JPH11174794A

JPH11174794A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH11174794A
Application number: JP9354170A
Authority: JP
Inventors: Tomohito Ishida; 知仁石田; Nobuyuki Ito; 展之伊東
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-12-08
Filing date: 1997-12-08
Publication date: 1999-07-02

Abstract

(57)【要約】【課題】電位分布が最もシャープとなる、現像スリー
ブのニップ位置において集中的に現像過程を行うことに
より高解像の出力画像を得ることのできる画像形成装置
を提供する。【解決手段】現像手段４の現像剤担持体４２は、固定
配置された絶縁性の円筒部材４３を有し、この円筒部材
４３には、感光体ドラム１との最近接位置において感光
体ドラム１と平行に円筒部材４３の長手方向に沿って直
線状に延在し、導電性物質にて作製された現像域画成部
材４５が設けられる。円筒部材４３及び現像域画成部材
４５の外側周面には導電性フィルム４４が配置される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式の複
写機、レーザビームプリンタ等の画像形成装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】図１に電子写真方式の画像形成装置の一
例を示す。本例にて、画像形成装置は、回転自在に担持
されたドラム状の電子写真感光体、即ち、感光体ドラム
１を有する。感光体ドラム１は、帯電ローラのような帯
電手段２にて所定の電位に帯電され、露光手段３により
画像情報に応じたレーザ光を照射するなどして所望のパ
ターンを露光し、感光体ドラム面上に静電電荷像（静電
潜像）が形成される。この静電電荷像は、現像剤（以後
「トナー」という。）を有する現像手段４にて現像処理
を行うことにより、静電電荷像が作る電位分布に追随し
たトナー像を形成する。

【０００３】つまり、現像手段４は、トナーを収容した
現像容器４１と、現像容器４１内のトナーを担持し搬送
する現像剤担持体としての現像スリーブ４２とを備えて
いる。現像スリーブ４２から静電潜像に応じてトナーが
感光体ドラム１へと供給され、上述のように、感光体ド
ラム１上にトナー像を形成し、出力画像を得る。

【０００４】このときの現像過程は、現像スリーブ４２
と感光体ドラム１との距離（Ｓ−Ｄ間距離）の最近接位
置（ニップ位置）を中心に行われ、その後、感光体ドラ
ム１上の静電電荷像が転写位置に搬送されて行く過程
で、Ｓ−Ｄ間距離が離れていき、トナーが飛翔できる限
界の位置で現像過程が終了する。

【０００５】感光体ドラム１上のトナー像は、給紙カセ
ット（図示せず）から所定のタイミングにて供給される
転写材Ｐへと、転写ローラのような転写手段５により転
写される。転写材Ｐ上に転写された未定着トナー像は、
定着手段６にて加熱加圧されて転写材Ｐに永久定着さ
れ、その後、転写材Ｐは画像形成装置外へと排出され
る。

【０００６】一方、転写時に感光体ドラム１上に残った
トナーや紙粉は、クリーニング手段７にて除去され、感
光体ドラム１は次の画像形成プロセスに供される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記構成の画像形成装
置では、感光体ドラム１上の静電電荷像が形成する電位
分布は、現像スリーブ４２の電極効果により、感光体ド
ラム１と現像スリーブ５の最近接位置で最もシャープと
なり、Ｓ−Ｄ間距離が離れるに従ってブロードになって
行く。そのため、実際の出力画像には、ニップ付近での
シャープな電位分布ではなく、トナーが飛翔できる限界
位置でのブロードになった電位分布が反映され、高解像
度の画像が得られ難いという問題がある。

【０００８】一方、近年のデジタル画像の普及に伴い、
ドット画像の再現性の向上が求められているが、そのた
めには、電位分布がよりシャープな感光体ドラムと現像
スリーブの最近接位置で現像過程を終了させることが必
要となる。

【０００９】従って、本発明の目的は、電位分布が最も
シャープとなる、現像スリーブのニップ位置において集
中的に現像過程を行うことにより高解像の出力画像を得
ることのできる画像形成装置を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
像担持体と、該像担持体を均一に帯電する帯電手段と、
前記帯電された像担持体を露光し、静電潜像を形成する
露光手段と、前記静電潜像にトナーを付着させてトナー
像を形成する現像手段と、を備えた画像形成装置におい
て、現像が行われる空間的な範囲を制限することを特徴
とする画像形成装置である。本発明の一実施態様による
と、前記現像手段は、現像剤を担持し搬送するための現
像剤担持体を備え、前記現像剤担持体は、絶縁性部材に
部分的に導電性部材を配置することによって形成され、
好ましくは、前記導電性部材は、前記像担持体に最も近
い位置に配置される。

