２１に伝えられ、給紙ローラ３２１は用
紙３１１を分離搬送する。用紙カセット３５１より分離
された用紙３１１は、給紙ローラ３２１の回転により用
紙ガイド３６１，３６２，３６３及び現像ユニット２の
下面により形成される搬送路中を搬送され、用紙斜行補
正部材であるレジストローラ３７１，３７２へと向か
う。この時、用紙は停止しているレジストローラ３７１
及び３７２の接触部に突き当たった後もさらに搬送さ
れ、斜行が補正される。その後、レジストローラは回転
を開始し、用紙ガイド３６４に沿って用紙を搬送する。

【００１５】一方、感光体ユニット１０に備えた帯電器
には数ｋＶの高電圧が付加され、帯電器より発生するイ
オンによって感光体１表面は一様に帯電される。画像信
号を受けた走査光学系３８１は画像信号に応じて回転す
る感光体１上にレーザ光による潛象を書き込む。感光体
１上の潛象は現像ユニット２によりトナー現像が施さ
れ、トナーによる可視像となり所定のタイミングで搬送
されてきた用紙に転写される。表面にトナーによる画像
が転写された用紙は用紙ガイド３６５に導かれ定着器３
８７へ搬送される。用紙３１１は定着器３８７の熱によ
り定着されて機内の用紙トレイ３８８に排紙され、記録
動作を完了する。

【００１６】以下、本発明の画像記録装置の現像部の実
施例を図面を参照しながら説明する。まず図２を用いて
説明する。図２は本発明の一実施例の画像記録装置の主
要部分の部分断面図である。

【００１７】クラムシェル８００は、厚さ１.６mm の亜
鉛めっき鋼板からなり概略的には大きなＬ字状に成形さ
れている。その下端部にはクラムシェル８００を開閉す
るためのクラムシェル支点８０２，図示されてない露光
手段からのレーザ光を照射するために上側中央部に設け
られたクラムシェル開口部８０３、および現像ユニット
２を支持するためのクラムシェルレール８０１を備えて
いる。またクラムシェル８００には現像ユニット２を支
持するためのガイド部材８２，現像ユニット２を押圧す
る板ばね８３、そして感光体ユニット１０が固着されて
いる。

【００１８】ベルト状の感光体１は、感光体ユニット１
０に３本のローラ１００によって回転可能に支持されて
いる。感光体１は、基体を導電性の材料、例えば、アル
ミ合金の薄板上に感光材料が塗布されたもので、導電性
の基体は電気的に０Ｖの電位に保持されている。感光体
１は、図示されていない駆動源によって矢印Ａ方向に一
定速度で回転する。ここで図２に示す矢印Ａ方向は感光
体１に画像が形成される方向であるから、以下これを感
光体１の記録方向と呼ぶことにする。

【００１９】感光体に接しながら回転または移動する記
録プロセス部材で感光体との接触点の速度ベクトルの向
きが感光体１と同じものは感光体１の記録方向と同じと
以下考えることにする。本実施例では感光体の回転速度
は周速３５mm／ｓである。

【００２０】感光体ユニット１０は、画像記録装置のク
ラムシェル８００にねじにより固定されている。感光体
ユニット１０の内部には板部材１２に固定された厚さ２
mmのウレタンゴムよりなるクリーニングブレード１１，
クリーニングブレード１１が清掃したトナーを搬送する
スクリュー１３，スクリュー１３が搬送するトナーを落
下させないための厚さ０.２mm のウレタンゴムよりなる
シール板１５，感光体１の表面電位を−３００から−９
００Ｖ程度の一定電圧に保つための帯電器１４とを備え
ている。

