JP2011197173A - 現像剤層厚測定装置、現像剤層厚測定方法および現像装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】現像装置の現像剤の層厚を測定する装置は、測定データが、画像形成装置における現像装置の現像剤の層厚と大きく相違していた。
【解決手段】マグネットロール５１の周りを回転し、ブレード６７により層厚を規制された現像剤を保持する現像スリーブ３４と、マグネットロール５１の両端部に固定され、画像形成装置１２１に設けられた感光体７６に当接するガイド５２と、画像形成装置１２１に対して位置決めする基準となる位置決め部７３とを有する現像装置６１の現像剤層厚測定装置１であって、現像剤層厚測定装置１の筐体４１には、ガイド５２を当接させる第１当接部材２と、位置決め部７３を当接させる第２当接部材３と、現像スリーブ３４に向けて光を照射する光源４と、現像スリーブ３４から反射した光を受ける受光器５とが固定され、受光器５からの信号に基づいて現像スリーブ３４の現像剤の層厚を算出する制御装置７を備えた。
【選択図】 図１５

Description

本発明は、レーザープリンタやデジタル複写機等の画像形成装置に用いられる現像装置の現像剤層厚測定装置、現像剤層厚測定方法および現像装置の製造方法に関する。

図１に示すように、プリンタ、複写機等の画像形成装置に用いられる現像装置６１は、感光体ロール７１と対向して配設され回転駆動する現像剤担持体３１に、現像剤撹拌部材６３、６４によって所定のトナー濃度に撹拌調整されたトナーおよび磁性キャリアからなる２成分現像剤（以下、「現像剤」と称す。）を保持（吸着）して感光体ロール７１と対向する現像領域３５に搬送し、トナーの転移によって感光体ロール７１の表面に形成された静電潜像を現像するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

現像剤攪拌部材６３および６４は、その軸方向（長手方向）が現像剤担持体３１の軸方向（長手方向）と略平行になるように設けられている。そして、第１の攪拌室６５は、第２の攪拌室６６と現像剤担持体３１の軸方向の両端部で連通している。このため、現像剤攪拌部材６３および６４が互いに逆方向に回転駆動することにより、現像剤はハウジング６２内を循環しながら撹拌される。

このように、現像剤がハウジング６２内を循環しながら攪拌されることにより、トナーに十分な電荷が付与され、かかる電荷は、トナー濃度センサー（図示せず）により測定される。トナー濃度が低下した場合、トナーホッパー（図示せず）からトナーを供給することにより、低トナー濃度現像剤が所望のトナー濃度に調整される。

図２に示すように、適正トナー濃度現像剤６８（適正濃度のトナーおよび磁性キャリア「●」）は、マグネットロール５１における汲み上げ極ピース５７が発生する磁界（磁場）の磁気吸引力により、現像スリーブ３４の表面に吸着される。汲み上げられた適正トナー濃度現像剤６８は、マグネットロール５１が発生する磁界により現像スリーブ３４上で磁気ブラシを形成する。この磁気ブラシは現像スリーブ３４の回転（回転方向は図２の矢印Ａ）により搬送される。

汲み上げ極ピース５７の磁気吸引力によって形成された磁気ブラシは、層規制極ピース５８に対向してハウジング６２に配設されたブレード（現像剤規制部材）６７によって適正トナー濃度現像剤６８の量が規制された後、搬送極ピース５３によって現像極ピース５４付近の現像領域３５に送られる。現像領域３５では、トナーが感光体ロール７１に転移し、感光体ロール７１の現像が行われる。

感光体ロール７１の現像で使用され、トナー濃度の低下した低トナー濃度現像剤６９（図２の「○」）は、現像スリーブ３４の回転に伴って、現像極ピース５４の下流側に存在する回収極ピース５５により現像スリーブ３４の表面に吸着され、現像装置６１内に回収される。この回収極ピース５５は、低トナー濃度現像剤６９を回収する機能と、搬送する機能とを備えたものである。

低トナー濃度現像剤６９が剥離する領域は、回収極ピース５５の極上ではなく、回収極ピース５５と汲み上げ極ピース５７の間に存在している介在極（ダミー極）ピース５６の付近であり、ここで一連の現像プロセスを終了する。

現像剤担持体３１は、図１〜図４に示すように、シャフト５２の周方向に複数の磁極を備えたマグネットロール５１と、シャフト５２の両端部の軸受け３３およびフランジ３２を介して回転可能に支持された非磁性円筒体の現像スリーブ３４とを主な構成部品としたものである。

