JP2010230752A - 現像装置、現像装置の製造方法及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】感光体ドラム22の周面に対向して配置された複数の現像ロール44,46,48は、固定支持されたマグネットロールとその周囲で回転可能に支持されたスリーブとを有する。感光体ドラムの回転方向の最下流に配置される第1の現像ロール44の第1のマグネットロール44aには、感光体ドラムと対向する主磁極として、垂直方向の磁束密度がピーク値の90%以上である一連の領域が全幅の40%以上となるように着磁されている。この主磁極の周方向すなわち接線方向の磁束密度を測定し、磁束密度がゼロとなる点を基準として感光体ドラムに対する位置を設定する。
【選択図】 図2
Description
上記現像磁極による磁気ブラシの状態は、像保持体と現像ロールとが対向する位置付近における磁束密度分布によって変動するものであり、現像磁極による磁束密度を調整することが、例えば特許文献1に記載されている。これにともない、像保持体と現像ロールとが対向する位置に対して現像剤の搬送方向における上流側又は下流側にずれた位置に現像磁極を設けること等も記載されている。
例えば特許文献2に、複数の現像ロールを備えた現像装置が記載されている。
この現像装置には、像保持体の周方向に3個の現像ロールが配列されており、それぞれがマグネットロールとスリーブとを有し、それぞれのマグネットロールの像保持体との対向位置に現像磁極が設けられている。そして、これらの現像ロールから像保持体上の静電潜像にトナーを転移して現像を行うものである。
前記第2のマグネットロールに着磁された主磁極の前記マグネットロールの周面と垂直な方向の磁束密度を周方向に沿って測定し、磁束密度が極大値となる点を検出する工程と、 前記支持枠体に、前記第2のマグネットロールを固定支持させるとともに、該第2のマグネットロールの周囲に円筒状の第2のスリーブを周方向へ回転可能に支持する工程と、を含み、 前記第2のマグネットロールに前記主磁極を着磁する工程は、該第2のマグネットロールの周面と垂直な方向の磁束密度の分布が、ピーク値の90%未満となる極小値の両側に2つの極大値を有するように着磁するものであり、 前記第2のマグネットロールを前記支持枠体に固定支持させる工程は、該第2のマグネットロールの前記主磁極の磁束密度が極大値となる2つの周面上の点のいずれか一方又は双方の中心点を基準とし、静電電位の差による潜像が表面に形成される像保持体と対向するように前記枠体を支持したときに、前記基準となる点が、前記第2のマグネットロールの前記像保持体に最接近する位置に対して予め定められた位置となるように前記第2のマグネットロールを調整して固定するものとする。
図1は、本願に係る発明の一実施形態である画像形成装置の概略構成図である。
この画像形成装置1は、転写材である連続用紙に画像を高速で形成する大型機であり、連続用紙を搬送供給する用紙搬送部10と、画像を形成し連続用紙に転写する画像形成部20と、転写された画像を定着する定着部30とから構成されている。
それぞれの画像形成ユニット21K,21C,21M,21Yは、導電性材料からなる円筒状部材の外周面に光導電性層が形成された感光体ドラム22を備えており、この感光体ドラム22の周囲に、感光体ドラム22の表面を一様に帯電させる帯電装置23と、帯電された感光体ドラム21に像光を照射して表面に潜像を形成する露光装置24と、感光体ドラム22上の潜像にトナーを転移させてトナー像を形成する現像装置40と、感光体ドラム22と対向し、感光体ドラム上に形成されたトナー像を連続用紙上に転写する転写ロール25と、トナー像が転写された後の感光体ドラム22に残留するトナーを除去するクリーニング装置26と、を備えている。
なお、4つの画像形成ユニット21K,21C,21M,21Yのそれぞれは、現像装置40が収容するトナーの色が異なっており、その他の構成は同じである。そして、各現像装置21K,21C,21M,21Yの上方には、当該現像装置が収容するトナーと対応する色のトナーを現像装置21に補給するトナー補給容器41K,41C,41M,41Yが備えられており、現像により消費されるトナーを補充することができるようになっている。
また、3つの現像ロール44,46,48の背面側にはガイド板54が設けられており、現像ロール44,46,48から離脱した現像剤を撹拌搬送部材52a,52bの作動域に導くようになっている。
なお、符号56は、第1の現像ロール44の周面に吸着された二成分現像剤の層を規制する層規制部材である。
第1のマグネットロール44aに着磁された磁極は、例えば図3に示すような着磁パターンとすることができ、感光体ドラム22と最も接近する位置に現像極すなわち主磁極が着磁される。この主磁極45の感光体ドラム22に対する位置を調整すること及び感光体ドラム22とスリーブ44bとの間隔を調整すること等により現像トナー量の調整が可能となるものである。