【００１１】本発明の好ましい一実施態様によると、前
記現像手段は、現像剤を担持し搬送するための現像剤担
持体を備え、現像剤担持体は、固定配置された絶縁性の
円筒部材と、前記像担持体との最近接位置において前記
像担持体と平行に配置して前記円筒部材に設けられ、導
電性物質にて作製された現像域画成部材と、前記円筒部
材及び現像域画成部材の外側周面に張設配置され回動し
て、現像剤を担持搬送する無端状の導電性フィルムと、
を有する。

【００１２】本発明の他の好ましい実施態様によると、
前記現像手段は、現像剤を担持し搬送するための現像剤
担持体を備え、現像剤担持体は、現像剤を担持し搬送す
る無端状の導電性フィルムと、前記像担持体との最近接
位置において前記像担持体と平行に配置し、且つ、前記
像担持体よりも曲率が大とされた湾曲部を有する、導電
性物質にて作製された円柱状或いは楕円状の現像域画成
部材と、前記円柱状現像域画成部材と協働して、前記導
電性フィルムを張設するための少なくとも一つの円柱状
部材と、を有する。

【００１３】本発明の他の好ましい実施態様によると、
前記現像手段は、現像剤を担持し搬送するための現像剤
担持体を備え、現像剤担持体は、回転する絶縁性の円筒
部材と、前記円筒部材の外周面に所定幅にて互いに離隔
して配置され、該円筒部材の長手方向に沿って延在する
複数の、導電性物質にて作製され、フロート状態に保持
された現像域画成部材と、を有し、前記像担持体に最も
近い位置にきた前記現像域画成部材に通電し、現像バイ
アスを印加する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像形成装置
を図面に則して更に詳しく説明する。

【００１５】実施例１本発明の画像形成装置は、先に図１に関連して説明した
電子写真方式の画像形成装置とすることができる。

【００１６】つまり、本実施例にても、画像形成装置
は、図１に概略構成を示すように、回転自在に担持され
たドラム状の電子写真感光体、即ち、感光体ドラム１を
有し、感光体ドラム１は、帯電手段２にて所定の電位に
帯電され、露光手段３により所望のパターンを露光し、
感光体ドラム面上に静電電荷像が形成される。この静電
電荷像は、現像手段４によりトナー像を形成する。

【００１７】更に説明すると、感光体ドラム１は、アル
ミニウムなどの支持体を最下層として構成された感光体
とすることができ、電荷発生層と電荷輸送層からなる機
能分離タイプのものや、電荷発生層と電荷輸送層を同一
の層で行う単層タイプのものなどを使用することができ
る。電荷発生層としては、例えばセレン−テルル、ピリ
リウム系顔料、フタロシアニン系顔料、アゾ顔料などを
用いることができる。電荷輸送層としては、ポリ−Ｎ−
ビニルカルバゾール、ポリスチレンアントラセンなどの
複素環や縮合多環芳香族を有する高分子化合物や、ピラ
ゾリン、イミダゾール、オキサゾールなどの複素環低分
子化合物などを用いることができる。

【００１８】一次帯電に用いる帯電手段２としては、コ
ロナ帯電器による非接触方式や、図示するように、帯電
ローラによる接触方式などを使用することができる。

【００１９】露光手段３としては、半導体レーザにレン
ズや回転ミラーを組み合わせたスキャナータイプ、ＬＥ
Ｄに光学シャッターを組み合わせたラインタイプなどを
用い、レーザのＯＮ／ＯＦＦによる２値記録方式や、各
画素を時間分解して中間調を形成するＰＷＭ方式などの
露光手段を用いることができる。

【００２０】現像手段４としては、摩擦帯電などの帯電
手段により帯電したトナー粒子を機械的な力により現像
剤担持体としての現像スリーブ４２上に拘束し、感光体
ドラム１に対して非接触に配置した現像スリーブ４２に
電界をかけ、トナー粒子を飛翔させ、感光体ドラム上の
電位分布或いは電界分布に対応したトナー像を形成する
方式を使用することができる。

【００２１】上記構成の本発明の画像形成装置の構成及
び作用は上述したとおりであるので、更に詳しい説明は
省略し、次に本発明の特徴部分を詳しく説明する。

【００２２】先ず、図２及び図３を参照して、本発明の
画像形成装置において高解像画像を出力するための原理
について説明する。

【００２３】図２にて、円筒状の電子写真感光体、即
ち、感光体ドラム１の表面に存在する静電電荷像Ｃは、
対向電極である現像スリーブ４２との曲率の関係で決定
されるＳ−Ｄ間の距離（Ｇ）に対応して、図３に示すよ
うに、ニップからの位置によって異なる電位分布（Ｅ）
を形成する。電界を駆動力とする現像方式において、感
光体ドラム表面の電位分布或いは電界分布は、感光体ド
ラム１上のトナー像に直接反映され、出力画像の品位を
決定する。