マグネットロール５１には、複数のマグネットピースを接着剤等でシャフト５２に固定した所謂貼り合わせマグネットロールや、シャフト５２の周りに一体となったマグネットを固定した所謂一体マグネットロールがある。これらのマグネットロールで使用される材料の内、磁石材料粉としては、例えば、フェライト粉や、Ｎｄ等の希土類金属粉とＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等の鉄族金属粉との混合物が使用される。また、樹脂バインダーとしては、例えば、ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、エポキシ樹脂、エチレンエチルアクリレート（ＥＥＡ）等が使用される。

図１、図２、図５および図６に示すように、貼り合わせマグネットロール５１は、シャフト５２の周方向に、現像極ピース５４、回収極ピース５５、介在極ピース５６、汲み上げ極ピース５７、層規制極ピース５８、搬送極ピース５３の順に貼り合せたものを例示できる。

現像極ピース５４は、図１〜図４に示す現像スリーブ３４に吸着された適正トナー濃度現像剤６８により感光体ロール７１の表面を現像する機能を有するものである。回収極ピース５５は、少なくとも現像スリーブ３４の表面に吸着された低トナー濃度現像剤６９を回収する機能を有するものである。

介在極ピース５６は、回収極ピース５５に隣接して設けられ、低トナー濃度現像剤６９を現像スリーブ３４の表面から剥離する機能を有するものである。汲み上げ極ピース５７は、介在極ピース５６に隣接して設けられ、適正トナー濃度現像剤６８をその磁気吸引力により現像スリーブ３４の表面に吸着する機能を有するものである。層規制極ピース５８は、汲み上げピース５７の磁気吸引力により現像スリーブ３４の表面に吸着された適正トナー濃度現像剤６８の量を現像装置６１のハウジング６２に固定されたブレード６７を用いて調整する機能を有するものである。

搬送極ピース５３は、現像スリーブ３４の表面に吸着された適正トナー濃度現像剤６８を現像極ピース５４付近の現像領域３５へ送る機能を有するものである。各マグネットピース５３〜５８は、その外周表面にＳ極もしくはＮ極の磁極を有しているので、この磁極によってマグネットロール５１は、その外周部に磁界を発生させている。尚、図１、図２および図６におけるＳはＳ極、ＮはＮ極を表している。

前記したように、現像装置６１の現像スリーブ３４の表面には、マグネットロール５１の磁極の磁気吸引力により、現像剤が吸着される。そして、この吸着された現像剤の層厚（膜厚）は、画像形成装置の画質に大きく影響するため、製造現場において現像剤の層厚の検査が行われている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００５−０７７４９４号公報 特開２００９−０９８２３８号公報

従来の現像剤の層厚測定装置および層厚測定方法は、現像剤担持体３１のシャフト５２の軸心を基準にして、現像スリーブ３４の表面に吸着された現像剤の層厚をレーザー変位計により測定していた。また、現像剤が入っていない現像装置６１における現像スリーブ３４までの距離をレーザー変位計により測定した後、現像剤が入った現像装置６１における現像スリーブ３４までの距離をレーザー変位計により測定し、差を計算することにより現像剤の層厚を測定していた。

上記従来の構成では、（１）現像装置６１の層厚測定装置への配設（セット）が、現像装置６１の実機（画像形成装置）への配設（セット）とは異なり、かつ、（２）現像剤の層厚を測定する途中において現像装置６１に現像剤を補給するために現像装置６１を測定装置から外すことになる。このため、現像装置６１を実機（画像形成装置）に配設して行う画質検査において、画質不良等の不具合が発生した場合に適切な対処ができないという問題があった。上記（１）および（２）について以下に詳述する。

（１）について
画像形成装置への現像装置６１の位置決めおよび固定は、現像装置６１を位置決めするための基準となる位置決め部を、画像形成装置の筐体等に当接させて行う。しかし、従来の現像剤の層厚測定装置は、現像剤担持体３１のシャフト５２の軸心を位置決めの基準としているため、画像形成装置の位置決め基準とは異なる。このため、従来の層厚測定装置により得られた現像剤の層厚の測定データは、画像形成装置における現像剤の層厚と大きく相違していた。

