JPH0980916A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】現像ローラの振れをごく小さくするよう管理す
ることなく、連れ回りの発生、現像ギャップの変動を小
さくし、画像濃度ピッチムラの発生を防止することがで
きる現像装置を提供する。 【解決手段】潜像担持対体の移動方向に沿って２本の並
列に配置された磁気ブラシ形成用現像ローラを備えた現
像装置において、各現像ローラの周方向における特異点
の相対的位相差を設定した。また、各現像ローラの揺れ
のピーク点の相対的位相差を設定してもよく、さらには
各現像ローラの揺れのピーク点の相対的位相差を”０”
とするか、若しくは各現像ローラの揺れのピーク点の相
対的位相差を、Ｉ：潜像担持体上の現像領域間の距離、
Ｖｓ：現像ローラ線速、Ｖｐ：潜像担持体上線速、ｒ：
現像ローラ半径とした場合に、（Ｉ×Ｖｓ／Ｖｐ）／
（２πｒ）×３６０゜−１８０゜に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は二成分現像剤を用い
る現像装置に関し、特にＰＰＣ、ＰＦＦ或いはレーザー
プリンタ等の画像形成装置に用いられる現像装置の構成
に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真複写機やプリンタ等の画像形成
装置に用いられる現像装置においては、磁性キャリアと
磁性或いは非磁性トナーを混合した二成分現像剤を用い
るものがあり、この場合、撹拌混合されて互いに逆極性
の摩擦帯電を施された現像剤が現像ローラに向け供給さ
れるようになっている。このような二成分現像剤を用い
た画像形成装置は、現像剤の供給量が不安定になると、
画像濃度のピッチムラ、特に黒ベタやハーフトーン等の
ソリッド部において横縞状のムラが発生しやすいという
問題点があった。この問題点を解決するために従来開示
された技術としては、特開平５−３４６７３７号公報が
あり、これは図６に示すように、潜像担持体である感光
体ドラム２の移動方向に沿って複数並列された磁気ブラ
シ形成用の第１及び第２の現像ローラ５、６を備えた現
像装置１において、現像ローラ５、６同士が最も接近し
ている位置で、同現像ローラ５、６の少なくとも一方の
内部に設けられている磁石の極性を同現像ローラの移動
方向における上流側と下流側とで同極に設定したもので
ある。すなわち、現像ローラ５と６とが最も接近してい
る部分において、現像ローラ５の内部に設けた磁石（Ｐ
１２とＰ１３）の極性を互いにＳ極とすることにより、
図示を省略したパドルホイールにより撹拌供給された現
像剤が反発磁界により現像ローラ５と６との間に進入す
るのを阻み、現像ローラ６上に現像剤を安定して供給
し、画像濃度のムラや感光体の付加変動などを招くこと
がない現像装置を実現している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の技術においても、現像ローラを２本以上
用いる現像装置では現像ローラの振れが発生し、図７に
示すように第１現像ローラ５、第２現像ローラ６の間隔
が適正な場合には確実に第２現像ローラ６に現像剤が供
給されるが、各現像ローラの回転に伴って、図８に示す
ように第１現像ローラ５と第２現像ローラ６との間隔が
広くなった際には現像剤の上連れ回りが発生しやすく、
第２現像ローラ上の現像剤量が変動し、現像能力の周期
的な変動をきたす。そのため、現像ローラ１周に相当す
る画像濃度ピッチムラが発生するという問題点がある。
また、現像ローラの本数に拘わらず、現像ローラの振れ
は現像ギャップの変動もきたす。すなわち、現像ローラ
の振れが発生すると、図９に示すように感光体ドラム２
と第１、第２現像ローラとの現像ギャップが適正な状態
から、図１０に示すように各現像ローラ５、６と感光体
ドラム２との現像ギャップが現像ローラの回転に伴って
拡大し、現像ローラ１周に相当する画像濃度ピッチムラ
が発生するという問題点もある。

