JP3123455B2 - 現像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 本発明は、電子写真式の現
像装置にかかり、特に静電潜像を利用したプリンタ，フ
ァクシミリ，複写機等の画像記録装置に用いられる、ベ
ルト状の潜像保持媒体を有する現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】 従来より、ベルト状潜像保持体を用い
た現像装置としては以下のようなものがあった。ここ
で、図３に、現像ローラ１とベルト状潜像保持体３が非
接触である現像装置の概略を示し、また、図４（ａ）に
現像部の拡大図を示し、図４（ｂ）にベルト状潜像保持
体の拡大断面図を示す。尚、図中の矢印Ｅ、Ｆ、Ｇはそ
れぞれ現像ローラ１、ベルト状潜像保持体３、ベルト搬
送ローラ１２の回転および移動方向をそれぞれ表してい
る。

【０００３】 ベルト状潜像保持体３は、図４（ｂ）に
示すように、べース材３１（例えばＰＥＴフィルム）の
上に導電性層４を設け（例えばアルミの蒸着層）、その
上に感光体層９が積層されている。また、ベルト状潜像
保持体３は、導電性層４を一定の電位（例えばグラン
ド）に保ち、感光体層９が表面になるようにローラ１
２，１３間に張りわたされている。

【０００４】 ベルト状潜像保持体３は、その移動中に
表面が帯電チャージャ１４により一様に帯電され、既知
の方法により制御されたレーザー光１５によりベルト状
潜像保持体３の表面が露光され、静電潜像８が形成され
る。この静電潜像８は現像ローラ１とベルト状潜像保持
体３の近接部（図３中のＡ部）において、現像器１６
（図３参照）により現像され可視像すなわちトナー像７
となる（図４（ａ）参照）。

【０００５】 また、現像ローラ１には電源２が接続さ
れており、現像バイアスとしての電圧が印加されてい
る。この現像バイアスは、現像ローラ１の表面に付着し
ているトナー６を、ベルト状潜像保持体３の静電潜像８
に均一に付着させるためのものである。そして、既知の
給紙装置により転写部Ｂ（図３参照）に供給された記録
紙（図示略）に、転写チャージャ１７の作用によりトナ
ー像７が転写される。トナーの転写が完了した記録紙
は、既知の定着装置（図示略）により定着された後、外
部へ排紙される。

【０００６】 一方、ベルト状潜像保持体３の表面は除
電ランプ１８により除電され、クリーニング装置１９に
より残存トナーが掻き落とされて、クリーニングされ次
の作業に備えるようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、上記
従来例には以下のような不都合があった。即ち、現像ロ
ーラ１に対し、現像バイアスとして交流電圧，または直
流電圧に交流成分を重畳したものを印加して現像を行う
場合には、現像バイアスに含まれる交流成分により現像
部Ａに交番電界が発生する。現像ローラ１とベルト状潜
像保持体３の間に交番電界ができることにより、現像ロ
ーラ１とベルト状潜像保持体３の間には引力が発生す
る。

【０００８】 この交番電流による引力は、現像バイア
スに含まれる交流成分の周波数に応じて変化するため
に、ベルト状潜像保持体３には、図５の矢印Ｃで示す方
向に振動が発生する。

【０００９】 このベルト状潜像保持体３に振動が発生
すると、現像ローラ１とベルト状潜像保持体３の間に形
成される電界に乱れが生じる。そして、現像ローラ１と
ベルト状潜像保持体３の間隙が変化する。これにより、
現像ローラ１とベルト状潜像保持体３の相互の接触圧力
が変化したり、現像ローラ１とベルト状潜像保持体３の
接触面積が変化するなどの現象が起こり、これら現象に
起因して、ベルト状潜像保持体３の表面に形成されるト
ナー像７に乱れが発生する、という不都合を生じてい
た。

【００１０】 また、ベルト状潜像保持体３の表面に一
旦形成されたトナー像７が、搬送中のベルト状潜像保持
体３の振動により乱れ、その結果、出力画像の画質が低
下する。さらにベルト状潜像保持体３の振動により不要
な騒音が発生する、という不都合を生じていた。

【００１１】 加えて、ベルト状潜像保持体３の他方の
面の近傍であって、現像ローラ１に対応する位置に、振
動を抑制するような単純な構造の裏当て部材を配設する
ことも考えられるが、この場合でも単に裏当て部材を接
触させるだけでは、図６に示すような符号Ｄ方向に生じ
る振動を抑制することはできない。

