JP2571286C

JP2571286C -

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Publication number: JP2571286C
Authority: JP
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Publication date: 1999-08-30

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、電子写真プリンタや複写機等の電子写真装置において静電潜像担持
体上の静電潜像を可視像化するための現像装置に関するものである。（従来の技術）従来、レーザプリンタや液晶プリンタ等の光プリンタ又はＰＰＣ複写機におい
ては、画像形成方式として電子写真方式が広く採用されている。この電子写真方式は、基本的には、感光体ドラムすなわち静電潜像担持体の表
面を均一に帯電させ、露光によって静電潜像を形成し、次いで該静電潜像をトナ
ーで現像して可視像化し、その後記録紙上に複写、定着してハードコピーを得る
ようにしている。この種の電子写真装置においては、現像装置はトナー供給部に現像スリーブが
回転自在に支持されており、トナーは現像スリーブが回転するに伴い上記静電潜
像担持体の表面に付着される（特公昭62-12510号公報参照）。第10図は上記従来の現像装置の断面図である。図において、トナー供給部21内
に現像スリーブ22が回転自在に支承されており、この現像スリーブ22は導電性の
金属芯23の上にＪＩＳショア硬度30°〜50°の導電性ゴム24を被覆して形成して
ある。上記現像スリーブ22の上部には、導電性材料で形成されたドクターブレー
ド25がバネ26の付勢力によって現像スリーブ22の表面に所定圧で圧接されている
。また、上記現像スリーブ22は図示されていない方法により静電潜像担持体27に
加圧接触している。上記構成の現像装置において、静電潜像担持体27の回転方向と現像スリーブ22
の回転方向をならい方向とし、静電潜像担持体27の周速をＶ_D、現像スリーブ22
の周速をＶ_pとしたとき、Ｖ_D/Ｖ_Pの値が１〜1.5に定められる。このような現像装置の場合、現像スリーブ22にはドクターブレード25の圧接及び静電潜像担持
体27の加圧接触によって大きい負荷がかかっている。第９図は現像装置におけるギヤ配設図である。図において、トナー供給部21の中に現像スリーブ22が回転自在に支承され、静
電潜像担持体27がａ方向に回転するにつれ、ｂ方向に回転し、規制部材28で規制
された厚みだけのトナー29が静電潜像担持体27の表面に供給される。30はトナー
保持部材である。上記現像スリーブ22は現像スリーブギヤ31と一体的に回転し、該現像スリーブ
ギヤ31と噛合する中間ギヤ32によって回転させられる。なお、図中Ａは静電潜像担持体27の中心、Ｂは現像スリーブ22の中心、Ｃは中
間ギヤ32の中心である。上記従來の現像装置においては、中間ギヤ32の中心Ｃが、静電潜像担持体27の
中心Ａと現像スリーブ22の中心Ｂとを結ぶ線分ＡＢに対して現像スリーブ22の中
心Ｂを基準に45°傾いた線分上に配設されている。このような構成において、ト
ナー29を搬送する現像スリーブ22は、図示されない駆動系により中間ギヤ32、現
像スリーブギヤ31を介して回転させられる。（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上記構成の駆動機構を有する現像装置において、規制部材28に
小さい圧力を加えて現像スリーブ22にかかる負荷を小さくした場合には、記録紙
の両端及び中央部には印字を行うことができるが、規制部材28に加える圧力を大
きくすると、それに伴い記録紙の中央部の印字濃度が低くなり、最終的には記録
時の中央部には印字されなくなってしまう。この時、印字後の現像スリーブ22の表面の静電潜像担持体27との当接のあとを
観察すると、現像スリーブ22の両端は当接しているが現像スリーブ22の長手方向
中心付近は全く当接していないことが分かる。当接されていない原因は現像スリ
ーブ22の軸曲がり現像にある。このように、従来の現像装置においては、規制部材28に加えることが可能な圧
力は限られており、また、現像スリーブ22に加わる負荷の変動に対して影響を受
けやすいため、印字品質が悪くなってしまう。本発明は、上記従来の現像装置の問題点を解決して、現像スリーブの艮手方向
の中心付近が静電潜像担持体と当接しなくなるのを防止することができ、均一な
濃度で印字を行うことができ、印字品質が低下するのを防止することができると
ともに、規制部材に加えることができる圧力を大きくすることができる規像装置
を提供することを目的とする。（課題を解決するための手段）そのために、本発明の現像装置においては、静電潜像を担持する静電潜像担持
体と、該静電潜像担持体に当接させて配設され、印字時において該静電潜像担持
体と所定の間隔に維持された二つの軸受によって回転自在に固定され、かつ、該
軸受より所定の間隙を隔てた端部側において回転力を受けて回転させられて、帯
電したトナーを現像領域に搬送する回転可能な現像スリーブと、上記現像領域の
上流側において現像スリーブの表面に当接させて配設され、トナーの供給量を規
制する規制部材と、該規制部材の上流側に配設され、現像スリーブの表面にトナ
ーを供給するトナー供給部とを有する。そして、上記現像スリーブに加えられる回転力の方向と、静電潜豫担持体の回
転中心と現像スリーブの回転中心とを結ぶ線分とがなす角が、０〜110,250〜360
[°]の範囲内に設定される。本発明の他の現像装置においては、さらに、上記現像スリーブの軸直径をd[mm
]とし、現像スリーブを支持する二つの軸受間の距離をl[mm]とし、また、静電潜
像担持体の回転中心と現像スリーブの回転中心とを結ぶ方向における現像スリー
ブの軸に加わる力の成分をPx[kg重]としたとき、 Px(l/d²)²≦100 の関係にする。（作用）本発明によれば、上記のような現像装置においては、静電潜像を担持する静電
潜像担持体と、該静電潜像担持体に当接させて配設され、印字時において該静電
潜像担持体と所定の間隔に維持された二つの軸受によって回転自在に固定され、
かつ、該軸受より所定の間隙を隔てた端部側において回転力を受けて回転させら
れて、帯電トナーを現像領域に搬送する回転可能な現像スリーブと、上記現像領域の上流側において現像スリーブの表面に当接させて配設され、トナーの供給量
を規制する規制部材と、該規制部材の上流側に配設され、現像スリーブの表面に
トナーを供給するトナー供給部とを有する。そして、上記現像スリーブに加えられる回転力の方向と、静電潜像担持体の回
転中心と現像スリーブの回転中心とを結ぶ線分とがなす角が、０〜110,250〜360
[°]の範囲内に設定される。この場合、上記現像スリーブを回転させようとして、現像スリーブの軸受より
所定の間隙を隔てた端部側に回転力を加えると、軸受によって現像スリーブの支
持部分が固定されているので、上記回転力の方向と逆の方向に上記現像スリーブ
が撓む。ところが、上記回転力の方向と、静電潜像担持体の回転中心と現像スリーブの
回転中心とを結ぶ線分とがなす角が、0〜110,250〜360[°]の範囲内に設定され
ているので、現像スリーブが静電潜像担持体から逃げる方向における撓み量の成
分が小さくなる。本発明の他の現像装置においては、さらに、上記現像スリーブの軸直径をd[mm
]とし、上記現像スリーブを支持する二つの軸受間の距離をl[mm]とし、また、静
電潜像担持体の回転中心と現像スリーブの回転中心とを結ぶ方向における現像ス
リーブの軸に加わる力の成分をPx[kg重]としたとき、 Px(l/d²)²≦100 の関係にする。この場合、現像スリーブの軸を鉄系の材料で作ったときの軸の撓み量を減少さ
