JPH09288404A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複写機やプリンタ−、ファクシミリ等の画像
形成装置において、現像剤の飛散や画像汚れがなく、ま
た画像ずれや画像むらが少ない鮮明な画像が得られる画
像形成装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 接触帯電部材１１の帯電可能な軸方向の
幅が、現像剤担持体６の全長より短く、かつ現像剤担持
体６の現像剤２の塗布幅より長くすることによって、現
像剤２の飛散や画像汚れが防止できる。また感光体ドラ
ム９と一体で回転する感光体歯車１７をハスバ歯車と
し、感光体ドラム９の端面にブレ−キとして作用するブ
レ−キ部材１９を設け、感光体歯車１７に加わる駆動力
のスラスト分力の方向とブレ−キ部材１９の圧接方向が
逆向きとすることによって、画像ずれや画像むらがな
く、常に鮮明な画像が形成できる画像形成装置が得られ
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、複写機やプリンタ
−、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、特にオゾン
の発生が少なく現像剤の飛散や画像汚れを防止し、また
画像ずれや画像むらを防止するものである。

【０００２】

【従来の技術】

（１）近年、装置のオゾン発生量の低減のため潜像担持
体に接触して帯電する帯電部材を用いた画像形成装置が
実用化されている。このような接触帯電部材はコロトロ
ン帯電器に比べてオゾン発生量が極めて少なく、しかも
装置の構成が簡易化できるという特徴がある。しかし帯
電部材が潜像担持体に接触するので、帯電部材に現像剤
が付着して飛び散り装置内が現像剤で汚れたり画像汚れ
が出るという問題がある。特に帯電安定性向上のため帯
電部材が回転するものや、ブラシで構成されている時
は、現像剤の飛び散りが多くなる。また画質向上のため
近年粒子径の小さい現像剤が用いられるようになった
が、小粒径の現像剤は飛散が多いという問題がある。帯
電部材に付着した現像剤を除去し飛散を防ぐため従来、
帯電部材の印加電圧を変えて電気的に現像剤を帯電部材
から潜像担持体に移動させ現像剤担持体に現像剤を回収
する方法や、帯電部材に付着した現像剤を直接除去する
ためのクリ−ニング部材を設けるという方法が用いられ
ている。

【０００３】（２）また装置の小型化、低コスト化のた
め現像剤として非磁性１成分トナ−を用い、現像剤担持
体として感光体に接触する弾性ロ−ラ−を用いて現像を
行う接触型非磁性１成分現像法が多く用いられるように
なっている。またさらにクリ−ニングブレ−ド等を用い
る感光体クリ−ニング手段を省略し、現像ロ−ラ−で転
写残りトナ−の回収を行う現像同時回収法も用いられ
る。現像同時回収法は装置の小型化、低コスト化のみな
らずトナ−消費量の低減にも有効である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】

課題（１） しかし上記従来の技術（１）の方法であっても、帯電部
材の軸方向の長さが現像剤担持体より長い時には、帯電
部材の両端部から潜像担持体に飛び散った現像剤が現像
剤担持体で回収できず、その結果装置ばかりか画像上に
も現像剤の飛散や汚れが生じるという問題がある。逆に
帯電部材の長さが現像剤担持体より短い時には、潜像担
持体の帯電部材の両端の外側の未帯電部分に現像剤担持
体から現像剤が付着し、やはり装置内に現像剤が飛散
し、画像汚れが出るという問題があった。

【０００５】本発明の請求項１から３の発明は上記従来
の課題（１）を解決することを目的としてなされたもの
である。すなわち本発明の目的は、オゾンの発生が少な
く、現像剤の飛散や画像汚れがない常に鮮明な画像が得
られる画像形成装置を提供することにある。 課題（２） また上記従来の技術（２）の装置においては、感光体ド
ラムの回転むらが生じそのため画像ずれや画像むらが特
に生じやすいという問題がある。すなわち従来から用い
られているクリ−ニングブレ−ドは感光体にブレ−キと
して作用し、回転むらを防止するために有効であったが
現像同時回収法においてはクリ−ニングブレ−ドによる
ブレ−キ作用がなく、さらに現像ロ−ラ−が感光体ドラ
ムに接触する接触現像法においては、現像ロ−ラ−の負
荷変動が直接感光体に加わるので、感光体ドラムの回転
むらが多くなり、画像むらや画像ずれが発生するためで
ある。

