JPH0453984A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、静電式複写機やレーザービームプリンタ等の
、いわゆるカールソンプロセスを応用した画像形成装置
に関するものである。

〈従来の技術〉 近時、ベタ画像と、写真等の中間調の多い画像および文
字等のライン画像という、全く異なった画像を、何れも
良好に再現できる画像形成装置に対する要望が高まりつ
つある。

ベタ画像を良好に再現した場合には、白黒の濃淡が明確
になる反面、中間調がでにくくなり、ライン画像は文字
の太りを生じてしまう。

逆に、中間調の多い画像およびライン画像を良好に再現
した場合には、階調性やエッヂ効果に富む反面、白黒の
濃淡がはっきりしないという相反する画質となる。

上記相反する画質の画像を、共に良好に再現するために
は、感光体ドラムの表面に形成された静電潜像にトナー
を静電付着させて顕像化する際の、トナーの付着条件（
現像パラメータ）を変更すれば良いことが知られている
。

例えば、第５図に示すように、感光体ドラム９０の表面
に形成された静電潜像に、現像スリーブ９１によってト
ナーを静電付着する現像器９３を備えた画像形成装置に
おいては、以下の各パラメータを変更することが考えら
れる。

（１）現像スリーブ９１を、同図中に黒矢印で示すよう
に、当該現像スリーブ９１および感光体ドラム９０の軸
心間を結ぶ、二点鎖線で示す直線と平行方向に移動させ
て、両者の、相対向する表面間の距離（以下ｒＤ−３間
距離」という）αを変化させる。このＤ−５間距離αが
小さいほど、画像は、ベタ画像に適した、濃淡の差が明
確な画質となり、Ｄ−３間距離ａが大きいほど、画像は
、中間調やライン画像に適した、原稿に忠実な階調性に
富む画質となる。

■　現像スリーブ９１の表面に現像剤を保持させるため
、当該現像スリーブ９１内に配置された複数の磁極Ｎｌ
、Ｓｌ・・・のうち、感光体ドラム９０に対向する、ト
ナーの静電付着に係わる磁極（以下「主極」という）Ｎ
ｌの位置を、同図中に白矢印で示すようにずらして、こ
の主極Ｎ１の磁束のピークの方向（同図中に一点鎖線の
矢印で示す）と、現像スリーブ９１および感光体ドラム
９０の軸心間を結ぶ直線との角度（以下「主極角」とい
う）θを変化させる。二〇主極角θが小さいほど、画像
は、ベタ画像に適した、濃淡の差が明確な画質となり、
主極角θが大きいほど、画像は、中間調やライン画像に
適した、原稿に忠実な階調性に富む画質となる。

Ｃ３）　　現像スリーブ９１による現像剤の保持量を規
制するため、当該現像スリーブ９１の近傍に配置された
穂切板９２の、現像スリーブ９１がらの距離を変化させ
て、現像スリーブ９１による現像剤の保持量を変化させ
る。

また、上記各パラメータは、それぞれ単独で変化させて
も良いが、より効果的に画質を変化させるためには、２
種以上のパラメータを複合的に変化させることが好まし
い。

なお、上記図中において、−点鎖線の曲線は、各磁極Ｎ
ｌ、Ｓｌ・・・の磁力分布を示している。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところが、上記各パラメータのうち、（１）のＤ−５間
距離、および（３）の穂切板９２の距離を変化させる場
合には、現像スリーブ９１または穂切板９２の僅かな移
動が、画質に大きく影響するため、複雑で精密な移動機
構が必要となる。また、特にａの穂切板９２の距離を変
化させる場合には、現像器９３内に移動機構を設けなけ
ればならず、スペース的に無理がある。さらに、上記穂
切板９２は、現像スリーブの全幅以上の長さがあるため
、僅かでも撓んだり歪んだりした場合には、画質にムラ
を生じ、形成画像の全幅に渡って均一な画質を得ること
ができなくなるという問題もある。

一方、■の主極角θを変化させる場合に、主極Ｎ１の位
置をずらすためには、この主極Ｎ１との相互作用によっ
て、現像スリーブ９１の表面に現像剤を保持している他
の磁極Ｓｌ、Ｎ２・・・の位置をもずらさねばならず、
例えば磁極ｓ２による現像剤の汲み上げ位置や、磁極Ｓ
３による現像剤の放出位置等かすれて、現像器内におけ
る現像剤の循環条件か変化してしまい、現像剤の滞留や
、現像器下部からの現像剤の飛散等を生じて、形成画像
に、トナー飛散やカブリ等の画像不良を生じる原因とな
る。

さらに、２種以上のパラメータを複合的に変化させるた
めには、それぞれのパラメータに対応した複数の駆動機
構が必要となり、狭いスペースに詰め込まれた現像器の
周辺がさらに複雑化し、故障の増加、コストアップ等を
引き起こすという問題がある。

本発明は、以上の事情に鑑みてなされたしのであって、
より簡単な機構で、しかも、画質にムラを生じるおそれ
のある、穂切板の距離以外の２種のパラメータを複合的
に変化させることができると共に、それぞれのパラメー
タを変化させる際の、上記の不都合を生じることなく、
画質を調整し得る画像形成装置を提供することを目的と
している。

く課題を解決するための手段〉 上記課題を解決するための、本発明の画像形成装置は、
複数の磁極を有する磁石が現像器本体に固定され、現像
器本体か、感光体ドラムと現像スリーブの軸心間を結ぶ
直線と交差する方向に直線的に移動可能に配置されてい
ると共に、上記現像器本体を移動させる移動手段を備え
ていることを特徴としている。