（２）について
従来の層厚測定装置は、以下の手順により現像スリーブ３４の表面に吸着された現像剤の層厚を測定していた。すなわち、まず、現像剤が入っていない現像装置６１を層厚測定装置にセットし、現像スリーブ３４にレーザー光を当てて、レーザー変位計から現像スリーブ３４までの距離１を測定する。次に、現像装置６１を層厚測定装置から一旦取り外し、現像剤を現像装置６１に入れて、再度層厚測定装置にセットした後、現像装置６１の現像スリーブ３４にレーザー光を当てて、レーザー変位計から現像スリーブ３４までの距離２を測定する。そして、距離１と距離２の差を算出する。そうすると、当該差により現像剤の層厚を算出できる。

前記した従来の構成では、実際に現像装置６１を画像形成装置で使用する場合、現像装置６１には現像剤が入った状態であり、この状態においては、現像剤等の重みにより現像スリーブ３４や現像装置６１のハウジング６２に撓みが生じている。しかし、初めから現像剤が入っていない現像装置６１にはかかる現像剤の重みによる撓みが生じて無いため、層厚の測定データは、実際に使用する場合を示していないという問題があった。また、現像剤の層厚の測定途中に、層厚測定装置から現像装置６１を着脱すると、現像装置６１の位置が若干ずれるため、このずれ量が層厚の測定データに影響を与えるという問題があった。

本発明は、前記した問題を解決するためになされたものであって、現像装置における現像剤の層厚を正確に測定することのできる測定装置および測定方法等を提供することを目的とする。

（第１発明）
第１発明は、マグネットロールの周りを回転し、ブレードにより層厚を規制された現像剤を保持する現像スリーブと、マグネットロールの両端部に固定され、画像形成装置に設けられた感光体に当接するガイドと、画像形成装置に対して位置決めする基準となる位置決め部とを有する現像装置の現像剤層厚測定装置に関するものである。ここで、「当接」とは、突き当たった状態に接触させることをいう。

そして、現像剤層厚測定装置の筐体には、ガイドを当接させる第１当接部材と、位置決め部を当接させる第２当接部材と、現像スリーブに向けて光を当てる光源と、現像スリーブから反射した前記光を受ける受光器とが固定されており、受光器からの信号に基づいて現像スリーブの現像剤の層厚を算出する制御装置を備えたことを特徴とする。

（第２発明）
第２発明に係る現像剤層厚測定方法は、第１発明の現像剤層厚測定装置を準備し、現像剤が入った現像装置のガイドおよび位置決め部を、現像剤層厚測定装置の第１当接部材および第２当接部材にそれぞれ当接させて現像装置を位置決めした後、現像装置の現像スリーブを逆転させながら、受光器からの信号により第１の距離を測定し、現像装置の現像スリーブを正転させながら、受光器からの信号により第２の距離を測定し、第２の距離から第１の距離を減算することにより現像剤の層厚を算出することを特徴とする。

（第３発明）
第３発明は、マグネットロールの周りを回転し、少なくともブレードにより層厚を規制された現像剤を保持する現像スリーブと、マグネットロールの軸の両端部に固定され、画像形成装置本体に設けられた感光体に当接するガイドと、画像形成装置本体に対して位置決めする基準となる位置決め部とを有する現像装置の製造方法に関する。そして、第２発明の現像剤測定方法により得た現像剤の層厚が所定の範囲に無い場合に、ブレードの位置を変えることを特徴とする。

本発明は、実機（画像形成装置）と略同一の条件で現像スリーブの表面に吸着した現像剤の層厚を測定することができる。

従来の定着装置の断面図 従来の定着装置の動作を説明する図（断面図） 従来の現像剤担持体の平面図 従来の現像剤担持体の断面図 従来のマグネットロールの斜視図 従来のマグネットロールの側面図（図４の矢視Ｂ） 画像形成装置における定着装置の取り付け部の側面図 定着装置の取り付け状態を説明する図（側面図） 定着装置の取り付け状態を説明する図（側面図） 定着装置の取り付け状態を説明する図（側面図） 定着装置の取り付け状態を説明する図（平面図） 現像剤層厚測定装置の側面図 現像剤層厚測定装置の平面図 現像剤層厚測定装置への現像装置のセットを説明する図（側面図） 現像剤層厚測定装置への現像装置のセットを説明する図（側面図） 現像剤層厚測定装置への現像装置のセットを説明する図（平面図） 現像装置の現像スリーブを正転させた状態を説明する図（断面図） 現像装置の現像スリーブを逆転させた状態を説明する図（断面図） ブレードの構成を説明する図（ａ）正面図、（ｂ）Ｆ−Ｆ断面図 現像剤層厚測定装置を説明する図（側面図）（比較例） 現像剤の層厚と、濃度ムラとの関係（実施例１） 画像形成装置の構成を説明するための図 現像剤の層厚と、濃度ムラとの関係（比較例）