【００２４】そこで、本発明は、現像が行われる空間的
な範囲を制限することにより、即ち、ニップ付近の最も
電位分布がシャープな位置で集中的に現像を行うことに
より、シャープな電位分布を現像過程に反映させること
で高解像画像の出力を可能とする。

【００２５】図４に、本実施例に従って構成される像担
持体、即ち、感光体ドラム１と現像手段４とが対向して
配置されている現像領域のニップ付近の構成を示す。

【００２６】本発明に従うと、本実施例では、現像剤担
持体４２は、固定配置された絶縁性の円筒部材４３を有
し、この円筒部材４３には、感光体ドラム１との最近接
位置において感光体ドラム１と平行に円筒部材４３の長
手方向に沿って直線状に延在し、導電性物質にて作製さ
れた現像域画成部材４５が設けられる。現像域画成部材
４５の感光体ドラム１との対向した外側表面４５ａは湾
曲状に形成され、感光体ドラム１よりも曲率が大とされ
る。本実施例にて、感光体ドラム１は直径３ｃｍとさ
れ、円筒部材４３は直径１〜３ｃｍの合成樹脂、具体的
にはポリエステル、ポリカーボネート、ポリアミドなど
で作製し、現像域画成部材４５は、湾曲部の半径を０．
２〜０．８ｃｍとし、ＳＵＳ（或いは、アルミニウム、
真鍮）で作製した。

【００２７】円筒部材４３及び現像域画成部材４５の外
側周面には導電性フィルム４４が配置される。この導電
性フィルム４４は、矢印方向に回動し、現像容器４１内
に収容された現像剤（トナー）を担持し、感光体ドラム
１の方へと搬送する。本実施例にて現像剤としては磁性
一成分トナーを使用した。導電性フィルム４４として
は、厚さ０．３〜３ｍｍの天然ゴム、ブタジエンゴム、
イソプレンゴムや樹脂等をバインダー成分として、カー
ボンブラックを混合したフィルムなどを好適に使用し得
る。現像域画成部材４５には、所定の大きさの現像バイ
アスが印加されており、導電性フィルム４４にて搬送さ
れてきたトナーは、感光体ドラム１へと飛翔し、感光体
ドラム１上の静電電荷像を現像し、トナー像とする。

【００２８】本実施例によれば、現像領域に位置して現
像剤担持体４２の円筒部材４３に現像域画成部材４５を
設けることによってニップ付近の現像スリーブ４２の曲
率を大きくすることができる。従って、本実施例では、
現像が行われる空間的な範囲を制限し、ニップ付近で集
中的に現像過程を行うことができ、シャープな電位分布
が得られる位置で現像過程を終了させることが可能とな
り、高解像画像を出力することができる。

【００２９】実施例２図５に、本発明の第２の実施例に係る画像形成装置の概
略構成を示す。本実施例によると、現像手段４は、感光
体ドラム１と最近接位置に感光体ドラム１よりも径が小
さくされる円柱状の導電性物質にて形成された現像域画
成部材４５を感光体ドラム１と平行に、感光ドラム１の
長手軸線方向に配置する。本実施例にて現像域画成部材
４５は、直径０．２〜１ｃｍの、ＳＵＳ（或いは、アル
ミニウム、真鍮）で作製した。

【００３０】現像手段４は更に、上記現像域画成部材４
５に対して平行に、しかもこの部材４５と三角形をなす
ように配置された円柱状部材４６、４７を備え、上記現
像域画成部材４５と、円柱状部材４６、４７との回り
に、実施例１で使用したと同様の導電性フィルム４４が
張設され、導電性フィルム４４は矢印方向に回動する構
成とした。

【００３１】本実施例では、円柱状部材４６に近接して
トナーを収容した現像容器４１が設けられ、導電性フィ
ルム４４にトナーを供給する。導電性フィルム４４はト
ナーを担持し、感光体ドラム１の方へと搬送し、上記現
像域画成部材４５に現像バイアスを印加することによ
り、フィルム上のトナーを感光体ドラムの方へと飛翔さ
せ現像処理を行う。