せることができる。（実施例）以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細に説明する。第１図は本発明の実施例を示す現像装置の断面図である。図において、トナー供給部１は現像スリーブ３の上部にあってトナー６を収容
しており、上記トナー供給部１から供給されたトナー６は、現像スリーブ３と該
現像スリーブ３に当接された規制部材２によって所定の極性に摩擦帯電させられ
、かつ規制部材２の当接圧によって均一で、しかも最適な厚さにされ現像スリー
ブ３上に供給される。帯電トナー６は静電気力によって現像スリーブ３上に担持され、現像スリーブ
３が回転するのに伴い、静電潜像担持体４に担持されている静電潜像を可視像化
する現像領域、すなわち静電潜像担持体４と現像スリーブ３の接触している領域
へ搬送される。この時、現像スリーブ３の接触している領域の回転方向における
長さ、すなわちニップ幅は２mmである。そして、可視像に寄与しないトナー６は、現像スリーブ３の回転に伴いトナー
供給部１に回収される。トナー６を搬送するための現像スリーブ３に与えられる
回転力は、図示されていない駆動系により中間ギヤ８に伝達され、現像スリーブ
軸に固定されている現像スリーブギヤ７へと伝達される。静電潜像担持体４及び
中間ギヤ８が図のａ方向に回転する一方、現像スリーブ３はｂの方向に回転する
。上記現像スリーブ３の周速は静電潜像担持体４の周速に対して１倍以上とする
とよく、本実施例においては静電潜像担持体４の周速を30mm/sとし、現像スリー
ブ３の周速をその２倍の60mm/sとしてある。ここで、上記中間ギヤ８の中心は静電潜像担持体４の中心Ａと現像スリーブ３
の中心Ｂを結ぶ水平な線分ＡＢの延長線上に置かれている。また、現像スリーブ３には金属製の軸（軸径ｄ＝φ８）に導電性及び弾性のあ
るゴムをモールドしたものが用いられる。導電性のゴムには適切なニップ幅を得
るためにゴム硬度がＪＩＳＡ20°〜50°、抵抗値が10²〜10¹⁰Ωcmの特性を有す
るものがよく、素材としてはクロロプレンゴム、ニトリルゴム等のいずれのもの
でもよい。上記現像スリーブ３の表面の粗さはトナー搬送量に影響するため、0.2〜10μ
ｍＲ_Z（十点平均粗さ）のものが好ましい。また、ゴムの表面には、トナー６に
付与する摩擦帯電効果や耐摩擦性を高くするために各種ポリマーを塗布してもよ
い。本発明においては、ゴム硬度が30°、抵抗値が10⁵Ωcm、表囲粗さが1.8〜2.1
μｍＲ_Z、現像スリーブ３の直径が20mmのクロロプレンゴムが用いられる。また、規制部材２には弾性材料を使用することが好ましく、ゴム硬度78°のプ
リウレタンゴムが用いられる。ゴムのほかにステンレス、リン青銅等の金属板、
ナイロン、ポリエステル等の高分子化合物材料又はゴム、金属等の上に上記高分子化合物を塗布したものを用いてもよい。現像スリーブ３上にトナー６を均一に
しかも薄層化して付着させ、最適の摩擦帯電をさせるために、ゴム硬度が40°〜
90°（ＪＩＳＡ）のものが好ましい。そして、静電潜像担持体４には有機系、Ｓe系、アモルファスシリコン、ＣdＳ
等を使用することが可能であり、本実施例においては有機系の静電潜像担持体が
用いられている。トナー６としては一成分用トナー、二成分用トナーいずれを用いてもよく、本
実施例においては平均粒径９μｍの負極性の非磁性トナーが用いられる。さらに、現像スリーブギヤ７、中間ギヤ８としては、歯数がそれぞれ14,26で
モジュール１のものが用いられる。そして、好ましい印字濃度を得るためには、上記現像スリーブ３と静電潜像担
持体４とのニップ幅を約２mm前後に設定する必要がある。このニップ幅を得るた
め、現像スリーブ３と静電潜像担持体４の当接量が第２図から約50μｍとされる
。また、許容可能な印字濃度を得るために最低約1.7mmのニップ幅、すなわち38
μｍの当接量が必要である。したがって、静電潜像担持体４から現像スリーブ３
が逃げる方向の水平方向の許容できる撓み量δ_xとしては、 δ_X＝50−38＝12μｍとなる。現像スリーブ３を静電潜像担持体４に50μｍの当接量で当接させた場合
、現像スリーブ３を回転させるために必要な最低回転力Ｆ₅（後述する）は1.4kg
重である。次に、第３図は現像スリーブに加わる力を示す図である。線分ＡＢと線分ＢＣのなす角θを変化させ、すなわち、現像スリーブ３に加わ
る回転力Ｆ₅の方向を変化させて印字を行った結果を第４図及び第５図に示す。第４図は線分ＡＢと回転力のＦ₅の方向がなす角αを０〜360°まで変化させた
ときの記録紙の中央部での印字濃度（光学濃度）を示したものである。ここで記
録紙両端の濃度は約1.35である。また、角度αが110°を越えると急激に印字濃
度が低下し、250°を越えたあたりから急激に高くなることが分かる。また、第５図は角度αと記録紙の全面における印字の均一性の関係図である。角度αが110°を越えると均一性が低下し、250°を越えたあたりから高くなるこ
とが分かる。すなわち、印字濃度、印字の均一性において良好な印字を行うために線分ＡＢ
と回転力Ｆ₅の方向がなす角度αを０°〜110°の範囲又は250°〜360°の範囲内
にする必要がある。また、第３図において、Ｆ₂は静電潜豫担持体４に現像スリーブ３を接触させ
る力につりあう垂直抗力であり、該垂直抗力Ｆ₂の方向は現像スリーブ３の中心
に向かい、本実施例の場合、水平方向である。Ｆ₁は現像スリーブ３が回転して
いる場合に、静電潜像担持体４との摩擦によって現像スリーブ３が受ける摩擦力
であり、該摩擦力Ｆ₁大きさは、Ｆ₁＝μ₁Ｆ₂ である。ここで、μ₁は静電潜像担持体４、現像スリーブ３、トナー６間の動摩
擦係数である。摩擦力Ｆ₁の方向は現像スリーブ３の円周上で静電潜豫担持体４
と接する点における接線方向である。すなわち、摩擦力Ｆ₁と垂直抗力Ｆ₂がなす
角は90°である。Ｆ₃は現像スリーブ３がトナー６を摩擦帯電させ、かつ薄層さ
せるために規制部材２によって加えられる圧接力であり、その方向は現像スリー
ブ３と規制部材２が接する点から現像スリーブ３の中心に向かう。Ｆ₄は現像スリーブ３が回転している場合に規制部材２との摩擦によって現像
スリーブ３が受ける摩擦力であり、その大きさは、Ｆ₄＝μ₂Ｆ₃ である。ここでμ₂は規制部材２、現像スリーブ３、トナー６間の動摩擦係数で
ある。摩擦力Ｆ₄の方向は、現像スリーブ３の円周上で規制部材２との接する点
における接線方向である。すなわち、圧接力Ｆ₃と摩擦力Ｆ₄がなす角は90°で、
圧接力Ｆ₃と垂直抗力Ｆ₂のなす角は約65°である。上記動摩擦係数μ₁,μ₂は、現像スリーブ３、静電潜像担持体４及び規制部材
２の表面粗さと表面材質、トナー６の表面材質、形状、粒径等により支配される
。Ｆ₅は現像スリーブギヤ７が中間ギヤ８から受ける回転力であり、現像スリー
ブ３の半径をｒ₁、現像スリーブギヤ７の基準円ピッチ半径をｒ₂としたとき回転
力Ｆ₅の大きさは、Ｆ₅＝(Ｆ₁+Ｆ₄)×ｒ₁/r₂ ＝(μ₁Ｆ₂+μ₂Ｆ₃)×r₁/r₂ であり、力の方向はおおむね現像スリーブギヤ７の基準円ピッチ円周上で中間ギ
ヤ８と接する点における接線方向である。この回転力Ｆ₅の方向は中間ギヤ８の
設置される場所によって決定される。すなわち、線分ＡＢに垂直な線分と回転力
Ｆ₅の力の方向がなす角は線分ＡＢと線分ＢＣがなす角θに等しい。このことか
ら第９図に示した構成の場合、回転力Ｆ₅の方向は線分ＡＢに垂直な線分より静
電潜像担持体２７側に45°傾く。また、第１図に示した本発明の現像装置の構成
の場合、回転力Ｆ₅の方向は線分ＡＢに垂直な方向となる。このことから線分Ａ
Ｂと線分ＢＣとのなす角度θと線分ＡＢと回転力Ｆ₅の方向とのなす角度αとの
関係は、ほぼ α＝90°＋θ となる。また、現像スリーブ３の軸に加わる力の方向は駆動方法によって変化する。第６図は駆動方法による現像スリーブ軸に加わる力の方向を示す図、第６図（