以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。
尚、説明を分かりやすくするため、既に説明した従来の技術と同一の部分については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

〔画像形成装置〕
図２２に示すように、画像形成装置１３１は、所謂タンデム型のデジタルカラープリンタであり、各色の画像データに対応して画像形成を行う画像形成プロセス部１１０、画像形成プロセス部１１０を制御する制御部１３０、パーソナルコンピュータ１０２や画像読取装置１０３から受信された画像データに対して所定の画像処理を施す画像処理部１４０を備えている。

画像形成プロセス部１１０は、一定の間隔をおいて並列配置される４つの画像形成ユニット１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋを備えている。そして、これらの画像形成ユニット１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋのそれぞれは、静電潜像を形成してトナー像を担持する像担持体としての感光体ロール７１と、この感光体ロール７１の表面を所定電位で一様に帯電する帯電装置１１３と、帯電装置１１３によって表面が帯電された感光体ロール７１を露光する露光装置としてのプリントヘッド８と、プリントヘッド８によって得られた静電潜像を現像する現像装置６１と、転写後の感光体ロール７１の表面を清掃するクリーナーブレード１１６とを備えている。

さらに、現像装置６１の下流側近傍には、感光体ロール７１に対向して、感光体ロール７１上に形成されたテスト用パッチ（濃度見本）のトナー像濃度を検出する濃度検出回路１１７が備えられている。この濃度検出回路１１７は制御部１３０に接続され、トナー像濃度検出値を出力する。

ここで、各画像形成ユニット１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋは、現像装置６１に収納されたトナーを除いて、略同様に構成されている。そして、画像形成ユニット１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋは、それぞれがイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）のトナー像を形成する。

また、画像形成プロセス部１１０は、各画像形成ユニット１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋの感光体ロール７１にて形成された各色のトナー像が多重転写される中間転写ベルト１２１と、各画像形成ユニット１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋの各色のトナー像を中間転写ベルト１２１に順次転写（一次転写）させる一次転写帯電装置としての一次転写ロール１２２と、中間転写ベルト１２１上に転写された重畳トナー像を記録材（記録紙）である用紙Ｐに一括転写（二次転写）させる二次転写帯電装置としての二次転写ロール１２３と、二次転写された画像を用紙Ｐ上に定着させる定着装置１２５とを備えている。

画像形成プロセス部１１０は、制御部１３０から供給された同期信号等の制御信号に基づいて画像形成動作を行う。その際に、パーソナルコンピュータ１０２や画像読取装置１０３から入力された画像データは、画像処理部１４０によって画像処理が施され、インタフェースを介して各画像形成ユニット１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋに供給される。

そして、例えばイエローの画像形成ユニット１１１Ｙでは、帯電装置１１３により所定電位で一様に帯電された感光体ロール７１の表面が、画像処理部１４０から得られた画像データに基づいて発光するプリントヘッド８により露光されて、感光体ロール７１上に静電潜像が形成される。

この静電潜像は、現像装置６１により現像され、感光体ロール７１上にはイエローのトナー像が形成される。同様に、画像形成ユニット１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋのそれぞれの感光体ロール７１においても、マゼンタ、シアン、黒の各色トナー像が形成される。

各画像形成ユニット１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋのそれぞれの感光体ロール７１に形成された各色トナー像は、図２２の矢印Ｇ方向に回動する中間転写ベルト１２１上に、一次転写ロール１２２により順次静電吸引され、中間転写ベルト１２１上に重畳されたトナー像が形成される。

この重畳トナー像は、中間転写ベルト１２１の回動に伴って二次転写ロール１２３が配設された領域（二次転写部）に搬送される。そして、重畳トナー像が二次転写部に搬送されると、トナー像が二次転写部に搬送されるタイミングに合わせて用紙Ｐが二次転写部に供給される。

そして、二次転写部にて二次転写ロール１２３により形成される転写電界により、重畳トナー像は搬送されてきた用紙Ｐ上に一括して静電転写される。その後、重畳トナー像が静電転写された用紙Ｐは、中間転写ベルト１２１から剥離され、搬送ベルト１２４により定着装置１２５まで搬送される。

定着装置１２５に搬送された用紙Ｐ上の未定着トナー像は、定着装置１２５によって熱および圧力による定着処理を受けることで用紙Ｐ上に定着される。そして定着画像が形成された用紙Ｐは、デジタルカラープリンタ１３１の排出部に設けられた図示しない排紙載置部に搬送される。