【００３２】本実施例においても、現像領域に位置して
現像域画成部材４５を設けることによってニップ付近の
トナー搬送フィルムの曲率を大きくすることにより、現
像が行われる空間的な範囲を制限し、ニップ付近で集中
的に現像過程を行うことが可能となり、シャープな電位
分布が得られる位置で現像過程を終了させることがで
き、高解像画像を出力することが可能である。

【００３３】実施例３図６に、本発明の第３の実施例に係る画像形成装置の概
略構成を示す。本実施例の現像手段によると、実施例２
において、感光体ドラム１と最近接位置に配置された円
柱状の導電性物質にて形成された現像域画成部材４５の
代わりに、楕円状の導電性物質にて形成された現像域画
成部材４５が感光体ドラム１の長手軸線方向に平行に配
置される。このとき、楕円状部材４５の曲率の大きな端
部が感光体ドラム１の最近接位置にくるように配置され
る。

【００３４】現像手段４は、実施例２と同様に、更に、
上記現像域画成部材４５と平行に、しかもこの部材と三
角形をなすように配置された円柱状部材４６、４７を備
え、上記現像域画成部材４５と、円柱状部材４６、４７
との回りに、実施例１と同様の導電性フィルム４４が張
設され、導電性フィルム４４は矢印方向に回動される。

【００３５】本実施例においても、円柱状部材４６に近
接してトナーを収容した現像容器４１が設けられ、導電
性フィルム４４にトナーを供給する。導電性フィルム４
４はトナーを担持し、感光体ドラム１の方へと搬送し、
上記現像域画成部材４５に現像バイアスを印加すること
により、フィルム４４上のトナーを感光体ドラム１の方
へと飛翔させ現像処理を行う。

【００３６】本実施例にても、現像領域に位置して曲率
の大きい形状の導電性物質からなる現像域画成部材４５
を設けることによってニップ付近のトナー搬送フィルム
４４の曲率を大きくすることにより、現像が行われる空
間的な範囲を制限し、ニップ付近で集中的に現像過程を
行うことが可能となり、シャープな電位分布が得られる
位置で現像過程を終了させることができ、高解像画像を
出力することが可能である。

【００３７】実施例４図７に、本発明の第４の実施例に係る画像形成装置の概
略構成を示す。本実施例の現像手段４は、実施例２にお
いて感光体ドラム１と最近接位置に配置された現像域画
成部材４５に対して平行に、しかも部材４５と三角形を
なすように配置された円柱状部材４６、４７の代わり
に、一本の円柱状部材４６が感光体ドラム１とは反対側
に配置され、上記現像域画成部材４５と、円柱状部材４
６との回りに、実施例１と同様の導電性フィルム４４が
張設され、導電性フィルム４４は矢印方向に回動され
る。

【００３８】本実施例では、円柱状部材４６に近接して
トナーを収容した現像容器４１が設けられ、導電性フィ
ルム４４にトナーを供給する。導電性フィルム４４はト
ナーを担持し、感光体ドラム１の方へと搬送し、上記現
像域画成部材４５に現像バイアスを印加することによ
り、フィルム４４上のトナーを感光体ドラム１の方へと
飛翔させ現像処理を行う。

【００３９】本実施例においても、現像領域に位置して
現像域画成部材４５を設けることによってニップ付近の
トナー搬送フィルムの曲率を大きくすることにより、現
像が行われる空間的な範囲を制限し、ニップ付近で集中
的に現像過程を行うことが可能となり、シャープな電位
分布が得られる位置で現像過程を終了させることがで
き、高解像画像を出力することが可能である。

【００４０】実施例５図８に、本発明の第５の実施例に係る画像形成装置の概
略構成を示す。本実施例の現像手段４にて、感光体ドラ
ム１に対して対向配置された現像剤担持体４２は、絶縁
性物質にて作製された円筒部材４３を備え、その外周表
面には感光体ドラム１と平行に、感光体ドラム１の長手
軸線方向に延在して導電性物質で作製された現像域画成
部材４５が互いに離隔して複数個配設される。本実施例
では、円筒部材４３は、ポリエステル、ポリカーボネー
ト、ポリアミドなどの合成樹脂で作製され、その外径は
１〜３ｃｍの大きさとされた。又、現像域画成部材４５
は、ＳＵＳ（或いは、アルミニウム、真鍮）で作製さ
れ、幅Ｗが０．５〜３ｍｍとされ、円筒部材４３の外周
に０．５〜２ｍｍ間隔で設けることにより好結果を得る
ことができた。