【０００４】これらの問題点は、現像ローラの振れをご
く小さくするよう現像ローラの製造工程を管理する方法
が取られてきたが、現像ローラの歩留まりが低下し、コ
スト高を招く原因となっていた。本発明は、上述したよ
うな従来の問題点を除去するためになされたものであっ
て、現像ローラの振れをごく小さくするよう管理するこ
となく、連れ回りの発生、現像ギャップの変動を小さく
し、画像濃度ピッチムラの発生を防止することができる
現像装置を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、本発明にかかる現像装置の第一の手段は、潜像担持
対体の移動方向に沿って２本の並列に配置された磁気ブ
ラシ形成用現像ローラを備えた現像装置において、各現
像ローラの周方向における特異点の相対的位相差を設定
したことを特徴とする。本発明にかかる現像装置の第二
の手段は、前記第一の手段において、各現像ローラの揺
れのピーク点の相対的位相差を設定したことを特徴とす
る。本発明にかかる現像装置の第三の手段は、前記第二
の手段において、各現像ローラの揺れのピーク点の相対
的位相差を”０”に設定したことを特徴とする。本発明
にかかる現像装置の第四の手段は、前記第二の手段にお
いて、各現像ローラの揺れのピーク点の相対的位相差
を、ｌ（エル）：潜像担持体上の現像領域間の距離、Ｖ
ｓ：現像ローラ線速、Ｖｐ：潜像担持体上線速、ｒ：現
像ローラ半径とした場合に、（ｌ×Ｖｓ／Ｖｐ）／（２
πｒ）×３６０゜−１８０゜に設定したことを特徴とす
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、図面に示した実施例に基づ
いて、本発明に係る現像装置を詳細に説明する。図１は
本発明に係る現像装置の全体の概略構成を示した図であ
り、現像装置１１は、現像容器１１ａとトナー補給部１
１ｂとで構成し、そのうち現像容器１１ａは、矢印で示
す方向に移動可能な潜像担持体である感光体ドラム１２
の近傍に配置され、トナー補給部１１ｂは現像容器１１
ａに搭載されている。現像容器１１ａの内部には、撹拌
ローラ１３により撹拌混合されて互いに逆極性に摩擦帯
電させられた磁性或いは非磁性のトナーと磁性キャリア
とからなる二成分系現像剤がパドルホイール１４によっ
て汲み上げられる。またトナー補給部１１ｂは、例え
ば、感光体ドラム１２に供給されるトナー濃度が低下し
た場合に、トナー補給ローラ２０の回転によりトナーを
撹拌ローラ１３に向けて繰り出すような構成となってい
る。一方、パドルホイール１４によって現像剤が汲み上
げられる位置には、感光体ドラム１２に近接させて複数
の現像ローラ１５、１６が設けられている。現像ローラ
１５、１６は、感光体ドラム１２の移動方向に沿って上
流側及び下流側に配置されており、上流に位置するもの
が第１の現像ローラ１５、下流に位置するものが第２の
現像ローラ１６とされている。

【０００７】このような構成の現像容器１１ａにおい
て、パドルホイール１４の回転時に発生する遠心力によ
って現像剤が汲み上げられ、第１現像ローラ１５に向か
って放出される。従って放出された現像剤の一部は、図
中矢印Ａ１で示すように、直接、第１現像ローラ１５に
供給され、該第１現像ローラ１５の表面に担持される。
また、放出される現像剤の他の一部は図中矢印Ａ２で示
すように第２現像ローラ１６に突き当たることにより跳
ね返り、第１現像ローラの表面に担持される。

【０００８】図２は本発明に係る現像装置の駆動部の構
成を示した図であり、現像装置１１は組立性、メンテナ
ンス性等を考慮して、ユニット方式とし、図示を省略し
た画像形成装置本体より向かって手前側に着脱可能とし
ている。本体奥側には現像駆動モータ３０が設けられ、
その出力軸先端には駆動ジョイント３１が固定されてい
る。被駆動ジョイント３２はパドルホイール１４の軸先
端に固定され、現像装置１１を画像形成装置本体にセッ
トした際に駆動ジョイント３１と嵌合し、現像駆動モー
タ３０の駆動力を現像装置１１側に伝達する構成となっ
ている。一方、現像装置側に設けられた被駆動ジョイン
ト３２は側面がギヤとなっており、駆動伝達用のアイド
ラギヤ３３を介して、現像ローラ１５、１６の軸先端部
に設けられた現像ローラ駆動ギヤ３４、３５に回転力を
伝達する。該現像ローラ駆動ギヤ３４、３５はそれぞれ
同歯数とし、装置のコスト低減のためには共通部品で構
成するのが好ましい。更に現像ローラ１５、１６の径も
等しく設定することで第１、第２の現像ローラは同速
度、同回転数で駆動される。