〔画像形成装置における現像装置の取り付け〕
次に、前記した画像形成装置１３１への現像装置６１の取り付けについて図７〜図１１を用いて説明する。尚、図１１は、図１０（側面図）に示した画像形成装置１３１の筐体４１への現像装置６１の取り付け状態を紙面上方から見た（矢視Ｊ）縮小平面図である。

（取り付け部）
図７に示すように、画像形成装置１３１における現像装置６１の取り付け部３８は、画像形成装置１３１の筐体４１に図示しないネジ等により固定された台４２と、この台４２の突出部４７に対して進退可能に取り付けられた押し部材４６とから主に構成されている。台４２には一部に円弧面を有する凹部４３が形成され、台４２の突出部４７には貫通穴４０が形成されている。

貫通穴４０には押し部材４６の軸４８が挿入され、軸４８の一端にＥリング４９が固定されているので、押し部材４６は台４２から外れることが無い。そして、軸４８の周りには、金属線を螺旋状に巻回したコイルバネ４４が設けられているので、押し部材４６は、コイルバネ４４により図７の紙面左方向に向けて付勢されている。図１１に示すように、取り付け部３８には、前記した構成が、現像装置６１が１個に付き２セット設けられている。

（現像装置の取り付け）
次に、画像形成装置１３１の取り付け部３８への現像装置６１の取り付けについて説明する。図８に示すように、現像装置６１のハウジング６２の長手方向（Ｘ方向）の両側面に、当該長手方向において軸芯が一致する（図８のＹ座標およびＺ座標が同一になる）ように形成された円筒形状の位置決め部７３を、台４２の凹部４３に入れる。凹部４３の円弧面の半径は、現像装置６１の位置決め部７３の半径と略同一であるため、現像装置６１は、位置決め部７３を中心にしてＤ方向に回動できる。

次に、位置決め部７３を中心にして現像装置６１を図８の紙面下方に回転させると、現像装置６１の内部に存するマグネットロール５１のシャフト５２が押し部材４６の凹部３９に入る（図９）。尚、シャフト５２の半径は、凹部３９の円弧面７５の半径と略同一である。

そして、感光体ロール７１の回転軸７４の両端部に固定された円筒形状のトラッキングロール７２を、シャフト５２の両端部に固定された円筒形状のガイド５０に当接させながら感光体７０を軸受け４５を介して筐体４１に固定する（図１０、図１１）。そうすると、感光体ロール７１の回転に伴い、トラッキングロール７２も回転し、コイルバネ４４の弾性力により常にガイド５０がトラッキングロール７２に付勢されている（押し付けられている）ので、感光体ドラム７２の表面と現像スリーブ６０の距離Ｈを常に一定に保つことができる。

ここで、トラッキングロール７２の回転軸は感光体ロール７１の回転軸と一致しており、トラッキングロール７２の直径は、感光体ロールの直径よりも大きい。また、ガイド５０の回転軸はシャフト５２の回転軸と一致しており、ガイド５０の直径は、シャフト５２の直径よりも大きい。

本発明に係る現像剤層厚測定装置を図１２〜１９および図２１を用いて説明する。
〔現像剤層厚測定装置〕
図１５および図１６に示すように、現像剤層厚測定装置１は、マグネットロール５１の周りを回転し、ブレード６７により層厚を規制された現像剤を保持する現像スリーブ６０と、マグネットロール５１のシャフト５２の両端部に固定され、画像形成装置１３１に設けられた感光体７６のトラッキングロール７２に当接する円筒形状のガイド５０と、画像形成装置１３１に対して位置決めする基準となる円筒形状の位置決め部７３とを有する現像装置６１の現像剤の層厚を測定する装置である。尚、本発明において感光体７６とは、図１１に示すように、軸７４並びに軸７４に固定された感光体ドラム７１およびトラッキングロール７２を総称したものをいう。

現像剤層厚測定装置１の筐体６には、ガイド５０を当接させる第１当接部材２と、位置決め部７３を当接させる凹部１１を備えた第２当接部材３と、現像スリーブ６０に向けて光を照射する光源４と、現像スリーブ６０から反射した光を受ける受光器５とが取り付けブロック１３を介して固定され、受光器５からの信号に基づいて現像スリーブ６０の現像剤の層厚を算出する制御装置７を備えている。