Ａ）は本実施例で用いたギヤによる駆動方法における力の方向を示す図、第６図
（Ｂ）はベルトによる駆動方法における力の方向を示す図である。第６図（Ｂ）において、９は現像スリーブ軸に固定されている現像スリーブプ
ーリ、10は現像スリーブ３に回転力を与えるための中間プーリである。現像スリ
ーブ３に与えられる回転力は、図示されない駆動系による中間プーリ10に伝達さ
れ、ベルト11を介して現像スリーブプーリ９へ伝達される。また、Ｄは中間プー
リ10の回転中心を示している。上記現像スリーププーリ９がｂ方向に回転してい
る時のベルト11の張り側の張力をＴ₁、ゆるみ側の張力をＴ₂とすると、この張力
の差Ｔ₁−Ｔ₂がベルト11を駆動させるために有効な力となる。現像スリーブ軸に加わる力の方向は、ギヤによる駆動の場合は第６図（Ａ）に
示すように現像スリーブギヤ７が回転力Ｆ₅を受ける方向と同方向、すなわちＦ₆
の方向である。また、ベルトによる駆動の場合は、第６図（Ｂ）に示すように張り側の張力Ｔ
₁とゆるみ側の張力Ｔ₂の差Ｔ₁−Ｔ₂の方向、すなわちＦ₇の方向である。Ｆ₇の方向はおおむね現像スリーブ３の回転中心Ｂから中間プーリ10の回転中心Ｄに向
かう方向である。すなわち、線分ＡＢと線分ＢＤのなす角度θと線分ＡＢとＦ₇
の力の方向とのなす角度αはほぼ等しい。このように駆動方法によって現像スリ
ーブ軸に加わる力の方向は異なり、ギヤを用いた場合とベルトを用いた場合には
約90°ずれる。次に現像スリーブ軸の撓みについて説明する。現像スリーブ軸が回転時に撓む方向は回転力Ｆ₅の方向と逆の方向である。こ
のことから撓みの原因は回転力Ｆ₅であることが分かる。そして、回転力Ｆ₅によ
る撓みδが生じる結果、現像スリーブ３の長手方向の中央部は静電潜像担持体４
に当接されないことになる。ここで、現像スリーブ３の軸の撓み量δの水平成分をδ_X、垂直成分をδ_Y、回
転力Ｆ₅の水平成分をＦ_5X、垂直成分をＦ_5Yとすると、回転力Ｆ₅、撓み量δの各
成分Ｆ_5X,Ｆ_5Y,δ_X,δ_Yは、Ｆ_5X＝Ｆ₅sinθ Ｆ_5Y＝Ｆ₅cosθ δ_X＝δsinθ δ_Y＝δcosθ となり、回転力Ｆ_5Xによって撓み量δ_Xが、回転力Ｆ_5Yによって撓み量δ_Yが生じ
る。ここで、水平方向に現像スリーブ３変化させるとニップ幅が変わることからニ
ップ幅に影響を与える方向は水平方向成分δ_Xであることが分かる。回転力Ｆ₅の水平方向成分Ｆ_5Xによる水平成分の撓み量δ_Xは第７図に示すよう
な力学的モデルによって近似することができる。 δ＝Pal²/16ＥＩ・・・・・・（１）Ｉ＝πd₄/64 ただし、 δ：撓み量[μｍ] Ｐ：外力[kg重] ａ：腕の長さ[mm] ｌ：スパン長[mm] ｄ：直径 [mm] Ｅ：縦弾性係数第７図の腕の長さａは、第１図において現像スリーブ３を支持する２つの軸受
のうち現像スリーブギヤ７側の軸受の長手方向の中心から現像スリーブギヤ７の
長手方向の中心までの距離に相当する。また、スパン長ｌは、現像スリーブ３を
固定している２つの軸受間の距離に、直径ｄは現像スリーブ３の軸の直径に相当
する。縦弾性係数Ｅは現像スリーブ３の軸の材質によって決まり、本実施例で用
いたものは鉄系であるためＥ＝21000kg重/mm²となる。そして、外力Ｐは回転力
Ｆ₅の水平成分Ｆ_5Xに相当する。本実施例では、a＝20mm、l＝280mm、d＝8mmであ
り、第８図の破線はこれらの数値を上記（１）式に代入して各回転力の水平成分
Ｆ₅に対応する撓みの水平成分δ_Xを求めたものを示す。また、第８図の実線は第
９図に示すθが０°でない場合、すなわち本発明の実施例において、印字後のニ
ップ幅を測定しニップ幅から算出した撓み量δ_Xを示す。第８図から分かるように、ニップ幅からの算出値と曲げの計算式（１）から求
めた値がほぼ一致する。また、第３図に示す垂直抗力Ｆ₂と摩擦力Ｆ₁による現像
スリーブ３の曲げの最大撓み量と圧接力Ｆ₃と摩擦力Ｆ₄により現像スリーブ３の
曲げの最大撓み量を力学的モデルを用い、曲げの計算式により求めると、回転力
Ｆ₅の水平方向成分Ｆ_5Xによる現像スリーブ軸の撓み量δ_Xに比べて、圧接力Ｆ₃
と摩擦力Ｆ₄による現像スリーブ３の曲げの最大撓み量も垂直抗力Ｆ₂と摩擦力Ｆ
₁による現像スリーブ３の曲げの最大撓み量も十分小さく、ニップ幅から算出し
た撓み景と比較しても一致しない。このことから現像スリーブ３が静電潜豫担持体４に当接されないのは現像スリ
ーブギヤ７が受ける回転力Ｆ₅の水平方向成分Ｆ_5Xによる現像スリーブ３の軸の
水平方向の撓みδ_Xによることが分かる。この現像スリーブ３の軸の水平方向の撓み量δ_Xは上記（１）式に、Ｐ＝Ｆ_5X＝Ｆ₅sinθ を代入すると、 δ_X＝Ｆ₅sinθ・al²/16ＥＩ＝Ｆ₅sinθ・al²/16Ｅ(πd⁴/64) ＝64al²Ｆ₅sinθ/16πＥd⁴・・・・・・（２）となる。この（２）式から、撓み量を減少させるためには腕の長さaの縮小、スパン長
１の縮小、直径ｄの拡大及び中間ギヤ８の位置の変更による回転力Ｆ₅の方向の
変更（θの減少）行うことが考えられる。また、縦弾性係数Ｅは大きいほうが良
いことは分かるが、コスト及び加工性から鉄系の材料の現像スリーブ軸を採用す
ることが好ましく、Ｅの値を大きくすることは困難である。また、回転力Ｆ₅は
現像スリーブ３に回転を与える力であるため、最小の値は決まってしまい自由に
選択することができない。ここで、上述したように印字結果から許容できる水平方向の撓み量δ_Xを12μ
ｍ以下にしなければならないことから、δ_Xの値を上記（２）式に代入すると、
δ_X＝64al²Ｆ₅sinθ/16πＥd⁴≦12×10^-3 ＝1.273al²Ｆ₅sinθ/Ｅd²≦12×10^-3・・・・・・（３）となる。該（３）式を満足するように上記各種寸法を改善するとよい。すなわち、腕の
長さａの縮小、スパン長ｌの縮小、直径ｄの拡大が適当である。現像スリーブ３
の軸は一般的に鉄系の材料が用いられることからＥ＝21000kg重/mm²となる。ま
た、腕の長さａは回転力Ｆ₅を受ける歯車等の取付け構造上2mm以下にすることは
困難であるため、腕の長さａ≧２という制約を受ける。このことから縮小値ａ＝
２を代入してスパン長ｌと直径ｄと回転力の水平成分Ｆ₅sinθとの関係式を求め
ると、 1.273al²Ｆ₅sinθ/Ｅd⁴≦12×10^-3 al²Ｆ₅sinθ/Ｅd⁴≦9.427×10^-3・・・・・・（４） 2l²Ｆ₅sinθ/Ｅd⁴≦9.427×10^-3 l₂Ｆ₅sinθ/Ｅd⁴≦4.714×10^-3・・・・・・（５） l²Ｆ₅sinθ/d⁴・21000≦4.714×10^-3 l²Ｆ₅sinθ/d⁴≦99 Ｆ₅sinθ(l/d²)²≦99 ・・・・・・（６）のようになり、（６）式を満足するように現像スリーブ３の軸直径ｄ及び現像ス
リーブ３を固定している２つの軸受間の距離を決定すれば撓み量を減少させるこ
とが可能となる。次に、中間ギヤ８の位置を変更して回転力Ｆ₅の方向を変えて撓み量を減少さ
せる場合は、この実施例の場合、l＝280mm、a＝20mm、d＝8mm、Ｆ₅＝1.4kg重で
あるため、これらの数値を上記（２）式に代入すると、 δ_X＝64al²Ｆ₅sinθ/16πＥd⁴ ＝64×20×280²×1.4sinθ/16×π×21000×8⁴ ＝32.5×10^-3sinθ ・・・・・・（７）となる。静電潜像担持体４から現像スリーブ３が逃げる方向のδ_Xは印字結果よ
り12μｍ以下でなければならないから、 12×10^-3≧32.5×10^-3sinθ siｎθ≦0.37 θ≦21.8°≒20° ・・・・・・（８）となり、（８）式により角度θが20°〜160°（180°−20°）の間はδ_Xが12μ
ｍ以上になる。したがって、角度θが０〜20°と160°〜360°の間の範囲となる