なお、上記主磁極の全幅は、図4に示すように隣接する磁極との間で極性が反転する位置間の幅を言うものである。
本実施の形態では、図5に示すように感光体ドラム22と最接近する位置Qからのずれ角α、つまり感光体ドラム22と第1の現像ロール44の中心を結ぶ線から基準点Pの位置までのマグネットロールの中心角を、感光体ドラム22の回転方向の上流側に4.5度としてマグネットロールを設定している。また、第1のスリーブ44aと感光体ドラム22との間隔dを0.45mmとしている。
なお、上記周方向の磁束密度は、マグネットロール44aの周方向に沿った位置における磁束密度の接線方向の成分である。
この図が示すように、第2の現像ロール46の主磁極47は、垂直方向の磁束密度の分布に2つの極大値47a,47bがあり、これらの間にある極小値47cは同極性でピーク値の90%未満となるように着磁されている。そして、極大値となる周面上の2つの位置R1,R2から等距離となる点を基準点P2とし、感光体ドラム22と最接近する位置からの主磁極47のずれ角を設定して第2のマグネットロール46bが固定されている。
本実施の形態では、上記の基準点P2に基づいて、感光体ドラム22との最接近位置からのずれ角を0度としている。また、第2のスリーブ46bと感光体ドラム22との間隔を1.05mmと設定している。
この第3のマグネットロール48aの主磁極49は、第2のマグネットロール46aと同様に垂直方向の磁束密度の分布に2つの極大値49a,49bがある。そして、極大値となる周面上の2つの位置から等距離となる点を基準点P3とし、磁極の位置を設定して固定されている。
本実施の形態では、上記基準点P3の感光体ドラム22との最接近位置からのずれ角は0度とし、感光体ドラム22と第3のスリーブ48bとの間隔を1.65mmと設定している。
ハウジング42内に収容されている二成分現像剤が撹拌搬送部材52a,52bによって撹拌され、供給ロール51の表面に供給される。供給ロール51のマグネットロール51aに設けられた磁極によって供給ロール51のスリーブ51bの表面に吸着されたトナーは、図2中の矢印Cで示す方向に回転するスリーブ51bによって第3の現像ロール48に供給される。そして、第3のスリーブ48b上に保持されて搬送され、第2の現像ロールと対向する位置で磁極の作用によって、図2中の矢印Dで示すように第2の現像ロール46上へと受け渡される。さらに第2の現像ロール46の背面側つまり感光体ドラム22との対向部分の反対側を搬送され、第2の現像ロール48から第1の現像ロール44へと受け渡される。
第1の現像ロール44の周面には層規制部材56が近接して設けられており、この位置で第1のスリーブ44b上に保持される現像剤量が規制される。そして、余剰となった二成分現像剤は、ガイド板54に沿って撹拌搬送部材52a,52bが配置されているハウジング42の底部に落下する。
第3の現像ロール48及び第2の現像ロール46はそれぞれ多くの量のトナーが感光体ドラム22上に転移されるように主磁極の位置及び感光体ドラム22との間隔が設定されている。これにより第3の現像ロール48及び第2の現像ロール46と対向する位置を通過するときには、感光体ドラム22の周面の速度が大きくても高濃度の画像を形成することができる充分な量のトナーが静電潜像に転移される。
高速の画像形成装置においては、高速で移動する感光体ドラム上に充分な濃度の現像を行う必要があり、現像ロールの周面と垂直な方向の磁束密度が高い領域を広くした幅広極を主磁極とすることができる。主磁極をこのように着磁すれば、主磁極上で磁性キャリアの穂が多く立ち上がり、付着されているトナーを供給する磁気ブラシの表面積が増大する。これにより、感光体ドラムに形成された静電潜像に多くのトナーを転移させ、現像量を高めることが可能となる。しかし、感光体ドラムの回転が高速であると、穂状となった磁気ブラシが感光体ドラムの周面を摺擦し、付着しているトナーを掻き取るスキャベンジ力も大きくなり、現像トナー量が低下することがある。したがって、各現像ロールが感光体ドラム上の静電潜像に転移させる現像トナー量とスキャベンジ量との調整が必要となる。
最終現像トナー量=(第2現像ロール46による現像トナー量+第3現像ロール
48による現像トナー量) …第1項
− (第1現像ロール44によるスキャベンジ量) …第2項
+ (第1現像ロール44による追加現像トナー量)…第3項
本実施の形態では、第2の現像ロール46及び第3の現像ロール48によって充分な現像トナー量を維持するために、双方の現像ロールの主磁極は感光体ドラム22との最接近位置に対するずれ量を0度としている。また、スキャベンジ量を抑制するために、第2のスリーブ46bと感光体ドラム22との間隔を1.05mm、第3のスリーブ48bと感光体ドラム22との間隔を1.65mmとし、第1のスリーブ44aと感光体ドラム22との間隔0.45mmより大きく設定している。