（第２当接部材）
第２当接部材３は、主に、現像装置６１のハウジング６２の長手方向（Ｘ方向）の両側面に軸芯が一致する（図１５のＹ座標およびＺ座標が同一になる）ように形成された円筒形状の位置決め部７３をセットするために設けられており、前記した台４２と略同一の働きをするものである。すなわち、図１４に示すように、現像装置６１の位置決め部７３を第２当接部材３の凹部１１に入れると、凹部１１の円弧面の半径は現像装置６１の位置決め部７３の半径と略同一であるため、現像装置６１は位置決め部７３を中心にしてＤ方向に回動できる。

（第１当接部材）
第１当接部材２は第２当接部材３にセットされた現像装置６１をＤ方向に回動させて位置決めするためのものであり、その当接面１０は、実機（画像形成装置１３１）における感光体７６のトラッキングロール７２の外周面と同一の位置に設定されている。この第１当接部材２への現像装置６１のセットは、押し部材１９により第１当接部材２の当接面１０にガイド５０を当接させることにより行う。

押し部材１９の構成を説明した上で、第１当接部材２への現像装置６１のセットについて説明する。図１２に示すように、第２当接部材３の突出部１８には、エアスライダ１４が固定されている。このエアスライダ１４は、図示しない電磁弁に接続された中空チューブ１７からエアーを送ることにより矢印Ｅ方向にテーブル１６を直線移動させることができる。このテーブル１６には、貫通穴２３が形成されたブロック２４が固定されており、貫通穴２３には押し部材１９（前記した押し部材４６と略同一）の軸２１（前記した軸４８と略同一）が挿入され、軸２１の一端にＥリング２２が固定されている。

このため、押し部材１９は、テーブル１６が停止した状態であっても単独で矢印Ｅ方向に移動可能であって、ブロック２４から外れることが無い。そして、軸１９の周りには、金属線を螺旋状に巻回したコイルバネ１５（前記したコイルバネ４４と略同一）が設けられているので、押し部材１９は、図１２の紙面左方向に向けてコイルバネ１５により付勢されている。

図１４に示す状態、すなわち、第２当接部材３の凹部１１に位置決め部７３をセットした後、図示しない電磁弁を動作させ、テーブル１６を図１４の紙面左方向に移動させると、図１５および図１６に示すように、現像装置６１のマグネットロール５１のシャフト５２が押し部材１９の凹部２０に入り、現像装置６１が図１４の紙面左方向に押される。そして、第１当接部材２の当接面１０に、シャフト５２の両端部に固定された円筒形状のガイド５０が当接される。そうすると、コイルバネ１５の弾性力により常にガイド５０が当接面１０に付勢される（押し付けられる）。尚、シャフト５２の半径と、押し部材１９の凹部２０の円弧面の半径は略同一である。

以上説明したように、図１５および図１６に示した現像剤層厚測定装置１への現像装置６１のセット状態は、図１０および図１１に示した実機（画像形成装置１３１）への現像装置６１のセット状態と略同一である。このようにすることにより、現像装置６１の現像剤の層厚測定をより実機に近づけることができるので、現像スリーブ６０の表面に形成された現像剤の層厚をより正確に測定することができる。

（光源、受光器）
光源４は、レーザー等の光を出射するものであれば良い。また、受光器５は、現像スリーブ６０から反射した光を受けるものであれば良い。本発明においては、光源４および受光器５が一体となった株式会社キーエンス社製のＣＣＤレーザー変位計（型式名ＬＫ−Ｇ８７）を用いた。かかるレーザー変位計の出力を制御装置７（例えば、パソコン等）に入力すれば、現像剤の層厚を算出することができる。

〔現像剤層厚測定方法〕
前記した現像剤層厚測定装置１を準備し、図１４〜図１６に示すように、当該現像剤層厚測定装置１に現像装置６１をセット（位置決め）する。すなわち、図１４に示すように、現像装置６１のハウジング６２の長手方向（Ｘ方向）の両側面に形成された位置決め部７３を、第２当接部材３の凹部１１に挿入する。次に、テーブル１６を図１４の紙面左方向に移動させると、現像装置６１の内部に存するマグネットロール５１のシャフト５２が押し部材１９の凹部２０に入ると共に、シャフト５２の両端部に固定された円筒形状のガイド５０が第１当接部材２の当接面１０に当接する（図１５、図１６）。