ように回転力Ｆ₅を現像スリーブギヤ７に与えなければならない。すなわち、角度αで考えると、α＝90°＋θであるから0°〜110°と250°−3
60°の間になる。また、許容できるニップ幅が約1.7mmであるためニップ幅を2mm以上になるよう
に静電潜像担持体４に現像スリーブ３を当接することにより、許容できる撓み量
を大きく取ることができる。すなわち、角度θの満足する範囲が広くなる。しか
し、ニップ幅を広くとるように当接量を大きくすると、第３図に示した垂直抗力
Ｆ₂の値が増加する。このことにより摩擦力Ｆ₁が増加して回転力Ｆ₅の水平成分
Ｆ_5Xが増加する。この水平成分Ｆ_5Xの増加による撓み量の方がニップ幅を広くと
るための当接量よりも大きいため、実際は不可能に近い。また、現像スリーブ３
のゴム硬度を低くすることによって小さい回転力Ｆ₁でニップ幅をとることが可
能であるが、導電性ゴムローラとして製造できるゴム硬度の限界値が20°〜30°
であることから、これも不可能に近い。なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づい
て種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。（発明の効果）以上説明したように、本発明によれば、現像装置においては、静電潜像を担持
する静電潜像担持体と、該静電潜像担持体に当接させて配設され、印字時におい
て該静電潜像担持体と所定の間隔に維持された二つの軸受によって回耘自在に固
定され、かつ、該軸受より所定の間隙を隔てた端部側において回転力を受けて回
転させられて、帯電したトナーを現像領域に搬送する回転可能な現像スリーブと
、上記現像領域の上流側において現像スリーブの表面に当接させて配設され、ト
ナーの供給量を規制する規制部材と、該規制部材の上流側に配設され、現像スリ
ーブの表面にトナーを供給するトナー供給部とを有する。そして、上記現像スリーブに加えられる回転力の方向と、静電潜像担持体の回
転中心と現像スリーブの回転中心とを結ぶ線分とがなす角が、０〜110,250〜360
[°]の範囲内に設定される。この場合、現像スリープが印字時において静電潜像担持体と所定の間隔に維持
された軸受けにより回転自在に固定されており、又、現像スリーブの回転方向が
規定されているので、現像スリーブを回転させようとして現像スリーブの軸受よ
り所定の間隙を隔てた端部側に回転力を加えたときに、軸受部を支点とした現像
スリーブの長手方向の中心付近が静電潜像担持体から逃げる方向の撓み量の成分
が小さくなる。従って、現像スリーブの端部における当接量を一定に維持し、現像スリーブの
長手方向の中心付近が静電潜像担持体と当接しなくなるのを防止しているので、
印字用紙の幅方向全体にわたって均一な濃度で印字を行うことができ、印字品質
が低下するのを防止することがでる。また、規制部材に加えることができる圧力を大きくすることができる。本発明の他の現像装置においては、さらに、上記現像スリーブの軸直径をd[mm
]とし、現像スリーブを支持する二つの軸受間の距離をl[mm]とし、また、静電潜
像担持体の回転中心と現像スリーブの回転中心とを結ぶ方向における現像スリー
ブの軸に加わる力の成分をPx[kg重]としたとき、 Px(l/d²)²≦100 の関係にする。この場合、現像スリーブの軸を鉄系の材料で作ったときの軸の撓み量を減少さ
せることができるので、現像装置のコストを低くすることができるだけでなく、
加工性を向上させることができる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial applications)   The present invention relates to an electrophotographic apparatus such as an electrophotographic printer or a copying machine.
The present invention relates to a developing device for visualizing an electrostatic latent image on a body. (Conventional technology)   Conventionally, optical printers such as laser printers and liquid crystal printers or PPC copiers
For this reason, an electrophotographic method is widely used as an image forming method.   This electrophotographic method basically uses a photosensitive drum, that is, a surface of an electrostatic latent image carrier.
The surface is uniformly charged, an electrostatic latent image is formed by exposure, and the electrostatic latent image is then transferred to a toner.
To develop a visible image, then copy and fix it on recording paper to obtain a hard copy
Like that.   In this type of electrophotographic apparatus, a developing device has a developing sleeve in a toner supply section.
It is rotatably supported, and the toner is charged with the electrostatic latent as the developing sleeve rotates.
It is attached to the surface of the image carrier (see Japanese Patent Publication No. 62-12510).   FIG. 10 is a sectional view of the conventional developing device. In the figure, inside the toner supply unit 21
The developing sleeve 22 is rotatably supported on the developing sleeve 22.
Formed by coating conductive rubber 24 with JIS Shore hardness 30 ° -50 ° on metal core 23
is there. A doctor blade made of a conductive material is provided on the upper part of the developing sleeve 22.
25 is pressed against the surface of the developing sleeve 22 at a predetermined pressure by the urging force of the spring 26.
. The developing sleeve 22 is attached to the electrostatic latent image carrier 27 by a method not shown.