図2に示す現像装置は、次のように製造することができる。
この現像装置が備えるハウジング42、現像ロール44,46,48を構成する3つのマグネットロール44a,46a,48aと3つのスリーブ44b,46b,48b、供給ロール51、撹拌搬送部材52a,52b及びトナー供給部材53は、従来の方法で製造することができる。そして、上記マグネットロールの着磁についても従来の方法を採用することができる。
マグネットロール44a,46a,48aの周面付近において、この周面に垂直な方向の磁束密度を周面に沿って測定する。測定にはホール素子を用いた磁束密度測定装置を使用することができる。測定された垂直方向の磁束密度分布が、図4に示すようにピーク値の90%以上となる一連の領域が磁極の全幅の40%以上となるように着磁されている第1のマグネットロール44aの主磁極については、さらに第1のマグネットロール44aの周面に沿った方向つまり接線方向の磁束密度を測定する。測定は垂直方向の測定と同様に行うことができる。
現像装置の他の部材の組み立てについては従来と同様に行うことができる。
第1のマグネットロール44aに着磁された主磁極45の垂直方向の磁束密度分布は、ピーク値の90%以上となる一連の領域が全幅の40%以上で、図4に示すようにピーク値付近が扁平な形状となっている。このため、垂直方向の磁束密度がピークとなる位置を検出するのが困難であり、検出してもこれを基準点とすると基準点の設定にバラツキが生じる。
画像濃度は、図9に示すように、最下流に配置された第1の現像ロール44の主磁極45と感光体ドラム22とが対向する角度に大きく影響されるため、第1の現像ロール44の基準点P1の設定に正確さを欠くと、感光体ドラム22との最接近位置に対する主磁極の位置にバラツキが生じ、結果として画像濃度にも大きな差を生じさせる。
したがって、接線方向の磁束密度が0となる位置を基準点として感光体ドラム22に対向する第1のマグネットロール44aの角度及び感光体ドラム22と第1のスリーブ44bとの距離を調整することにより、画像形成ユニット間又は装置間における現像性能のバラツキが抑制される。
また、実施の形態では、3つの現像ロールが配設されているが主磁極として幅広極を有する一つの現像ロールを有するものであってもよいし、主磁極として幅広極を有する現像ロールを少なくとも一つ備え、全体として2本の現像ロール又は4つ以上の現像ロールを有するものであってもよい。
さらに、本実施の形態では、各現像ロールの感光体ドラムとの最接近位置からのずれ角や間隔を上記のように調整したが、画像形成ユニット間や装置間で画像濃度の差を低減できるとともに、画像の均一性、粒状性、細線再現性等が良好である画像が形成できるように調整されれば、ずれ角や間隔を適宜に調整することもできる。
10:用紙搬送部、 11:巻きまわしロール、
20:画像形成部、 21:画像形成ユニット、 22:感光体ドラム、 23:帯電装置、 24:露光装置、 25:転写ロール、 26:クリーニング装置、
30:定着部、 31:フラッシュ定着装置、 32:搬送ロール、 33:排出ロール、
40:現像装置、 41:トナー補給容器、 42:ハウジング、 44:第1の現像ロール、 44a:第1のマグネットロール、 44b:第1のスリーブ、 45:第1の現像ロールの主磁極、 46:第2の現像ロール、 46a:第2のマグネットロール、 46b:第2のスリーブ、 47:第2の現像ロールの主磁極、48:第3の現像ロール、 48a:第3のマグネットロール、 48b:第3のスリーブ、 49:第3の現像ロールの主磁極、 51:供給ロール、 52:撹拌搬送部材、 53:トナー供給部材、 54:ガイド板、 55:隔壁、 56:層規制部材、
P1:第1のマグネットロールの基準点、 P2:第2のマグネットロールの基準点、P3:第3のマグネットロールの基準点、
Claims (8)
- 主磁極を含む複数の磁極が周方向に配列して着磁されたマグネットロールと、
帯電電位の差による潜像が形成される無端状の周面を備えた像保持体に対向して配置され、外周面に現像剤が供給される円筒状のスリーブと、
前記マグネットロールを、周方向の回転を拘束するように固定支持するとともに、前記スリーブを前記マグネットロールの周囲で周方向に回転が可能に支持する支持枠体と、を有し、
前記マグネットロールは、前記主磁極が前記像保持体と対向するように配置され、
前記主磁極の該マグネットロールの周面に沿った位置における周方向の磁束密度がゼロとなる周面上の点が、該マグネットロールの前記像保持体と最接近する位置に対して予め定められた位置に設定されていることを特徴とする現像装置。 - 前記主磁極は、前記マグネットロールの周面と垂直な方向の磁束密度を測定したときに、該磁束密度の周方向の分布においてピーク値の90%以上である一連の領域が該主磁極の全幅の40%以上となるように着磁されていることを特徴とする請求項1に記載の現像装置。