その後、現像装置６１の現像スリーブ６０を逆転（逆回転）させる。現像スリーブ６０を図１８の矢印Ｂの向きに２〜３回転させると、現像スリーブ６０の表面を覆っていた適正トナー濃度現像剤６８は（図１７）、汲み上げ極５７において現像スリーブ６０から剥離する（図１８）。このため、その後、現像スリーブ６０を逆転させながら光源４から光を出射すると、当該光は現像剤６８の無い現像スリーブ６０の表面（搬送極ピース５３の対向面）に当たるので、レーザー変位計は、現像剤６８の無い現像スリーブ６０の表面までの距離αを測定できる。距離αの測定データは、現像スリーブ６０の１周分を採取するのが望ましい。

距離αのデータを採取した後、現像スリーブ６０を２〜３回正転（図１７の矢印Ａの向き）させると、図１７に示すように、適正トナー濃度現像剤６８は、現像スリーブ６０の表面を覆い、介在極（ダミー極）ピース５６において現像スリーブ６０から剥離する。このため、その後、光源４から光を出射すると、当該光は現像剤６８がある現像スリーブ６０の表面（搬送極ピース５３の対向面）に当たるので、レーザー変位計は、現像剤６８の層の表面までの距離βを測定できる。距離βの測定データは、現像スリーブ６０の１周分を採取するのが望ましい。

尚、前記したように光源４の光を当てる現像スリーブ６０の場所は、搬送極ピース５３と対向する現像スリーブ６０の表面である。なぜなら、当該場所であれば現像剤６８は現像スリーブ６０の表面に密着しており、当該場所の下流は現像極ピース５４により現像剤６８の穂立ちが形成されるからである（図１７）。

前記した距離αの測定データおよび距離βの測定データは、制御装置７のメモリに保存されるので、それぞれの平均値を算出し、これら平均値の差（距離αの平均値−距離βの平均値）を求めることより、現像スリーブ６０上の現像剤６８の層厚を測定できる。尚、前記したように、現像剤層厚測定装置１は、現像装置６１のセット（取り付け）が実機（画像形成装置１３１）と略同一であるため、現像剤による現像装置６１の歪み等を考慮した実機における実際の現像剤６８の層厚を再現できる。また、現像剤層厚測定装置１に現像装置６１をセットした後、測定を終えるまで現像装置６１を取り外すことが無いので、現像装置６１の着脱による層厚の測定精度の悪化を防止できる。

〔評価〕
本発明に係る現像剤層厚測定装置１は、前記した効果を奏するので、現像剤の層厚を管理することにより、画質欠陥を少なくすることができる。具体的には、画質欠陥を評価する１つの基準であるバンディングについて、以下に説明する。ここで、バンディングとは、現像スリーブ３４の表面とブレード６７の先端の間隔（距離）が適正でないために、感光体と現像装置がギアの周期若しくはギアの歯の間隔で振動し、その結果として、副走査方向（Ｘ方向）に画像濃度ムラが生じ、形成した画像にスジ状の痕跡が認められることをいう。バンディングの定量化については、２００８年７月１４日に開催された第３８回信頼性・保全性シンポジウムの予稿集「画質評価の定量化による品質の安定化」（富士ゼロックス株式会社 杉伸介、鈴鹿富士ゼロックス株式会社 森尚士）に詳しく記載されている。

当該文献「画質評価の定量化による品質の安定化」に記載された方法によりバンディングを定量化した場合、本発明に係る現像剤層厚測定装置１の層厚測定データと、バンディング（濃度ムラ）との間には、図２１に示すように相関関係があることが分かった。このため、バンディングを所定のスペック内に抑えるためには、現像スリーブ３４の表面に形成される現像剤の層厚を変更すれば良いことが分かる。

（比較例）
図２０に示すように、現像装置６１のシャフト５２を把持し、現像装置６１の下面をブロック８４に置く現像剤測定装置を準備した。より詳細に説明すると、図２０に示す現像剤層厚測定装置は、ベース８１上に軸受台８２が固定されており、軸受台８２の上端には、現像装置６１のシャフト５２を載せる凹部８３が形成されている。そして、凹部８３の近傍には、凹部８３に載せたシャフト５２を上から押さえるキャップ８６が回転軸８５により軸支されている。つまり、キャップ８６は、回転軸８５を中心に回動可能に構成されている。図２０に示す現像剤測定装置は、現像装置６１をセットするための前記した部分以外を現像剤層厚測定装置１と同一にしてある。

図２３は、かかる現像剤層厚測定装置を用いて層厚測定データとバンディング（濃度ムラ）の関係をグラフ化したものである。図２３を見ると、図２０に示す現像剤層厚測定装置を用いた場合、層厚測定データとバンディング（濃度ムラ）の相関が弱いことが分かる（図２３の決定係数＝０．４１１９＜図２１の決定係数＝０．７９７２）。尚、決定係数Ｒ^２は、寄与率ともいう。