Pressing contact.   In the developing device having the above configuration, the rotation direction of the electrostatic latent image
And the peripheral speed of the electrostatic latent image carrier 27 is V_D, Developing sleeve 22
The peripheral speed of V_pAnd V_D/ V_PIs set to 1 to 1.5. Such a present In the case of an image forming apparatus, a doctor blade 25 is pressed against the developing sleeve 22 and an electrostatic latent image is held.
A large load is applied by the pressure contact of the body 27.   FIG. 9 is a gear arrangement diagram in the developing device.   In the figure, a developing sleeve 22 is rotatably supported in a toner supply section 21 and has a static
As the latent image carrier 27 rotates in the direction a, it rotates in the direction b and is regulated by the regulating member 28.
The toner 29 having the thickness thus determined is supplied to the surface of the electrostatic latent image carrier 27. 30 is toner
It is a holding member.   The developing sleeve 22 rotates integrally with the developing sleeve gear 31, and the developing sleeve
It is rotated by an intermediate gear 32 that meshes with the gear 31.   In the figure, A is the center of the electrostatic latent image carrier 27, B is the center of the developing sleeve 22, and C is the center.
This is the center of the intermediate gear 32.   In the conventional developing device, the center C of the intermediate gear 32 is
A line AB connecting the center A and the center B of the developing sleeve 22
It is arranged on a line inclined at 45 ° with respect to the center B. In such a configuration,
The developing sleeve 22 that transports the toner 29 is moved to an intermediate gear 32 by a drive system (not shown).
It is rotated via the image sleeve gear 31. (Problems to be solved by the invention)   However, in the developing device having the driving mechanism having the above configuration, the regulating member 28
When a small pressure is applied to reduce the load on the developing sleeve 22, the recording paper
Printing can be performed on both ends and the center of the
When this happens, the print density at the center of the recording paper decreases,
The print is not printed at the center of the time.   At this time, after the surface of the developing sleeve 22 after printing contacts the electrostatic latent image carrier 27,
Observation shows that both ends of the developing sleeve 22 are in contact with each other,
It can be seen that there is no contact near the center. The cause of non-contact is
The shaft 22 of the tube 22 is in development.   As described above, in the conventional developing device, the pressure that can be applied to the regulating member 28 can be increased.
Force is limited and is affected by fluctuations in the load applied to the developing sleeve 22.
Print quality is degraded.   The present invention solves the problems of the conventional developing device described above, and
Can be prevented from coming into contact with the electrostatic latent image carrier near the center of the
It is possible to print at the density and to prevent the print quality from deteriorating.
In both cases, the image forming device can increase the pressure that can be applied to the regulating member.
The purpose is to provide. (Means for solving the problem)   Therefore, in the developing device of the present invention, an electrostatic latent image holding
And an electrostatic latent image carrier disposed in contact with the electrostatic latent image carrier, and
It is rotatably fixed by two bearings maintained at a predetermined distance from the body, and
The belt is rotated by receiving a rotational force on the end side thereof separated from the bearing by a predetermined gap.
A rotatable developing sleeve for transporting the charged toner to the developing area;
The upstream side is provided in contact with the surface of the developing sleeve, and regulates the toner supply amount.
A regulating member that is disposed upstream of the regulating member, and is provided on the surface of the developing sleeve.
And a toner supply unit for supplying the toner.   Then, the direction of the rotational force applied to the developing sleeve and the rotation of the electrostatic latent carrier are determined.
The angle formed by the line connecting the rotation center and the rotation center of the developing sleeve is 0 to 110, 250 to 360.
Set within the range of [°].   In another developing device of the present invention, the shaft diameter of the developing sleeve is d (mm).
], The distance between the two bearings supporting the developing sleeve is l [mm], and the electrostatic latent
Development three in the direction connecting the rotation center of the image carrier and the rotation center of the developing sleeve
When the component of the force applied to the shaft of the valve is Px [kg weight], Px (l / d^Two)^Two≤100 Make a relationship. (Action)   According to the present invention, in the above-described developing device, the electrostatic device that holds the electrostatic latent image is used.
A latent image carrier, and the electrostatic latent image carrier is disposed in contact with the electrostatic latent image carrier.
It is rotatably fixed by a latent image carrier and two bearings maintained at a predetermined interval,
The bearing is rotated by receiving a rotational force on an end side of the bearing separated by a predetermined gap.
And a rotatable developing sleeve for conveying the charged toner to the developing area. Is disposed in contact with the surface of the developing sleeve on the upstream side of
And a regulating member disposed upstream of the regulating member to regulate the surface of the developing sleeve.
And a toner supply unit for supplying toner.   Then, the direction of the rotational force applied to the developing sleeve and the rotation of the electrostatic latent image carrier are determined.
The angle formed by the line connecting the rotation center and the rotation center of the developing sleeve is 0 to 110, 250 to 360.
Set within the range of [°].   In this case, in order to rotate the developing sleeve,
When a rotational force is applied to the end portion separated by a predetermined gap, the bearing of the developing sleeve is supported by a bearing.
The developing sleeve is fixed in the direction opposite to the direction of the rotational force.
Bends.   However, the direction of the rotational force, the rotational center of the electrostatic latent image carrier and the developing sleeve
The angle between the line connecting the rotation center and the line segment is set within the range of 0 to 110, 250 to 360 [°].
The amount of deflection in the direction in which the developing sleeve escapes from the electrostatic latent image carrier.
Minutes get smaller.   In another developing device of the present invention, the shaft diameter of the developing sleeve is d (mm).
], And the distance between the two bearings supporting the developing sleeve is l [mm].
The developing sleeve in the direction connecting the rotation center of the latent image carrier and the rotation center of the developing sleeve
When the component of the force applied to the axis of the leave is Px [kg weight], Px (l / d^Two)^Two≤100 Make a relationship.   In this case, the amount of bending of the shaft when the shaft of the developing sleeve is made of an iron-based material is reduced.
Can be made. (Example)   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.   FIG. 1 is a sectional view of a developing device showing an embodiment of the present invention.   In the figure, a toner supply unit 1 is located above a developing sleeve 3 and contains a toner 6.
The toner 6 supplied from the toner supply unit 1 is supplied to the developing sleeve 3
The toner is triboelectrically charged to a predetermined polarity by the regulating member 2 in contact with the developing sleeve 3.
And a uniform and optimal thickness by the contact pressure of the regulating member 2.
B 3 is supplied.   The charged toner 6 is carried on the developing sleeve 3 by electrostatic force.
The electrostatic latent image carried on the electrostatic latent image carrier 4 is visualized as the 3 rotates.
Developing area, that is, an area where the electrostatic latent image carrier 4 and the developing sleeve 3 are in contact with each other.
Transported to At this time, in the rotation direction of the area where the developing sleeve 3 is in contact,
The length, ie, the nip width, is 2 mm.   Then, the toner 6 that does not contribute to the visible image is
Collected in the supply unit 1. Provided to the developing sleeve 3 for conveying the toner 6
The rotational force is transmitted to the intermediate gear 8 by a drive system (not shown),
The power is transmitted to the developing sleeve gear 7 fixed to the shaft. The electrostatic latent image carrier 4 and
While the intermediate gear 8 rotates in the direction a in the figure, the developing sleeve 3 rotates in the direction b.
.   The peripheral speed of the developing sleeve 3 is at least 1 times the peripheral speed of the electrostatic latent image carrier 4.
In this embodiment, the peripheral speed of the electrostatic latent image carrier 4 is set to 30 mm / s, and the developing three
The peripheral speed of the valve 3 is set to 60 mm / s, which is twice as large.   Here, the center of the intermediate gear 8 is located between the center A of the electrostatic latent image carrier 4 and the developing sleeve 3.
Are placed on an extension of a horizontal line segment AB connecting the centers B of   The developing sleeve 3 is provided with a conductive and elastic metal shaft (shaft diameter d = φ8).