【０００６】本発明の請求項４の発明は上記従来の課題
（２）を解決することを目的としてなされたものであ
る。すなわち本発明の目的は、画像ずれや画像むらが少
なく、常に鮮明な画像が得られる画像形成装置を提供す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１から３
の発明の画像形成装置においては、潜像担持体に接触す
る帯電部材の帯電可能な軸方向の幅が、現像剤担持体の
全長より短く、かつ現像剤担持体の現像剤の塗布幅より
長くしたものである。この発明によれば、オゾンの発生
が少なく、しかも現像剤の飛散や画像汚れがなく、常に
鮮明な画像が形成できる画像形成装置が得られる。

【０００８】本発明の請求項４の発明の画像形成装置に
おいては、感光体と一体で回転するハスバ歯車と感光体
端面にブレ−キとして作用するブレ−キ部材を設け、感
光体に加わるスラスト方向の分力の方向とブレ−キ部材
の圧接方向が逆向きの方向となるようにしたものであ
る。この発明によれば、画像ずれや画像むらがなく、常
に鮮明な画像が形成できる画像形成装置が得られる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１から３の発明
は、潜像担持体に接触し前記潜像担持体を所定の電位に
帯電する帯電部材と、前記潜像担持体上の静電潜像を現
像剤でもって現像する現像剤担持体を有し、前記帯電部
材の帯電可能な軸方向の幅が、前記現像剤担持体の全長
より短く、かつ前記現像剤担持体の現像剤の塗布幅より
長いことを特徴とする画像形成装置であり、さらに前記
帯電部材が回転可能とし、前記帯電部材が複数の繊維か
らなるブラシとしたものである。本発明によれば帯電部
材の両端部から潜像担持体に飛び散った現像剤が現像剤
担持体に回収され、また帯電部材の両端外側の潜像担持
体の未帯電部分と現像剤担持体が対峙するがその部分の
現像剤担持体には現像剤が塗布されていないので、潜像
担持体の未帯電部分に現像剤が現像されて付着すること
がないという作用を有し、現像剤の飛散や画像汚れが防
止できる。

【００１０】本発明の請求項４の発明は、潜像を担持す
る感光体ドラムと、前記感光体ドラム上の静電潜像を現
像剤でもって現像する現像手段と、前記感光体ドラムの
端部に配設され感光体ドラムと一体で回転する感光体歯
車と、前記感光体ドラム端面に圧接してブレ−キとして
作用するブレ−キ部材とを有し、前記感光体歯車がハス
バ歯車であり、前記感光体歯車に加わる駆動力のスラス
ト方向の分力の方向と、前記ブレ−キ部材の圧接方向が
逆向きの方向である画像形成装置であり、ハスバ歯車に
することで、平歯車に比べ歯車の噛み合い率が増すの
で、駆動歯車からの回転がより滑らかに感光体ドラムに
伝達される。そして歯車の駆動力のスラスト方向の分力
とブレ−キ部材の圧接力の向きが逆向きなので、ブレ−
キが着実に安定して感光体ドラムに作用し、感光体の回
転むらが確実に低減できるという作用を有する。

【００１１】以下、本発明の一実施形態について、図１
および図２を用いて説明する。図１は本発明の一実施形
態による画像形成装置の概略横断面図、図２は概略縦断
面図である。現像手段１は１成分現像剤（１成分トナ
−）２と前記１成分トナ−２を収納するホッパ−室３、
ホッパ−室３の現像剤２を現像室４へ送る羽根板５、前
記１成分現像剤２を現像剤担持体（現像ロ−ラ−）６へ
供給する供給部材（供給ロ−ラ−）７、供給された現像
剤を規制して現像剤担持体６上に均一な現像剤２の薄層
を形成する規制部材８等を有し、９は現像剤２を担持し
て回転する現像剤担持体６に対峙し表面に形成している
静電潜像が可視画像化される静電潜像担持体（感光体ド
ラム）、１０は前記規制部材８を支持する支持部材、１
１は潜像担持体としての感光体ドラム９に接触し所定の
静電荷を付与する帯電部材、１２は所定の静電潜像を感
光体ドラム９面に形成するための露光手段、１３は感光
体ドラム９の静電潜像が現像により可視画像化されたト
ナ−像を用紙などに転写する転写手段、１４は現像ロ−
ラ−６および帯電部材１１に所定の電圧を付与する電圧
印加手段である。