〔現像装置の製造方法〕
次に、本発明に係る現像装置の製造方法について説明する。
マグネットロール５１の周りを回転し、少なくともブレード６７により層厚を規制された現像剤を保持する現像スリーブ３４と、マグネットロール５１の軸５２の両端部に固定され、画像形成装置１２１の本体４１に設けられた感光体７６に当接するガイド５０と、画像形成装置１２１の本体４１に対して位置決めする基準となる位置決め部７３とを有する現像装置６１の製造方法であって、前記した現像剤層厚測定方法により得た現像剤の層厚が所定の範囲に無い場合に、ブレード６７の位置を変えることを特徴とする。

ブレード６７の位置を可変にするためには、例えば、図１９に示すように、ブレード６７をプレート２６および２５から構成し、プレート２６に対してプレート２５の位置を可変できるようにすれば良い。より具体的には、プレート２６の一端２８をハウジング６２に固定し、プレート２６の他端近傍にねじ穴３７を形成する。そして、かかるねじ穴３７に対応するプレート２５の位置に長穴３６を形成し、長穴３６から雄ねじ２７を介してねじ穴３７を螺合すると、ブレード６７を可変にすることができ、現像スリーブ３４の表面とブレード６７の間隔（距離）を調整でき、現像スリーブ３４の表面に形成される現像剤の層厚を調整できる。

図２１に示すように、本発明に係る現像剤層厚測定装置１を用いた現像剤測定方法により層厚を測定した結果と、前記したバンディング（濃度ムラ）がほぼ比例関係にあるので、層厚の測定結果に基づいて雄ねじ２７を緩めてプレート２５の位置を調整し、現像スリーブ３４の表面の現像剤の層厚を調整すれば、濃度ムラをブレード６７により管理できる。

前記した実施例は説明のために例示したものであって、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲、明細書および図面の記載から当事者が認識することができる本発明の技術的思想に反しない限り、変更、削除および付加が可能である。

本発明は、複写機、プリンタ等に使用される画像形成装置に用いられる現像装置の現像剤の層厚測定等に適用される。

１ 現像剤層厚測定装置
２ 第１当接部材
３ 第２当接部材
４ 光源
５ 受光器
６ 筐体
７ 制御装置
３４ 現像スリーブ
５０ ガイド
５１ マグネットロール
５２ シャフト
６１ 現像装置
６２ ハウジング
６７ ブレード
７０ 感光体
７３ 位置決め部

Claims (3)

1. マグネットロールの周りを回転し、ブレードにより層厚を規制された現像剤を保持する現像スリーブと、
   該マグネットロールの両端部に固定され、画像形成装置に設けられた感光体に当接するガイドと、
   該画像形成装置に対して位置決めする基準となる位置決め部とを有する現像装置の現像剤層厚測定装置であって、
   該現像剤層厚測定装置の筐体には、
   前記ガイドを当接させる第１当接部材と、
   前記位置決め部を当接させる第２当接部材と、
   前記現像スリーブに向けて光を照射する光源と、
   前記現像スリーブから反射した前記光を受ける受光器とが固定され、
   前記受光器からの信号に基づいて前記現像スリーブの前記現像剤の層厚を算出する制御装置を備えた現像剤層厚測定装置
2. 請求項１に記載の現像剤層厚測定装置を準備し、
   現像剤が入った現像装置の前記ガイドおよび前記位置決め部を、該現像剤層厚測定装置の第１当接部材および第２当接部材にそれぞれ当接させて前記現像装置を位置決めした後、
   前記現像装置の前記現像スリーブを逆転させながら、前記受光器からの信号により第１の距離を測定し、
   前記現像装置の前記現像スリーブを正転させながら、前記受光器からの信号により第２の距離を測定し、
   前記第２の距離から前記第１の距離を減算することにより前記現像剤の層厚を算出する現像剤層厚測定方法
3. マグネットロールの周りを回転し、少なくともブレードにより層厚を規制された現像剤を保持する現像スリーブと、
   該マグネットロールの軸の両端部に固定され、画像形成装置本体に設けられた感光体に当接するガイドと、
   前記画像形成装置本体に対して位置決めする基準となる位置決め部とを有する現像装置の製造方法であって、
   請求項２に記載の現像剤層厚測定方法により得た現像剤の層厚が所定の範囲に無い場合に、前記ブレードの位置を変える現像装置の製造方法

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