【００１２】

【発明の目的】 本発明は、かかる従来例の有する不都
合を改善し、特にベルト状潜像保持体の振動を抑制し、
優れた画像品質の現像装置を提供することを、その目的
とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】 上記した目的を達成す
るために、請求項１記載の発明では、一方の面に静電潜
像が形成されるベルト状潜像保持体と、このベルト状潜
像保持体の一方の面に対向して配置される現像ローラ
と、この現像ローラに交流成分を含む電圧を印加する電
源とを備えた現像装置において、ベルト状潜像保持体の
他方の面に絶縁体層を積層すると共に、この絶縁体層と
一方の面の相互間に、接地された導電性層を積層し、ベ
ルト状潜像保持体の他方の面に、所定の電圧を印加した
導電性の裏当て部材を近接させる、という構成を採って
いる。

【００１４】 以上のように構成されたことにより、ベ
ルト状潜像保持体は、現像ローラに印加される現像バイ
アスの作用で生じる交番電流によって、ベルト状潜像保
持体内の導電性層が所定の静電気力を受け、現像ローラ
に対して近接離間する方向に振動しようとする。

【００１５】 しかしながら、ベルト状潜像保持体の他
方の面には絶縁体層が積層されると共に、絶縁体層と一
方の面との相互間には接地された導電性層が積層され、
更に、他方の面側には所定の電圧が印加された導電性の
裏当て部材が設けられている。

【００１６】 そして、当該裏当て部材の静電気力は、
ベルト状潜像保持体が現像ローラに引かれる静電気力よ
り大きくなるように設定されている。

【００１７】 以上のように構成されたことにより、裏
当て部材と導電性層の相互間には、現像ローラとベルト
状潜像保持体の相互間に作用する静電気力より大きな静
電気による吸着力が働き、これによりベルト状潜像保持
体は裏当て部材に密着する。

【００１８】 これにより、ベルト状潜像保持体の振動
が抑制され、形成される画像の品質が向上する。

【００１９】

【発明の実施の形態】 図１に本発明の参考例を示す。
この参考例の現像装置では、図１に示すように、一方の
面に静電潜像８が形成されるベルト状潜像保持体３と、
このベルト状潜像保持体３の一方の面に対向して配置さ
れる現像ローラ１と、この現像ローラ１に交流成分を含
む電圧を印加する電源２とを備えた現像装置において、
ベルト状潜像保持体３に磁性体層１０を積層すると共
に、このベルト状潜像保持体３の他方の面に、磁性体層
１０と引き合う磁極性を有する裏当て部材５を近接させ
ることを特徴としている。

【００２０】 以下詳細に説明すると、現像ローラ１は
円筒状の外形を有しており、その長さは印字用紙（図示
略）の幅より広く形成されている。そして、図示しない
トナー収納部からトナー６の供給を受けて、表面に一様
にトナー６を担持している。また、現像ローラ１は、後
述するように、ベルト状潜像保持体３の移動に対応し
て、所定の回転数で回転するように構成されている。従
って、現像ローラ１の一端部には、図示しない駆動機構
が係合されている。

【００２１】 また、現像ローラ１には、所定の電源２
が接続されている。この電源２は、現像ローラ１の表面
に所定の電圧を印加するためのものである。具体的に
は、直流電圧に交流電圧が重畳されている。これは、現
像ローラ１の表面に付着したトナー６をベルト状潜像保
持体３の静電潜像に移行させる場合に、その移行が均一
に行われるようにするためである。

【００２２】 次に、ベルト状潜像保持体３について説
明する。このベルト状潜像保持体３は、従来例として示
した図３の場合と同様に、環状に構成されており二つの
ベルト搬送ローラ（図示略）の相互間に張りわたされて
いる。各ベルト搬送ローラは同一方向（本実施形態では
反時計回り）に回転するので、これに伴ってベルト状潜
像保持体３が左方（図１中の符号Ｆ方向）に移動するよ
うになっている。

【００２３】 ベルト状潜像保持体３は、図１（ｂ）に
示すように、一方の面（図中の最上面）が感光体層９で
あり、他方の面（図中の際下面）が磁性体層１０で構成
され、これら感光体層９及び磁性体層１０の相互間に導
電性層４が形成されている。ここで、導電性層４は図１
（ａ）に示すように、接地（アース）されている。

【００２４】 次に、ベルト状潜像保持体３の他方の面
に近接装備される裏当て部材５について説明する。この
裏当て部材５は、磁性材から構成されており、ベルト状
潜像保持体３の他方の面と近接する側の極性が、ベルト
状潜像保持体３の磁性体層１０と引き合う磁極性となっ
ている。