【００１２】また図２において、１５はドラムフレ−ム
１６に支持されたドラム軸、１７は感光体ドラム９と一
体で回転しドラム軸１５に回転可能に軸支された感光体
歯車、１８は感光体ドラム９と一体で回転しドラム軸１
５に回転可能に軸支された感光体フランジであり、感光
体歯車１７と感光体フランジ１８は感光体ドラム９の両
端部にそれぞれ配設されている。１９はドラムフレ−ム
１６に取り付けられ感光体フランジ１８の端面に圧接
し、感光体ドラム９にブレ−キとして作用するブレ−キ
部材、２０は本体側に設けられ感光体歯車１７と噛み合
って感光体ドラム９を回転する駆動歯車である。そして
感光体歯車１７と駆動歯車２０はハスバ歯車であり感光
体歯車１７に加わる駆動力のスラスト方向の分力がブレ
−キ部材１９の方向に向かうようにハスバ歯車の歯のね
じれ方向が決められている。またハスバ歯車のモジュ−
ルは０．７、ねじれ角は２４度である。この構成によ
り、ブレ−キ部材１９による感光体９の圧接力と感光体
歯車１７に加わる駆動力のスラスト方向の分力が、合い
向かう方向つまり逆向きの方向となる。

【００１３】次に上記構成の画像形成装置の主な構成部
品について説明する。現像剤担持体（現像ロ−ラ−）６
は、金属シャフトの外周に導電層として導電性を有する
硬度４０度（ＪＩＳＡ）のＮＢＲゴムを設けたものであ
る。シャフトの直径は１０ｍｍ、ゴムロ−ラ−の直径は
１８ｍｍ、金属シャフトとゴム表面の間の抵抗値は２×
１０⁶ Ωである。導電層としてＮＢＲゴムに限らず、ウ
レタンやシリコン、クロロプレン、ＥＰＤＭ等のゴムで
もよく、ゴムでなくスポンジや樹脂でもよい。またアル
ミやステンレス等の金属でもよい。また導電層表面にさ
らにフッソ系樹脂やシリコン系樹脂等が被覆されたもの
でもよい。

【００１４】供給部材（供給ロ−ラ−）７は、金属シャ
フトの外周に導電層として導電性を有する硬度７０度
（アスカＦ）のウレタンスポンジが設られたものであ
る。シャフトの直径は６ｍｍ、スポンジロ−ラ−の直径
は１３ｍｍ、金属シャフトとスポンジ表面の間の抵抗値
は７×１０⁴ Ωである。なおウレタンに限らず、シリコ
ンやＮＢＲ、クロロプレン等のスポンジあるいはゴムな
どでもよい。

【００１５】規制部材８は断面形状が長方形のウレタン
ゴムで、支持部材１０に支持され、先端の片方のエッジ
が現像ロ−ラ−６に圧接するように設けられている。な
お規制部材８としてはウレタンに限らずシリコンやＮＢ
Ｒ等でもよく、ステンレスや燐青銅等の金属でもよく、
あるいは金属にゴムや樹脂等を設けたものであってもも
ちろん支障がない。本実施形態では規制部材８の先端を
現像ロ−ラ−６の現像剤搬送方向と逆の方向であるカウ
ンタ−方向に現像ロ−ラ−６に圧接しているが、回転方
向と同方向のトレ−ディング方向でもよくそれ以外の方
法でも構わない。

【００１６】現像剤（トナ−）２は、スチレンアクリル
系樹脂にカ−ボンやＣＣＡなどを分散したもので、平均
粒径約７ミクロンのマイナス帯電の非磁性１成分トナ−
を用いた。帯電部材１１は、金属シャフトの外周に導電
性を有するレ−ヨンの繊維を複数設けた回転可能なブラ
シロ−ラ−で、シャフトの外径は６ｍｍ、ブラシの外径
は１５ｍｍである。金属シャフトとブラシ表面の間の抵
抗値は２×１０⁵ Ωである。なおブラシに限らずスポン
ジやゴム等でもよく、回転しない構成でもよい。

【００１７】次に本実施形態の画像形成プロセスについ
て説明する。図１において、図示しない駆動手段により
感光体ドラム９は時計方向、現像ロ−ラ−６と供給ロ−
ラ−７は反時計方向に回転し、感光体ドラム９の周速は
４０ｍｍ／ｓ、現像ロ−ラ−６の周速は感光体ドラム９
の周速の２．５倍の１００ｍｍ／ｓ、供給ロ−ラ−７の
周速は５０ｍｍ／ｓになされている。また現像時には印
加手段１４により、現像ロ−ラ−６のシャフトに現像バ
イアス電圧Ｖｂ（−２００Ｖ）が印加される。現像室４
内のトナ−２は供給ロ−ラ−７から現像ロ−ラ−６に供
給され、規制ブレ−ド８を通過した後、所定の帯電量
（マイナス帯電）に帯電した均一なトナ−の薄層が現像
ロ−ラ−６上に形成される。帯電部材１１は時計方向に
回転し帯電時には電圧印加手段１４により約−１２００
Ｖの電圧が印加され、感光体ドラム９の表面が−７００
Ｖに帯電される。