- 前記マグネットロールを第1のマグネットロールとし、該第1のマグネットロールとは別に、前記像保持体の周面に対向して第2のマグネットロール及びこれを囲む第2のスリーブが配置され、
前記第2のマグネットロールは、前記像保持体に対向する主磁極を含む複数の磁極が周方向に配列して着磁され、
該第2のマグネットロールの前記主磁極は、該第2のマグネットロールの周面と垂直な方向の磁束密度の分布が、ピーク値の90%未満となる極小値の両側に2つの極大値を有するものであり、
該主磁極の磁束密度が極大値となる2つの周面上の点のいずれか一方又は双方の中心点を基準とし、この基準となる点を、該第2のマグネットロールの前記像保持体と最接近する位置に対して予め定められた位置に設定して該第2のマグネットロールが固定されていることを特徴とする請求項2に記載の現像装置。 - 前記第1のマグネットロールの周囲で回転する第1のスリーブ及び前記第2のスリーブは周面上に保持された現像剤からトナーを前記像保持体上の潜像に転移するものであり、
前記第1のスリーブは、前記像保持体の周面の移動方向における前記第2のスリーブが対向する位置の下流側に配置され、
前記第1のスリーブと前記像保持体との間隔が、前記第2のスリーブと前記像保持体との間隔よりも狭く設定され、
前記像保持体の前記第1のスリーブとの対向位置を通過したときに前記像保持体上の前記潜像に転移されているトナー量は、前記像保持体の前記第2のスリーブとの対向位置を通過したときに転移されていたトナー量より少なくなるように設定されていることを特徴とする請求項3に記載の現像装置。 - 円筒状のマグネットロールの周面に、主磁極を含む複数の磁極を周方向に配列して着磁する工程と、
前記主磁極の前記マグネットロールの周面に沿った位置における周方向の磁束密度を測定し、磁束密度がゼロとなる点を検出する工程と、
静電電位の差による潜像にトナーを転移して可視像を形成する現像装置の支持枠体に、前記マグネットロールを固定支持させるとともに、該マグネットロールの周囲に円筒状のスリーブを周方向へ回転可能に支持する工程と、を含み、
前記マグネットロールを現像装置の支持枠体に固定支持させる工程は、前記主磁極の周方向の磁束密度がゼロとなる周面上の点を基準とし、静電電位の差による潜像が表面に形成される像保持体と対向するように前記枠体を支持したときに、前記基準となる点が、該像保持体と前記マグネットロールとが最接近する位置に対して予め定められた位置となるように前記マグネットロールを調整して固定するものであることを特徴とする現像装置の製造方法。 - 前記主磁極は、前記マグネットロールの周面と垂直な方向の磁束密度を測定したときに、該磁束密度の周方向の分布においてピーク値の90%以上である一連の領域が該主磁極の全幅の40%以上となるように着磁することを特徴とする請求項5に記載の現像装置の製造方法。
- 前記マグネットロールを第1のマグネットロールとし、該第1のマグネットロールとは別の第2のマグネットロールの周面に、主磁極を含む複数の磁極を周方向に配列して着磁する工程と、
前記第2のマグネットロールに着磁された主磁極の前記マグネットロールの周面と垂直な方向の磁束密度を周方向に沿って測定し、磁束密度が極大値となる点を検出する工程と、
前記支持枠体に、前記第2のマグネットロールを固定支持させるとともに、該第2のマグネットロールの周囲に円筒状の第2のスリーブを周方向へ回転可能に支持する工程と、を含み、
前記第2のマグネットロールに前記主磁極を着磁する工程は、該第2のマグネットロールの周面と垂直な方向の磁束密度の分布が、ピーク値の90%未満となる極小値の両側に2つの極大値を有するように着磁するものであり、
前記第2のマグネットロールを前記支持枠体に固定支持させる工程は、該第2のマグネットロールの前記主磁極の磁束密度が極大値となる2つの周面上の点のいずれか一方又は双方の中心点を基準とし、静電電位の差による潜像が表面に形成される像保持体と対向するように前記枠体を支持したときに、前記基準となる点が、前記第2のマグネットロールの前記像保持体に最接近する位置に対して予め定められた位置となるように前記第2のマグネットロールを調整して固定するものであることを特徴とする請求項6に記載の現像装置の製造方法。 - 無端状の周面に静電電位の差による潜像が形成される像保持体と、
前記像保持体上の潜像にトナーを付着させることによりトナー像を形成する現像装置と、
形成されたトナー像を転写材に転写する転写装置と、
前記転写材に前記トナー像を定着する定着装置と、を有し、
前記現像装置は、請求項1から請求項4までのいずれかに記載の現像装置であることを特徴とする画像形成装置。
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