【００２５】 次に、以上のように構成された本発明の
参考例に係る現像装置の動作，作用について説明する。
先ず、図１（ａ）に示すように、現像ローラ１の表面に
は、均一にトナー６が付着しており、また現像ローラ１
は一定方向（図１（ａ）中の符号Ｅ方向）に回転してい
る。一方、ベルト状潜像保持体３の表面には、ここでは
図示しないレーザ光により静電潜像８が形成されてい
る。

【００２６】 また、現像ローラ１とベルト状潜像保持
体３との最近接領域である現像部Ａでは、現像ローラ１
とベルト状潜像保持体３とは僅かな隙間を有して離間し
ている。しかし、静電潜像８の静電力によってトナー６
が引き付けられて、ベルト状潜像保持体３の表面にトナ
ー像７が形成される。一方、静電潜像８以外の部分に
は、トナー像７が形成されない。

【００２７】 ベルト状潜像保持体３は、現像ローラ１
に印加される現像バイアスの作用で生じる交番電流によ
って、ベルト状潜像保持体３内の導電性層４が所定の静
電力を受け、図１（ａ）の上下方向に振動しようとす
る。しかしながら、ベルト状潜像保持体３の他方の面の
近傍には、ベルト状潜像保持体３の磁性体層１０と引き
合う磁性体からなる裏当て部材５が設けられている。そ
して、当該裏当て部材５の磁力は、ベルト状潜像保持体
３が現像ローラ１に引かれる力より大きくなるように設
定されている。このため、ベルト状潜像保持体３は、裏
当て部材５に常時密着し、振動を生じないので、形成さ
れる画像の品質が向上する。

【００２８】 次に、本発明の一実施形態について、図
２に基づいて説明する。この図２に示すように、当該実
施形態では、上記した参考例と基本的な構成要素を共通
としているが、以下の点で異なる。即ち、本実施形態に
かかる現像装置では、ベルト状潜像保持体３ａの他方の
面に絶縁体層２１が積層されると共に、この絶縁体層２
１と感光体層９との相互間に導電性層４が形成されてい
る。

【００２９】 一方、ベルト状潜像保持体３ａの他方の
面に近接される裏当て部材５ａは、導電性部材から構成
され、この裏当て部材５ａには、所定の電源２３（図２
（ａ）参照）が接続されている。この電源２３から裏当
て部材５に電圧を印加することにより、絶縁体層２１を
介してベルト状潜像保持体３の導電性層４と裏当て部材
５の相互間に静電力が働く。この静電力により、ベルト
状潜像保持体３が裏当て部材５ａに密着し、振動が生じ
ない。

【００３０】 次に本発明の参考例の具体的な実施例に
ついて説明する。図１（ａ）に示すように、現像ローラ
１とベルト状潜像保持体３が非接触の状態とし、現像ロ
ーラ１とベルト状潜像保持体３の間隙は３００μｍとな
るように調整してある。

【００３１】 現像剤としては、帯電極性がマイナスの
非磁性一成分のトナー６を用い、静電潜像８の電位は、
画像部が＋５００Ｖで非画像部が０Ｖである。また、現
像ローラ１に印加される現像バイアスとしては、直流電
圧を＋２００Ｖにし、交流成分の振幅を１ｋＶとし、周
波数２００Ｈｚの正弦波が重畳されている。

【００３２】 ベルト状潜像保持体３としては、図１
（ｂ）に示すように、磁性体を練り混んだ磁性体層１０
をベースとして用い、この磁性体層１０にアルミを蒸着
する事により導電性層４を積層し、この導電性層４の上
に感光体層９を積層することにより形成した。

【００３３】 裏当て部材５としては、一定の形状に加
工した強磁性体（鉄）に永久磁石を埋め込み、ベルト状
潜像保持体３との摩擦力低減のために表面を、図 示しな
いテフロン（登録商標）でコーティングしたものを用い
た。このとき、裏当て部材５に埋め込む永久磁石の磁力
は、現像ローラ１とベルト状潜像保持体３の間に発生す
る静電力より十分大きくなるように設定した。

【００３４】 このような構成にすることにより、裏当
て部材５からの磁気力の作用によって、ベルト状潜像保
持体３の磁性体層１０は裏当て部材５に密着するので、
ベルト状潜像保持体３の振動は抑制される。振動を抑制
することにより、記録画像の画質が向上し、特に画像の
鮮鋭度の改善がなされた。具体的には、空間周波数が３
線／ｍｍにおいて鮮鋭度が約６５％から約８０％に向上
した。