【００１８】画像形成工程において、感光体ドラム９の
表面が帯電部材１１により−７００Ｖに帯電され、露光
手段１２により画像部に相当する所が露光され露光部分
の表面電位が−７００Ｖから約−５０Ｖに上昇し、その
結果感光体ドラム９に静電潜像が形成される。そして現
像領域において、電圧印加手段１４により現像バイアス
電圧Ｖｂ（−２００Ｖ）が印加された現像ロ−ラ−６上
のマイナスに帯電したトナ−２は、感光体ドラム９上の
現像ロ−ラ−６より電位の高い露光部（表面電位−５０
Ｖ）に付着し、電位の低い非露光部（表面電位−７００
Ｖ）には付着しないのでその結果、感光体ドラム９上に
トナ−２による可視画像が形成される。その後転写手段
１３により感光体ドラム９上のトナ−像が用紙上に転写
され、用紙に画像が形成される。転写されずに感光体ド
ラム９上に残った転写残りトナ−は帯電、露光の後、現
像ロ−ラ−６に回収され、同時に現像が行われる。すな
わち帯電後の感光体ドラムの表面電位は−７００Ｖとな
り現像ロ−ラ−６には現像バイアスＶｂが−２００Ｖ印
加されているので、マイナスに帯電している転写残りト
ナ−は電位差によって感光体ドラム９から現像ロ−ラ−
６に移動するためである。また現像後の現像ロ−ラ−６
は再び供給ロ−ラ−７および規制部材８を通過し、現像
ロ−ラ−６上にトナ−の供給、トナ−層形成が行われト
ナ−の薄層が形成され、再度現像に使用される。

【００１９】（請求項１から３の発明に関する説明）図
２において、幅Ａが現像ロ−ラ−６の全長、幅Ｂが現像
剤（トナ−）２の塗布幅、幅Ｃが帯電部材１１の長さつ
まり帯電可能幅を示し、Ａ＞Ｃ＞Ｂの関係が成り立つよ
うに構成されている。シ−ル部材１５は現像ケ−ス１と
現像ロ−ラ−６の両端部の隙間に沿ってに設けられ、現
像ロ−ラ−６の両端部にトナ−２が付着することを防止
する。従ってシ−ル部材１５に接する部分の現像ロ−ラ
−６にはトナ−が塗布されず、トナ−の未塗布部が現像
ロ−ラ−６の両端近傍部に形成される。シ−ル部材１５
の内側に位置する現像室４内では供給部材７および規制
部材８（図２では示されていない）によってトナ−２が
現像ロ−ラ−６に塗布されトナ−の薄層が形成される。
画像形成時には感光体ドラム９に接触する帯電部材１１
に転写残りトナ−の一部が付着し、そのトナ−が帯電部
材１１の両端部から飛び散って感光体ドラム９の両端近
傍に付着する。しかし帯電部材１１より現像ロ−ラ−６
の長さの方が長いので、帯電部材１１の両端部から感光
体ドラム９に飛び散ったトナ−が、現像ロ−ラ−６に回
収される。また帯電部材１１の両端外側の感光体ドラム
９の未帯電部分が現像ロ−ラ−６に対峙するが、その部
分の現像ロ−ラ−６上にはトナ−２が塗布されていない
ので感光体ドラム９にトナ−が付着することもない。従
って本実施形態によって従来の問題が解決でき、感光体
ドラム９の両端近傍や装置内のトナ−汚染や画像汚れが
防止できる。

【００２０】本実施形態でさらに感光体ドラム９の回転
開始直後に一時的に現像ロ−ラ−６に逆極性の現像バイ
アス電圧（プラス電圧）を印加する構成にすることによ
って感光体ドラム９に付着したトナ−がより速やかに現
像ロ−ラ−６に回収できる。なお本実施形態では転写残
りトナ−を現像ロ−ラ−６で回収する構成であるが、こ
れに限らず帯電部材１１の上流側に感光体ドラム９をク
リ−ニングするクリ−ニング手段を設けてもよい。