【０００９】このように構成した現像装置において、第
１、第２の現像ローラの振れを特に厳しく管理する必要
はないが、現像装置１１に組み付ける前に予め振れのピ
ーク点（特異点）を図３に示すように、現像ローラ上の
周方向の任意の位置にマーキングしておく。振れのピー
ク点の測定方法としては、現像ローラサブアセンブリ終
了時の検査に自動振れ測定器及び自動マーキング機等を
用いればよく、別段コストの上昇を招くものではない。
現像装置に現像ローラを組み付けたのみでは、現像ロー
ラは独立して回転可能であるので、現像ローラを組み付
ける際に、各現像ローラ１５、１６の振れのピーク点、
すなわち、マーキングが施された点（特異点）の相対的
位相差を所定値に設定しつつ現像ローラ駆動ギヤ３４、
３５を取り付け、該現像ローラ駆動ギヤ３４、３５は同
歯数でアイドラギヤ３３を介して噛み合っているため、
各現像ローラの相対的位相差は常に一定となる。

【００１０】次に、相対的位相差の設定について説明す
る。図４（ａ）、（ｂ）は第１の現像ローラ１５の振れ
のピーク点１５ａと第２の現像ローラ１６の振れのピー
ク点１６ａとの相対的位相差が”０”となるような位置
関係で、現像ローラ駆動ギヤ（図示せず）を取り付け、
固定した状態を示し、このように相対的位相差を０とす
ることにより、現像ローラ１５、１６が回転した場合で
あっても、第１現像ローラと第２現像ローラとの間隙Ｇ
はほぼ一定であり、現像剤の連れ回りが発生せず、画像
濃度ピッチムラの発生を防止することができる。

【００１１】次に感光体ドラムと現像ローラとの間隙の
変化による画像濃度ピッチムラの発生の防止について説
明する。図５（ａ）は感光体ドラムと現像ローラとの間
隙の変化による画像濃度ピッチムラを防止するために、
現像ローラ１５、１６の振れのピーク点を設定した場合
の現像ローラ１５、１６及び感光体ドラム１２との位置
関係を示す図である。

【００１２】同図に示すように、感光体ドラム（潜像担
持体）１２の現像領域間の距離をｌ、現像ローラの線速
をＶｓ、感光体ドラム（潜像担持体）の上線速をＶｐ、
現像ローラ１５、１６のローラ半径をｒとした場合に、
各現像ローラの振れのピーク点の相対的位相差を、（ｌ
×Ｖｓ／Ｖｐ）／（２πｒ）×３６０゜−１８０゜に設
定し、現像ローラ駆動ギヤ３４、３５を組み付ける。な
お、現像ローラ１５、１６の線速Ｖｓと感光体ドラム１
２の線速Ｖｐとの比である線速比（Ｖｓ／Ｖｐ）を２と
して説明する。図５（ａ）に示すように、例えば、時間
ｔ＝０において、第１の現像ローラ１５の振れのピーク
点が第１の現像領域Ａ０に位置し、その際のドラム上の
点をＰ０とすると、このときの第２の現像ローラ１６の
振れのピーク点はＢ０に位置する。したがって、第１の
現像領域の現像ギャップは、第１現像ローラ１５の振れ
のピーク点が位置しているために最も小さく、現像能力
は最大となる。

【００１３】次に、感光体ドラム１２上の点Ｐ０がＰ１
に到達した時間をｔ＝１とすると、この間にドラムは距
離ｌだけ進むが、第１現像ローラ１５及び第２現像ロー
ラ１６は２ｌすすみ、第２の現像ローラの振れのピーク
点はＢ１の位置に達する。すなわち、第１現像ローラ１
５の振れのピーク点で現像された感光体ドラム上のポイ
ントは、第２現像ローラ１６の振れのピーク点とは１８
０゜異なる第２現像ローラの点で現像されるため、第２
の現像領域の現像ギャップは最大となり現像能力が最小
となる。したがって、第１の現像ローラ１５及び第２の
現像ローラ１６の振れのピーク点を上述したように設定
することにより、現像ローラと感光体ドラムとの現像ギ
ャップの変動による現像能力の変動は相殺され、画像濃
度ピッチムラの発生を防止することができる。