Rubber molded is used. Appropriate nip width for conductive rubber
Rubber hardness of JISA 20 ° to 50 ° and resistance value of 10^Two~Ten^TenHas the characteristic of Ωcm
Chloroprene rubber, nitrile rubber, etc.
May be.   Since the surface roughness of the developing sleeve 3 affects the toner conveyance amount, the surface roughness is 0.2 to 10 μm.
mR_Z(10-point average roughness) is preferable. Also, on the surface of the rubber, the toner 6
Various polymers may be applied to enhance the triboelectric charging effect and the friction resistance.
No.   In the present invention, the rubber hardness is 30 °, and the resistance value is 10^FiveΩcm, surface roughness 1.8-2.1
μmR_ZThe developing sleeve 3 is made of chloroprene rubber having a diameter of 20 mm.   Further, it is preferable to use an elastic material for the regulating member 2, and the rubber member has a rubber hardness of 78 °.
Urethane rubber is used. In addition to rubber, metal plates such as stainless steel and phosphor bronze,
Nylon, polyester or other high molecular compound material or rubber, metal, etc. You may use what applied the child compound. Uniform toner 6 on developing sleeve 3
In addition, rubber hardness is 40 ° ~
It is preferable that the angle is 90 ° (JISA).   The electrostatic latent image carrier 4 includes organic, Se, amorphous silicon, CdS
It is possible to use an organic electrostatic latent image carrier in this embodiment.
Used.   As the toner 6, either a one-component toner or a two-component toner may be used.
In the embodiment, a non-magnetic toner having a negative polarity and an average particle diameter of 9 μm is used.   Further, the developing sleeve gear 7 and the intermediate gear 8 have 14, 26 teeth respectively.
The module 1 is used.   In order to obtain a preferable print density, the developing sleeve 3 and the electrostatic latent image
It is necessary to set the nip width with the holding body 4 to about 2 mm. To get this nip width
Therefore, the contact amount between the developing sleeve 3 and the electrostatic latent image carrier 4 is set to about 50 μm from FIG.
.   Also, a nip width of at least about 1.7 mm, i.e. 38
A contact amount of μm is required. Therefore, the developing sleeve 3 is moved from the electrostatic latent image carrier 4 to the developing sleeve 3.
Allowable deflection δ in the horizontal direction in which_xas, δ_X= 50-38 = 12 μm Becomes When the developing sleeve 3 is brought into contact with the electrostatic latent image carrier 4 with a contact amount of 50 μm
, The minimum rotational force F required to rotate the developing sleeve 3_Five(To be described later) is 1.4kg
It is heavy.   Next, FIG. 3 is a diagram showing a force applied to the developing sleeve.   The angle θ between the line segment AB and the line segment BC is changed.
Rotating force F_Five4 and 5 show the results of printing with changing the direction of.   FIG. 4 shows the line segment AB and the rotational force F._FiveAngle from the direction of 0 to 360 degrees
The print density (optical density) at the center of the recording paper at that time is shown. Write here
The density at both ends of the recording paper is about 1.35. When the angle α exceeds 110 °, the printing density sharply increases.
It can be seen that the temperature decreases and rapidly increases from around 250 °.   FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the angle α and the uniformity of printing on the entire surface of the recording paper. If the angle α exceeds 110 °, the uniformity decreases, and the angle α increases from around 250 °.
I understand.   That is, in order to perform good printing in printing density and printing uniformity, the line segment AB
And rotational force F_FiveAngle α between 0 ° and 110 ° or between 250 ° and 360 °
Need to be   In FIG. 3, F_TwoContact the developing sleeve 3 with the electrostatic latent carrier 4
And the normal force F_TwoDirection is the center of the developing sleeve 3.
, And in the case of the present embodiment, the horizontal direction. F₁Is when the developing sleeve 3 rotates
The developing sleeve 3 receives the frictional force with the electrostatic latent image carrier 4
And the frictional force F₁The size is F₁= Μ₁F_Two It is. Where μ₁Represents the friction between the electrostatic latent image carrier 4, the developing sleeve 3, and the toner 6
It is a friction coefficient. Friction force F₁Is in the direction of the electrostatic latent carrier 4 on the circumference of the developing sleeve 3.
Is the tangential direction at the point where it touches. That is, the friction force F₁And normal force F_TwoMake up
The angle is 90 °. F_ThreeIndicates that the developing sleeve 3 frictionally charges the toner 6 and
Is the pressing force applied by the regulating member 2 to cause the
From the point where the sleeve 3 and the regulating member 2 come into contact with each other, it moves toward the center of the developing sleeve 3.   F_FourIndicates that when the developing sleeve 3 is rotating, the developing
It is the frictional force that the sleeve 3 receives, and its magnitude is F_Four= Μ_TwoF_Three It is. Where μ_TwoIs the dynamic friction coefficient between the regulating member 2, the developing sleeve 3, and the toner 6.
is there. Friction force F_FourIs the point of contact with the regulating member 2 on the circumference of the developing sleeve 3.
In the tangential direction. That is, the pressing force F_ThreeAnd frictional force F_FourThe angle between them is 90 °,
Pressing force F_ThreeAnd normal force F_TwoThe angle formed is about 65 °.   Above dynamic friction coefficient μ₁, μ_TwoAre a developing sleeve 3, an electrostatic latent image carrier 4, and a regulating member
2 is governed by the surface roughness and surface material, the surface material, shape, particle size, etc. of the toner 6.
.   F_FiveIs the rotational force that the developing sleeve gear 7 receives from the intermediate gear 8, and the developing three
The radius of element 3 is r₁And the reference circle pitch radius of the developing sleeve gear 7 is r_TwoAnd then rotate
Force F_FiveThe size of F_Five= (F₁+ F_Four) × r₁/ r_Two   = (Μ₁F_Two+ μ_TwoF_Three) × r₁/ r_Two And the direction of the force is approximately the middle gear on the circumference of the reference circular pitch of the developing sleeve gear 7.
This is the tangential direction at the point of contact with the crest 8. This rotational force F_FiveDirection of the intermediate gear 8
It is determined by the place where it is installed. That is, the line segment perpendicular to the line segment AB and the rotational force
F_FiveIs equal to the angle θ formed by the line segment AB and the line segment BC. This thing
In the case of the configuration shown in FIG._FiveDirection is quieter than the line segment perpendicular to the line segment AB.
It is inclined by 45 ° toward the latent image carrier 27 side. Further, the configuration of the developing device of the present invention shown in FIG.
, The rotational force F_FiveIs a direction perpendicular to the line segment AB. From this, line segment A
Angle θ between B and line segment BC, line segment AB and rotational force F_FiveAngle α with the direction of
Relationship is almost α = 90 ° + θ Becomes   The direction of the force applied to the shaft of the developing sleeve 3 changes depending on the driving method.   FIG. 6 is a diagram showing the direction of the force applied to the developing sleeve shaft by the driving method, and FIG.
FIG. 6A shows the direction of force in the gear driving method used in this embodiment, and FIG.
(B) is a diagram showing the direction of force in the driving method using a belt.   In FIG. 6 (B), reference numeral 9 denotes a developing sleeve plug fixed to the developing sleeve shaft.
Reference numeral 10 denotes an intermediate pulley for applying a rotational force to the developing sleeve 3. Development pickpocket
The rotational force applied to the drive 3 is transmitted to the intermediate pulley 10 by a drive system (not shown).
Then, it is transmitted to the developing sleeve pulley 9 via the belt 11. D is the middle pool
The center of rotation of the rib 10 is shown. When the developing sleep pulley 9 is rotating in the direction b,
The tension on the tension side of the belt 11 when₁And the tension on the loose side to T_TwoThen, this tension
Difference T₁-T_TwoIs an effective force for driving the belt 11.   The direction of the force applied to the developing sleeve shaft is shown in FIG.