【００２１】（請求項４の発明に関する説明）また図２
において、感光体歯車１７は駆動歯車２０と噛み合い、
両歯車はハスバ歯車なので、感光体歯車１７に加わる駆
動力はラジアル方向とスラスト方向に分解され、ラジア
ル方向の分力が感光体ドラム９を回転する力となる。そ
して駆動力のスラスト方向の分力が矢印Ａ方向に感光体
ドラム９に加わる。この力によって感光体ドラム９がブ
レ−キ部材１９の方に付勢される。このため感光体ドラ
ム９とドラムフレ−ム１６に隙間やガタツキがあって
も、感光体フランジ１８とブレ−キ部材１９が密着し、
ブレ−キ部材１９によって感光体ドラム９が矢印Ａとは
逆向きである矢印Ｂ方向の圧接力を受けるので、ブレ−
キが有効にしかも安定して感光体ドラム９に作用するこ
とになる。従って感光体ドラム９の回転むらが確実に低
減できる。これに対して本実施形態の感光体歯車１７の
駆動力のスラスト分力の方向が矢印Ａと逆の向きの時
は、感光体ドラム９がブレ−キ部材１９から離れる方に
付勢されるので、感光体フランジ１８とブレ−キ部材１
９の接触が弱くなったり、隙間が生じてしまったりし、
ブレ−キ力が十分作用しなくなることになる。ただしそ
の時は感光体歯車の端面にブレ−キ部材の圧接力が作用
するように、感光体歯車１７とドラムフレ−ム１６の間
にブレ−キ部材１９を設ければよい。以上のように、感
光体歯車１７をハスバ歯車とし、駆動力のスラスト方向
の分力の方向とブレ−キ部材１９の圧接力の方向が逆向
きの方向言い換えれば合い向かう構成にすることによっ
て、ブレ−キが有効にしかも安定して感光体ドラム９に
作用し、感光体ドラムの回転むらが確実に低減できる。
なお本実施形態に限らず、感光体に接触する現像ロ−ラ
−を用いた装置や、感光体のクリ−ニング手段を有しな
い装置であってもよい。また本実施形態は転写残りトナ
−は現像ロ−ラ−で回収する構成であるが、別途クリ−
ニング手段を設けてもよい。

【００２２】なお本実施形態は現像剤としてトナ−から
なる１成分現像剤を用いたがトナ−とキャリアからなる
２成分現像剤を用いたものであっても本発明の効果が得
られることは言うまでもない。本実施形態の現像法は感
光体ドラム９の露光部にトナ−が現像される反転現像法
であるが、非露光部に現像される正現像法でも同様の効
果が得られる。

【００２３】

【発明の効果】以上のように本発明の請求項１から３の
発明は、潜像担持体に接触する帯電部材の帯電可能な軸
方向の幅が、現像剤担持体の全長より短く、かつ現像剤
担持体の現像剤の塗布幅より長いものであり、これによ
ってオゾンの発生が少なくしかも現像剤の飛散や画像汚
れがないという効果を有し、そのため常に鮮明な画像が
形成できる現像装置が得られる。

【００２４】また請求項４の発明は、ハスバ歯車の駆動
力のスラスト方向の分力によってブレ−キが安定して感
光体ドラムに作用するので、簡単な構成で感光体ドラム
の回転むらが確実に低減でき、画像ずれや画像むらがな
い画像が常に得られるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による画像形成装置の概略
横断面図

【図２】本発明の一実施形態による画像形成装置の概略
縦断面図

【図３】従来の画像形成装置の概略構成図

【符号の説明】

２ 現像剤 ６ 現像剤担持体 ９ 潜像担持体（感光体ドラム） １１ 帯電部材 １７ 感光体歯車 １９ ブレ−キ部材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】潜像担持体に接触し前記潜像担持体を所定
   の電位に帯電する帯電部材と、前記潜像担持体上の静電
   潜像を現像剤でもって現像する現像剤担持体を有し、前
   記帯電部材の帯電可能な軸方向の幅が、前記現像剤担持
   体の全長より短く、かつ前記現像剤担持体の現像剤の塗
   布幅より長いことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】前記帯電部材が回転可能である請求項１記
   載の画像形成装置。
3. 【請求項３】前記帯電部材が複数の繊維からなるブラシ
   である請求項１また２記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】潜像を担持する感光体ドラムと、前記感光
   体ドラム上の静電潜像を現像剤でもって現像する現像手
   段と、前記感光体ドラムの端部に配設され感光体ドラム
   と一体で回転する感光体歯車と、前記感光体ドラム端面
   に圧接してブレ−キとして作用するブレ−キ部材とを有
   し、前記感光体歯車がハスバ歯車であり、前記感光体歯
   車に加わる駆動力のスラスト方向の分力の方向と、前記
   ブレ−キ部材の圧接方向が逆向きの方向とした画像形成
   装置。