【００４１】本実施例によると、導電性の各現像域画成
部材４５は、フロート状態に維持されており、ただ感光
体ドラム１と最近接位置に到達した現像域画成部材４５
のみが通電され、所定の大きさの現像バイアスが印加さ
れる。従って、現像剤担持体４２にて担持され感光体ド
ラム１の方へと搬送されたトナーは、感光体ドラム１と
最近接位置に到達したとき現像域画成部材４５に現像バ
イアスを印加することにより、感光体ドラム１の方へと
飛翔し、現像処理を行う。

【００４２】本実施例においても、感光体ドラム１に対
して最近接位置に到達した現像域画成部材４５にのみ現
像バイアスを印加することにより、現像が行われる空間
的な範囲を制限し、ニップ付近で集中的に現像過程を行
うことが可能となり、シャープな電位分布が得られる位
置で現像過程を終了させることができ、高解像画像を出
力することが可能である。

【００４３】上記各実施例にて、像担持体１は、感光体
ドラムであるとして説明したが、ベルト状の感光体であ
っても同様の結果を得ることができる。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像形成
装置は、像担持体と、像担持体を均一に帯電する帯電手
段と、帯電された像担持体を露光し、静電潜像を形成す
る露光手段と、静電潜像にトナーを付着させてトナー像
を形成する現像手段と、を備えた画像形成装置におい
て、現像が行われる空間的な範囲を制限する構成とされ
るので、電位分布が最もシャープとなる、現像スリーブ
のニップ位置において集中的に現像過程を行うことがで
き、より高解像の出力画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の一実施例の概略構成図
である。

【図２】感光体ドラムと現像剤担持体とが形成する現像
空間の構成を示す図である。

【図３】感光体ドラムと現像剤担持体とが形成する現像
空間で、感光体ドラム表面に生じる電位分布を示す図で
ある。

【図４】本発明に従って構成される現像手段の一実施例
の概略構成図である。

【図５】本発明に従って構成される現像手段の他の実施
例の概略構成図である。

【図６】本発明に従って構成される現像手段の他の実施
例の概略構成図である。

【図７】本発明に従って構成される現像手段の他の実施
例の概略構成図である。

【図８】本発明に従って構成される現像手段の更に他の
実施例の概略構成図である。

【符号の説明】

１像担持体（感光体ドラ
ム）２帯電手段３露光手段４現像手段４１現像容器４２現像剤担持体４３絶縁性円筒部材４４導電性フィルム４５現像域画成部材４６、４７円柱状部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体と、該像担持体を均一に帯電す
る帯電手段と、前記帯電された像担持体を露光し、静電
潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像にトナーを付
着させてトナー像を形成する現像手段と、を備えた画像
形成装置において、現像が行われる空間的な範囲を制限
することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記現像手段は、現像剤を担持し搬送す
るための現像剤担持体を備え、前記現像剤担持体は、絶
縁性部材に部分的に導電性部材を配置することによって
形成されることを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項３】前記導電性部材は、前記像担持体に最も
近い位置に配置されることを特徴とする請求項２の画像
形成装置。
【請求項４】前記現像手段は、現像剤を担持し搬送す
るための現像剤担持体を備え、現像剤担持体は、固定配
置された絶縁性の円筒部材と、前記像担持体との最近接
位置において前記像担持体と平行に配置して前記円筒部
材に設けられ、導電性物質にて作製された現像域画成部
材と、前記円筒部材及び現像域画成部材の外側周面に張
設配置され回動して、現像剤を担持搬送する無端状の導
電性フィルムと、を有することを特徴とする請求項１の
画像形成装置。
【請求項５】前記現像手段は、現像剤を担持し搬送す
るための現像剤担持体を備え、現像剤担持体は、現像剤
を担持し搬送する無端状の導電性フィルムと、前記像担
持体との最近接位置において前記像担持体と平行に配置
し、且つ、前記像担持体よりも曲率が大とされた湾曲部
を有する、導電性物質にて作製された円柱状或いは楕円
状の現像域画成部材と、前記円柱状現像域画成部材と協
働して、前記導電性フィルムを張設するための少なくと
も一つの円柱状部材と、を有することを特徴とする請求
項１の画像形成装置。
【請求項６】前記現像手段は、現像剤を担持し搬送す
るための現像剤担持体を備え、現像剤担持体は、回転す
る絶縁性の円筒部材と、前記円筒部材の外周面に所定幅
にて互いに離隔して配置され、該円筒部材の長手方向に
沿って延在する複数の、導電性物質にて作製され、フロ
ート状態に保持された現像域画成部材と、を有し、前記
像担持体に最も近い位置にきた前記現像域画成部材に通
電し、現像バイアスを印加することを特徴とする請求項
１の画像形成装置。