As shown in FIG._FiveIn the same direction as the direction₆
Direction.   In the case of driving by a belt, the tension T on the tension side as shown in FIG.
₁And tension T on the loose side_TwoDifference T₁-T_TwoDirection, ie, F₇Direction. F₇of The direction is generally from the rotation center B of the developing sleeve 3 to the rotation center D of the intermediate pulley 10.
Direction. That is, the angle θ between the line segment AB and the line segment BD and the angle between the line segments AB and F₇
Is substantially equal to the direction of the force. In this way, the driving method
The direction of the force applied to the shaft is different, and when using a gear and when using a belt
Deviates by about 90 °.   Next, the bending of the developing sleeve shaft will be described.   The direction in which the developing sleeve shaft bends during rotation is the rotational force F._FiveThe direction is opposite to the direction. This
Therefore, the cause of the deflection is the rotational force F_FiveIt turns out that it is. And the rotational force F_FiveBy
As a result, the central portion of the developing sleeve 3 in the longitudinal direction is
Will not be contacted.   Here, the horizontal component of the amount of deflection δ of the shaft of the developing sleeve 3 is δ_XAnd the vertical component is δ_Y, Times
Rolling force F_FiveThe horizontal component of_5X, And the vertical component is F_5YThen, the rotational force F_Five, The amount of deflection δ
Component F_5X, F_5Y, δ_X, δ_YIs F_5X= F_Fivesinθ F_5Y= F_Fivecosθ δ_X= Δsinθ δ_Y= Δcosθ And the rotational force F_5XΔ_XIs the rotational force F_5YΔ_YOccurs
You.   Here, when the developing sleeve 3 is changed in the horizontal direction, the nip width is changed.
The direction that affects the gap width is the horizontal component δ_XIt turns out that it is.   Rotational force F_FiveHorizontal component F of_5XΔ of horizontal component due to_XIs as shown in FIG.
Can be approximated by a simple mechanical model. δ = Pal^Two/ 16EI (1) I = πd_Four/ 64   However, δ: Deflection [μm] P: External force [kg weight] a: Arm length [mm] l: Span length [mm] d: diameter [mm] E: modulus of longitudinal elasticity   The arm length a in FIG. 7 is the same as that of the two bearings supporting the developing sleeve 3 in FIG.
Of the developing sleeve gear 7 from the longitudinal center of the bearing on the developing sleeve gear 7 side.
It corresponds to the distance to the center in the longitudinal direction. In addition, the span length 1
The diameter d corresponds to the diameter of the shaft of the developing sleeve 3 at the distance between the two fixed bearings.
I do. The longitudinal elastic coefficient E is determined by the material of the shaft of the developing sleeve 3 and is used in this embodiment.
E = 21000kgf / mm^TwoBecomes And the external force P is the rotational force
F_FiveHorizontal component F of_5XIs equivalent to In this embodiment, a = 20 mm, l = 280 mm, and d = 8 mm.
The dashed line in FIG. 8 indicates that these values are substituted into the above equation (1) to obtain the horizontal component of each rotational force.
F_FiveHorizontal component δ of deflection corresponding to_XIs shown. The solid line in FIG.
When θ shown in FIG. 9 is not 0 °, that is, in the embodiment of the present invention,
Deflection δ calculated from nip width by measuring nip width_XIs shown.   As can be seen from FIG. 8, the value calculated from the nip width and the bending formula (1) are used.
Values almost match. Further, the normal force F shown in FIG._TwoAnd frictional force F₁Development by
Maximum bending amount of sleeve 3 and press contact force F_ThreeAnd frictional force F_FourOf the developing sleeve 3
Using the mechanical model to determine the maximum amount of bending deflection, the bending force
F_FiveHorizontal component F of_5XΔ of the developing sleeve shaft due to_XPressure force F_Three
And frictional force F_FourThe maximum amount of bending of the developing sleeve 3 due to the vertical drag F_TwoAnd frictional force F
₁The maximum amount of bending of the developing sleeve 3 caused by the above is sufficiently small, and is calculated from the nip width.
It does not match even when compared with the warped scene.   For this reason, the reason why the developing sleeve 3 is not in contact with the electrostatic latent carrier 4 is that
Rotational force F received by the bevel gear 7_FiveHorizontal component F of_5XOf the axis of the developing sleeve 3
Horizontal deflection δ_XIt turns out that it depends.   The amount of deflection δ of the axis of the developing sleeve 3 in the horizontal direction._XIs given by the above equation (1). P = F_5X= F_Fivesinθ Substituting δ_X= F_Fivesinθ ・ al^Two/ 16EI   = F_Fivesinθ ・ al^Two/ 16E (πd^Four/ 64)   = 64al^TwoF_Fivesinθ / 16πEd^Four・・・・・・ (2) Becomes   From this equation (2), to reduce the amount of deflection, it is necessary to reduce the arm length a and the span length.
1 by increasing the diameter d, increasing the diameter d, and changing the position of the intermediate gear 8._FiveIn the direction of
It is conceivable to make a change (decrease θ). Also, the larger the longitudinal elastic modulus E, the better.
Although it is clear that the developing sleeve shaft made of iron-based material is
Therefore, it is difficult to increase the value of E. Also, the rotational force F_FiveIs
Since it is a force that gives rotation to the developing sleeve 3, the minimum value is determined and freely
Can't choose.   Here, as described above, the amount of deflection δ in the horizontal direction that is allowable from the printing result_X12μ
m, so that δ_XIs substituted into the above equation (2),
δ_X= 64al^TwoF_Fivesinθ / 16πEd^Four≦ 12 × 10^-3   = 1.273al^TwoF_Fivesinθ / Ed^Two≦ 12 × 10^-3・・・・・・ (3) Becomes   It is preferable to improve the above various dimensions so as to satisfy the expression (3). That is, of the arm
It is appropriate to reduce the length a, reduce the span length l, and increase the diameter d. Developing sleeve 3
The shaft is generally made of an iron-based material, so E = 21000 kgf / mm^TwoBecomes Ma
The arm length a is the rotational force F_FiveDue to the mounting structure of gears etc. that receive
Due to the difficulty, there is a restriction that the arm length a ≧ 2. From this, the reduced value a =
2 and the horizontal component F of the span length l, diameter d, and rotational force_FiveFind the relational expression with sinθ
Then 1.273al^TwoF_Fivesinθ / Ed^Four≦ 12 × 10^-3 al^TwoF_Fivesinθ / Ed^Four≤9.427 × 10^-3・・・・・・ (4) 2l^TwoF_Fivesinθ / Ed^Four≤9.427 × 10^-3 l_TwoF_Fivesinθ / Ed^Four≤4.714 × 10^-3・・・・・・ (5) l^TwoF_Fivesinθ / d^Four・ 21000 ≦ 4.714 × 10^-3 l^TwoF_Fivesinθ / d^Four≤99 F_Fivesinθ (l / d^Two)^Two≦ 99 ・・・・・・ (6) And the shaft diameter d of the developing sleeve 3 and the developing sleeve so as to satisfy the expression (6).
Determining the distance between the two bearings fixing the leave 3 can reduce the amount of deflection.