【００１４】なお、現像ローラを駆動するギヤの歯数は
整数であるため、第１及び第２現像ローラの相対的位相
差は上述した値に正確に一致しない場合もある。しかし
ながら、現像ローラと感光体ドラムとの現像ギャップの
変動による現像能力の変動を相殺するという目的のため
には、前記相対的位相差は必ずしも上記設定式を満足す
る値に正確に一致する必要はなく、概ね一致させれば所
期の目的を達成することができる。その際、相対的位相
差のずれは実験の結果、３０゜以内であることが望まし
いことが判明した。また、上記実施例においては駆動伝
達手段としてギヤを用いた例を挙げて説明しているが、
これに限定するものではなく、タイミングベルト、平ベ
ルト、丸ベルト等の駆動伝達手段でも同様の構成で目的
を達成することができる。但し、相対的位相差のずれの
発生を考慮すると、歯形を有しているタイミングベルト
が好ましい。

【００１５】

【発明の効果】上述したように本発明の第一の手段によ
れば、各現像ローラの振れのピーク点の位相差を”０”
に設定したので、各現像ローラの間隔は回転時において
もほぼ一定となり、現像ローラの振れをごく小さくなる
よう現像ローラの製造を管理する必要がなく、現像剤の
連れ回りの発生、画像濃度ピッチムラの発生を防止する
ことができる。また、本発明の第二の手段によれば、各
現像ローラの振れのピーク点の位相差を所定の値に設定
することにより、現像ローラと感光体ドラムとの現像ギ
ャップの変動を相殺することができるので、現像ローラ
の振れをごく小さくなるよう現像ローラの製造を管理す
る必要がなく、画像濃度ピッチムラの発生を防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る現像装置の全体の概略構成を示し
た図。

【図２】本発明に係る現像装置の駆動部の構成を示した
図。

【図３】現像ローラに施したマーキングの一例を示す
図。

【図４】（ａ）及び（ｂ）は第１及び第２現像ローラの
ピーク点の相対的位相差を０に設定した状態を示す図。

【図５】（ａ）及び（ｂ）は現像ローラと感光体ドラム
との間隙の変化による画像濃度ピッチムラを防止するた
めの現像ローラと感光体ドラムとの位置関係を示す図。

【図６】従来用いられていた現像装置の構成を示す図。

【図７】従来の現像装置の問題点を説明するための図。

【図８】従来の現像装置の問題点を説明するための図。

【図９】従来の現像装置の問題点を説明するための図。

【図１０】従来の現像装置の問題点を説明するための
図。

【符号の説明】

１１…現像装置、 １２…感光体ドラム、１３…撹拌
ローラ、 １４…パドルホイール、１５…第１現像ロ
ーラ、 １６…第２現像ローラ、１５ａ、１６ａ…振
れのピーク点（特異点）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 潜像担持対体の移動方向に沿って２本の
   並列に配置された磁気ブラシ形成用現像ローラを備えた
   現像装置において、 各現像ローラの周方向における特異点の相対的位相差を
   設定したことを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 各現像ローラの揺れのピーク点の相対的
   位相差を設定したことを特徴とする請求項１記載の現像
   装置。
3. 【請求項３】 各現像ローラの揺れのピーク点の相対的
   位相差を”０”に設定したことを特徴とする請求項２記
   載の現像装置。
4. 【請求項４】 各現像ローラの揺れのピーク点の相対的
   位相差を、ｌ：潜像担持体上の現像領域間の距離、Ｖ
   ｓ：現像ローラ線速、Ｖｐ：潜像担持体上線速、ｒ：現
   像ローラ半径とした場合に、 （ｌ×Ｖｓ／Ｖｐ）／（２πｒ）×３６０゜−１８０゜ に設定したことを特徴とする請求項２記載の現像装置。