【００３５】 なお、ベルト状潜像保持体３としては、
上記の構成に限定されるものではなく、例えば、鉄など
の導電性の強磁性体を薄い鉄製ベルトとし、これをベー
ス材兼導電性層４として用い、これに感光体層９を積層
したものを用いることも可能である。また、裏当て部材
５としても、上記構成に限定されず、例えば、永久磁石
を直接加工したものを用いることも可能であるし、ま
た、永久磁石の代わりに電磁石により磁力を発生させる
ことも可能である。

【００３６】 また、本発明の実施例としては図２に示
すように、ベルト状潜像保持体３ａとして、ベルト状潜
像保持体３ａの他方の面をＰＥＴにより形成した絶縁体
層２１としたものを使用した。ただし、絶縁体層２１と
しては、ＰＥＴ以外の材料を用いることも可能である。

【００３７】 また、裏当て部材５ａは、導電性を持つ
アルミ材料により製造されているが、導電性を有してい
る材料であればアルミに限定されるものではない。そし
て、アルミ材料で形成された裏当て部材５ａには、電源
２３により静電潜像８の電位＋現像バイアスの交流成分
の振幅より大きな絶対値を持つ電圧として、約＋１８０
０Ｖの電圧が印加されている。

【００３８】 このような構成にすることにより、裏当
て部材５ａと導電性層４の相互間には、現像ローラ１と
ベルト状潜像保持体３ａの相互間に作用する静電力より
大きな静電吸着力が働き、これによりベルト状潜像保持
体３ａは裏当て部材５ａに密着する。尚、本実施例では
裏当て部材５ａに印加する電圧として正の電圧を印加し
たが、裏当て部材５ａに印加する電圧は負であってもよ
く、その場合も現像ローラ１と導電性層４の相互間には
静電吸着力が働き、裏当て部材５ａにベルト状潜像保持
体３ａが密着し、振動を抑制することが可能である。

【００３９】 これまで本発明について詳細に述べてき
たが、本発明は上記実施例にのみ限定されるものではな
い。即ち、本発明は、電子写真に適用可能なだけではな
く、例えば、ベルト状潜像保持体を用いる光プリンタ、
静電記録装置、焦電記録装置などにも適用可能である。

【００４０】

【発明の効果】 本発明は、以上のように、ベルト状潜
像保持体の他方の面の近傍に、所定の電圧が印加された
導電性材料からなる裏当て部材を配設したので、従来よ
り用いられているベルト状潜像保持体であっても、適切
に裏当て部材に密着させることができ、ベルト状潜像保
持体自体の振動を効果的に抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の参考例を示す説明図であり、図１
（ａ）は現像ローラとベルト状潜像保持体を示し、図１
（ｂ）はベルト状潜像保持体を示す拡大断面図である。

【図２】 本発明の一実施形態を示す説明図であり、図
２（ａ）は現像ローラとベルト状潜像保持体を示し、図
２（ｂ）はベルト状潜像保持体を示す拡大断面図であ
る。

【図３】 従来例を示す説明図である。

【図４】 図３に開示した現像装置を示す図であり、図
４（ａ）は現像ローラとベルト状潜像保持体を示し、図
４（ｂ）はベルト状潜像保持体を示す拡大断面図であ
る。

【図５】 図３に開示した現像装置に生じるベルト状潜
像保持体の振動を示す説明図である。

【図６】 他の従来例にかかる現像装置に生じるベルト
状潜像保持体の振動を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 現像ローラ ２ 電源 ３，３ａ ベルト状潜像保持体 ４ 導電性層 ５，５ａ 裏当て部材 １０ 磁性体層 ２１ 絶縁体層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 21/00 350 - 352 G03G 21/16 G03G 5/10

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方の面に静電潜像が形成されるベルト
   状潜像保持体と、このベルト状潜像保持体の一方の面に
   対向して配置される現像ローラと、この現像ローラに交
   流成分を含む電圧を印加する電源とを備えた現像装置に
   おいて、 前記ベルト状潜像保持体の他方の面に絶縁体層を積層す
   ると共に、この絶縁体層と前記一方の面の相互間に、接
   地された導電性層を積層し、 前記ベルト状潜像保持体の他方の面に、所定の電圧を印
   加した導電性の裏当て部材を近接させたことを特徴とす
   る現像装置。