It becomes possible.   Next, the rotational force F is changed by changing the position of the intermediate gear 8._FiveDirection to reduce the amount of deflection
In this case, l = 280 mm, a = 20 mm, d = 8 mm, F_Five= 1.4kg weight
Therefore, when these values are substituted into the above equation (2), δ_X= 64al^TwoF_Fivesinθ / 16πEd^Four   = 64 x 20 x 280^Two× 1.4 sin θ / 16 × π × 21000 × 8^Four   = 32.5 × 10^-3sinθ (7) Becomes Δ in the direction in which the developing sleeve 3 escapes from the electrostatic latent image carrier 4_XIs the print result
Must be 12 μm or less, 12 × 10^-3≧ 32.5 × 10^-3sinθ sinθ ≦ 0.37 θ ≦ 21.8 ° ≒ 20 ° (8) According to equation (8), when the angle θ is between 20 ° and 160 ° (180 ° -20 °), δ_XIs 12μ
m or more. Therefore, the angle θ is in the range between 0 to 20 ° and 160 ° to 360 °
So that the rotational force F_FiveTo the developing sleeve gear 7.   That is, considering the angle α, α = 90 ° + θ, so that 0 ° to 110 ° and 250 ° −3
Between 60 °.   Also, since the allowable nip width is about 1.7 mm, the nip width should be 2 mm or more.
Contacting the developing sleeve 3 with the electrostatic latent image carrier 4 allows
Can be greatly increased. That is, the range satisfying the angle θ is widened. Only
When the contact amount is increased so as to increase the nip width, the vertical drag shown in FIG.
F_TwoIncreases. As a result, the frictional force F₁Increases and the rotational force F_FiveThe horizontal component of
F_5XIncrease. This horizontal component F_5XIncrease in nip width due to increase in bending
In fact, it is almost impossible because it is larger than the contact amount. The developing sleeve 3
Low rotational force F by lowering the rubber hardness of₁Nip width can be taken with
But the limit of rubber hardness that can be manufactured as a conductive rubber roller is 20 ° to 30 °
Therefore, this is almost impossible.   It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, but based on the gist of the present invention.
Therefore, various modifications are possible, and these are not excluded from the scope of the present invention. (The invention's effect)   As described above, according to the present invention, the developing device carries the electrostatic latent image.
An electrostatic latent image carrier, which is disposed in contact with the electrostatic latent image carrier, and
The bearing is fixed to the electrostatic latent image carrier by two bearings maintained at a predetermined distance.
At the end of the bearing, which is separated from the bearing by a predetermined gap, by rotating force.
A rotatable developing sleeve for conveying the charged toner to the developing area
Is disposed in contact with the surface of the developing sleeve on the upstream side of the developing area, and
A regulating member for regulating the supply amount of the developer, and a developing screw provided upstream of the regulating member,
And a toner supply unit for supplying toner to the surface of the drive.   Then, the direction of the rotational force applied to the developing sleeve and the rotation of the electrostatic latent image carrier are determined.
The angle formed by the line connecting the rotation center and the rotation center of the developing sleeve is 0 to 110, 250 to 360.
Set within the range of [°].   In this case, the development sleep is maintained at a predetermined distance from the electrostatic latent image carrier during printing.
It is rotatably fixed by the bearing, and the rotation direction of the developing sleeve is
Since it is specified, the bearing of the developing sleeve is
When a rotational force is applied to the end side separated by a predetermined gap, the development with the bearing as a fulcrum
Component of the amount of deflection in the direction in which the center of the sleeve in the longitudinal direction escapes from the electrostatic latent image carrier
Becomes smaller.   Therefore, the contact amount at the end of the developing sleeve is kept constant, and
Since the vicinity of the center in the longitudinal direction is prevented from coming into contact with the electrostatic latent image carrier,
Printing can be performed at a uniform density over the entire width of the printing paper, and printing quality can be improved.
Can be prevented from decreasing.   Further, the pressure that can be applied to the regulating member can be increased.   In another developing device of the present invention, the shaft diameter of the developing sleeve is d (mm).
], The distance between the two bearings supporting the developing sleeve is l [mm], and the electrostatic latent
Development three in the direction connecting the rotation center of the image carrier and the rotation center of the developing sleeve
When the component of the force applied to the shaft of the valve is Px [kg weight], Px (l / d^Two)^Two≤100 Make a relationship.   In this case, the amount of bending of the shaft when the shaft of the developing sleeve is made of an iron-based material is reduced.
Not only can lower the cost of the developing device,
Workability can be improved.

【図面の簡単な説明】第１図は本発明の実施例を示す現像装置の断面図、第２図は現像スリーブと静
電潜像担持体の当接量とニップ幅の関係図、第３図は現像スリーブに加わる力を
示す図、第４図は角度αと印字濃度の関係図、第５図は角度αと記録紙の全面に
おける印字の均一性の関係図、第６図は駆動方法による現像スリーブ軸に加わる
方向を示す図、第６図（Ａ）は本実施例で用いたギヤによる駆動方法における力
の方向を示す図、第６図（Ｂ）はベルトによる駆動方法における力の方向を示す
図、第７図は回転力による撓み量を近似する力学的モデル図、第８図は回転力と
撓み量の関係図、第９図は現像装置のギヤ配設図、第１０図は従来の現像装置の
断面図である。１、２１・・・トナー供給部、２、２８・・・規制部材、３、２２・・・現像スリーブ、４、２７・・・静電潜像担持体、６・・・・・・トナー、７・・・・・・現像スリーブギヤ、８、３２・・・中間ギヤ。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a sectional view of a developing device showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a contact amount between a developing sleeve and an electrostatic latent image carrier and a nip width, and FIG. FIG. 4 is a diagram showing the force applied to the developing sleeve, FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the angle α and the print density, FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the angle α and the uniformity of printing over the entire surface of the recording paper, and FIG. FIG. 6A is a diagram showing the direction of the force applied by the gear used in the present embodiment, and FIG. 6B is a diagram showing the direction of the force in the belt driving method. FIG. 7 is a mechanical model diagram for approximating the amount of bending due to rotational force, FIG. 8 is a diagram showing the relationship between rotational force and amount of bending, FIG. 9 is a gear arrangement diagram of the developing device, and FIG. Is a sectional view of a conventional developing device. 1, 21: toner supply unit, 2, 28: regulating member, 3, 22: developing sleeve, 4, 27: electrostatic latent image carrier, 6: toner, 7 ... developing sleeve gear, 8, 32 ... intermediate gear.

Claims

Claims: (1) (a) an electrostatic latent image carrier that carries an electrostatic latent image; and (b) an electrostatic latent image carrier that is disposed in contact with the electrostatic latent image carrier, and The electrostatic latent image carrier is rotatably fixed by two bearings maintained at a predetermined interval, and is rotated by receiving a rotational force at an end side separated by a predetermined gap from the bearing, and is charged. (C) a regulating member disposed in contact with the surface of the developing sleeve on the upstream side of the developing region to regulate the toner supply amount; d) a toner supply unit disposed upstream of the regulating member for supplying toner to the surface of the developing sleeve, and (e) the direction of the rotational force applied to the developing sleeve, Line connecting the rotation center of the body and the rotation center of the developing sleeve DOO angle there is, 0~110,250~360 [°]
A developing device set in the range of: (2) (a) an electrostatic latent image carrier that carries an electrostatic latent image; and (b) an electrostatic latent image carrier that is disposed in contact with the electrostatic latent image carrier and that is provided during printing. And two bearings maintained at a predetermined interval so as to be freely rotatable, and rotated by receiving a rotational force at an end side separated by a predetermined gap from the bearing to transfer the charged toner to the developing area. (C) a regulating member disposed in contact with the surface of the developing sleeve on the upstream side of the developing area to regulate a toner supply amount; and (d) a regulating member for regulating the toner supply amount. And (e) a direction of a rotational force applied to the developing sleeve, a rotation center of the electrostatic latent image carrier, and a developing device. The angle between the line connecting the rotation center of the sleeve and the line 110,250-360 [°]
(F) The shaft diameter of the developing sleeve is d [mm], the distance between two bearings supporting the developing sleeve is l [mm], and the electrostatic latent image carrier is When the component of the force applied to the axis of the developing sleeve in the direction connecting the rotation center and the rotation center of the developing sleeve is Px [kg weight], the relationship is Px (l / d ² ) ² ≦ 100. Developing device.