【００２１】現像ユニット２は、画像記録装置のクラム
シェル８００のレール８０１およびクラムシェル８００
に固着されているガイド部材８２により抜き差し可能に
支えられている。現像ユニット２は、クラムシェルレー
ル８０１およびガイド部材８２により、矢印ｅで示す感
光体方向および反感光体方向にも移動可能となってい
る。現像ユニット２は、クラムシェル８００の反感光体
側の壁に固着された板ばね８３と対面する位置に中央に
凹みを有する被押圧部材２８３を備えている。板ばね８
３が、この被押圧部材２８３中央の凹みを押圧すること
によって現像ユニット２の交換時のクリック感を出す作
用がある。板ばね８３による押圧手段により現像ユニッ
ト２は矢印ｅで示した感光体ユニット１０の方向に押圧
される。現像ユニット２の感光体側の端部の両側板に現
像ローラ２３と搬送ローラ２４が回転可能に支持されて
いる。撹拌ブレード２５も、現像ユニットに回転可能に
支持されており、これら現像ローラ２３，規制ローラ２
４と撹拌ブレード２５は、ギヤによってそれぞれ図に示
した矢印Ｂ，Ｃ，Ｄ方向に駆動される。現像ローラ２３
は、直径１６mmのステンレスＳＵＳ３０４であり、その
表面はトナーの搬送特性を高めるために梨地状に加工さ
れており、板ばね８３の押圧力によって感光体１に当接
しながら回転し、その回転方向は、感光体１と反対の記
録方向に設定されている。現像ローラ２３の回転速度
は、トナーの供給量を多くして現像性能を高めるために
感光体の回転速度に対して高くする必要があり、本実施
例では感光体の回転速度に対して約１.８ 倍の周速の６
３mm／ｓに設定されている。現像ローラ２３の寸法公差
は、直径に対して±０.０５mm、振れは０.０５mmまで許
容されて使用される。現像ローラ２３は、−１５０から
−２００Ｖ程度の電圧が図示されていない接点を経由し
て画像記録装置の本体より印加される。規制ローラ２４
は、直径１０mmの芯金にゴム硬度Ｈｓ３５±５°の導電
性のウレタンゴムを被覆したもので、現像ローラ２３の
やや下側に位置している。規制ローラ２４は、現像ユニ
ット２にスライド可能に支持されており、その両端は軸
受２４０を介して２本のばね２２によって線圧８６ｇ／
cm(８４.２Ｎ／ｍ），記録幅が２５６mmのときの総圧で
２.２kg（２１.６Ｎ）という条件で、現像ローラ２３に
押圧されている。規制ローラ２４と現像ローラ２３との
ニップ部の上に２本のローラの斜面がトナー溜り部２０
３をつくるようになっている。規制ローラ２４の回転速
度は現像ローラの１０％に設定されている。

【００２２】現像ユニット２の中にあるホッパ２０１に
は非磁性のトナー２１が収容されており、弾性体の羽根
よりなる撹拌ブレード２５の回転によりトナー２１をト
ナー溜り部２０３に送る。規制ローラ２４はトナー溜り
部２０３から現像ローラ２３にトナー２１を搬送し、現
像ローラ２３上のトナー２１は、規制ローラ２４によっ
て金属の現像ローラ２３に擦られて所望の極性に、本実
施例ではマイナスの極性に摩擦帯電する。本発明は、現
像ローラは金属で形成されているためにトナーとの帯電
序列によって大きな帯電量を得ることができる。現像ユ
ニットは、ホッパ２０１に現像剤がなくなった時点で、
ユーザはクラムシェル８００を開き、現像ユニット２を
画像記録装置のクラムシェル８００のレール８０１およ
びガイド部材８２をスライドさせることによって取り出
して新品のものと交換する。本発明では現像ローラが金
属の剛体で形成されているので、ユーザが交換時に手を
触れたとしても傷ついたり、変形する恐れはなく信頼性
は高い。

【００２３】図示されていない露光手段は、クラムシェ
ル８００の上部に固定されており画像信号に応じて、ク
ラムシェル開口部８０３から感光体ユニット１０と現像
ユニット２の間隙を通過してレーザ光を照射して感光体
１上に静電潜像を形成する。

【００２４】以上の構成においてその動作を簡単に説明
する。Ａ方向に回転する感光体１に露光手段でレーザ光
を照射して、感光体１の表面に静電潜像を形成する。こ
の静電潜像の電位は、０から−１５０Ｖ程度であるの
で、−１５０〜−２００ｖの電圧が印加された現像ロー
ラ２３上でマイナスの帯電をした現像剤は、上記の静電
潜像に付着して、感光体１上に現像画像が形成される。
この現像画像は、図示されていない転写手段によってほ
とんどのトナーが記録用紙に転写され、図示されていな
い熱定着器で定着される。わずかに転写されなかったト
ナーは、クリーニングブレード１１でかき落されて、ス
クリュー１３により搬送され、図示されていない廃トナ
ー容器に収容される。さらに感光体１のＡ方向の回転に
よって、帯電器１４で感光体１を再び帯電させる。

【００２５】本実施例によれば、現像ローラが金属でで
きているために耐摩耗特性，取扱性が優れており、信頼
性の高く、高画質な非磁性一成分方式の画像記録装置が
可能となる。

【００２６】次に図３を用いて、第２の実施例について
更に最適な構成例について説明する。図３は本発明の一
実施例の画像記録装置の主要部分の部分断面側面図であ
る。図２に示した実施例に対して、規制ローラがドクタ
ブレード２４１に置き替わっている点、現像ローラ２３
の回転方向が感光体１の記録方向と同一になっている
点、以下に記載されている点を除けば、他の点は同じで
ある。

【００２７】ドクタブレード２４１は、厚さ０.３mm の
ステンレスＳＵＳ３０４で構成されており、一端は現像
ユニット２の上部に固定されており、他端は自由端とし
て現像ローラ２３を押圧する構造になっている。ドクタ
ブレード２４１は、線圧８６ｇ／cm(８４.２Ｎ／ｍ)，
記録幅が２５６mmのときの総圧で２.２kg(２１.６Ｎ）
という条件で、現像ローラ２３を押圧してトナーを現像
ローラと擦ることによって帯電させる。アジテータ２６
は厚さ１．６mmの板金より構成されており、図に示す矢
印Ｆ方向に回転して、トナーを現像ローラ２３に搬送す
る。スクレーパ２７は、厚さ０.１mm のステンレスＳＵ
Ｓ３０４で構成されており、一端は現像ユニット２の下
部に固定されており、他の一端は自由端として現像ロー
ラ２３を軽く押圧して、トナーを現像ユニットの外部に
漏らさず、しかもトナーを現像ローラと擦ることによっ
て補助帯電させてトナーを現像ローラに付着させる構造
になっている。

【００２８】本実施例によれば、ドクタブレードと現像
ローラが金属でできていること、スクレーパ２７によっ
て補助帯電させるために特にトナーの帯電特性が優れ
た、高画質で信頼性の高い非磁性一成分方式の画像記録
装置が可能となる。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、現像ローラが金属の剛
体で構成されているのでトナーの摩擦による帯電量が大
きく、高信頼性で高画質な記録ができるとともに、従来
に比べて記録速度も高速にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像記録装置の全体の側面図。

【図２】本発明の一実施例を示す画像記録装置の主要部
分の一部断面の側面図。

【図３】本発明の一実施例を示す画像記録装置の主要部
分の一部断面の側面図。

【符号の説明】

１…感光体、２…現像ユニット、１０…感光体ユニッ
ト、１６…軸受、２２…ばね、２３…現像ローラ、２４
…規制ローラ、２４０…軸受、２４１…ドクタブレー
ド、２８３…押圧部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】走査光学系と、前記走査光学系から照射さ
   れるレーザ光により画像信号に応じた静電潛像が形成さ
   れる感光体と、前記感光体に非磁性のトナーの現像を施
   すものであって前記感光体に対面する現像ローラを備え
   る現像ユニットと、用紙を搬送する用紙搬送手段とを有
   する画像記録装置において、現像ローラを感光体に押圧
   する押圧手段、現像ローラ上に薄層のトナー層を形成す
   るトナー規制手段を有し、前記現像ローラは金属の剛体
   からなることを特徴とする画像記録装置。