〈作用〉 上記構成からなる、本発明の画像形成装置においては、
現像器本体を移動手段によって、感光体ドラムと現像ス
リーブの軸心間を結ぶ直線と交差する方向に移動させる
と、感光体ドラムと現像スリーブの軸心間を結ぶ直線の
、主極に対する角度が変化して、相対的に主極角が変化
する。したがって、現像器本体に固定的に配置された磁
石の複数の磁極の、現像器本体に対する相対位置を変化
させることなく、主極角を変化させることができる。

また、上記のように直線的に移動する現像器本体の現像
スリーブの軸心と、１点に固定された感光体ドラムの軸
心とは、点と、この点の近傍を通る直線との関係に相当
するので、感光体ドラムと現像スリーブの軸心間の距離
は、現像器本体の移動に伴って変化し、結果としてＤ−
Ｓ間距離が変化する。

さらに、上記Ｄ−Ｓ間距離の変化量は、感光体ドラムと
現像スリーブの軸心間を結ぶ直線の初期方向と、現像器
本体の移動方向との交差角度が大きいほど、その交差角
度に比例して、現像器本体の移動量よりも小さくなるの
で、Ｄ−８間距離の微妙な調整が可能となる。

〈実施例〉 以下に、本発明の画像形成装置の一実施例としての静電
式複写機を示す図面を参照しつつ説明する。

第２図に示すように、この実施例の静電式複写機は、複
写機本体１内に、原稿を露光走査して、原稿像に応じた
静電潜像を感光体ドラム２の表面に形成する光学系３と
、上記静電潜像をトナー像に顕像化する現像器４と、顕
像化したトナー像を用紙Ｐの表面に転写する転写器５と
、給紙カセット１１または手差し給紙部１２から送出し
た用紙Ｐを、上記転写機５および定着器６を経由させて
排紙トレイ１３上に排出する用紙搬送部７とを有してい
る。

現像器４は、第３図（ａｔ山）に示すように、現像剤を
収容する現像器本体４１と、この現像器本体４１内に回
転自在に配置された、静電潜像にトナーを静電付着させ
るための円筒状の現像スリーブ４２と、この現像スリー
ブ４２内に配置された、現像スリーブ４２の表面に現像
剤を保持させるための複数の磁極Ｎｌ、Ｓｌ・・・を有
する磁石４３とを備えている。また、上記現像器本体４
１の、現像スリーブ４２の後方には、現像剤を攪拌する
ための攪拌手段４４が配置され、この攪拌手段４４の上
方には、トナーを補給するためのトナーホッパ８が着脱
自在に装着されている。さらに、上記現像スリーブ４２
の上方には、穂切板４５とガイド板４６とが設けられて
いる。穂切板４５は、現像スリーブ４２の周囲に保持さ
れる現像剤の層厚さ（磁気ブラシの高さ）を規制するた
めに使用されると共に、現像剤の透磁率を測定してトナ
ー濃度を検知するためのセンサＳの支持具を兼ねている
。

ガイド板４６は、上記センサＳを通過した現像剤を攪拌
手段４４に導くために設けられている。

現像器本体４１は、第１図（田山）に示すように、現像
スリーブ４２と同軸に設けられた支軸４７を、複写機本
体ｌの現像器受け１４に形成された、はぼ垂直方向にの
びる軸受溝１４ａに、上下動自在に嵌合することで、第
４図（田に示すように、感光体ドラム２と現像スリーブ
４２の軸心間を結ぶ直線の初期方向（同図中の下側の二
点鎖線）と角度θ４で交差する方向に移動可能に支持さ
れている。

また、上記現像器本体４１の底面には、当該現像器本体
４１を、上記特定方向に移動させるための移動手段Ｔの
偏心カムＴ１が当接している。移動手段Ｔは、上記偏心
カムＴ１と、この偏心カムＴ１の偏心軸Ｔ２に取り付け
られたギヤＴ３と、このギヤＴ３と噛み合うギヤＴ４と
、ギヤＴ４を回転させるステッピングモータＴ５とを備
えている。

また、上記現像器受け１４には、感光体ドラム２の外周
面に当接するドラム受け１４ｂが固定されており、感光
体ドラム２の支持具を兼ねている。

上記構成からなる、この実施例の画像形成装置において
は、第１図（ａｌ山）および第３図（ａｌに示す、現像
器本体４１が最も下に位置する状態から、ステッピング
モータＴ５を駆動すると、偏心カムＴ１の回転により、
現像器本体４１が、軸受溝１４８に沿って、第３図（ｂ
＋に示す最も上の位置まで上昇する。また、この状態か
らさらに偏心カムＴ１を回転させると、上記現像器本体
４１は、軸受溝１４ａに沿って、第３図（田に示す元の
位置まで下降する。

第４図（ａ）は、上記機構によって現像器本体４１を上
昇させた際の、主極角およびＤ−Ｓ間距離の変化の情況
を示している。

すなわち、上記現像器本体４１の上昇により、現像スリ
ーブ４２の中心をＰｌからＰ２まで直線的に上昇させる
と、二点鎖線で示す、現像スリーブ４２および感光体ド
ラム２の軸心間を結ぶ直線の傾斜が変化する。一方、−
点鎖線の矢印で示すように、主極Ｎ１の磁束のピークの
方向は、磁石４３が現像器本体４１に固定されているた
め、常に一定であり、相対的に主極角がθ１からθ２に
拡がる。

したかって、現像器本体４１内における現像剤の循環条
件を変化させることなく、主極角を変化させることがで
きる。

また、上記現像器本体４１の直線的な上昇により、現像
スリーブ４２の中心は、感光体ドラム２の軸心から離れ
る方向に移動するので、Ｄ−５間距離は、α１からα２
に拡がる。

上記Ｄ−３間距離の変化を、点と、この点の近傍を通る
直線との関係を示す第４図中）を用いて説明する。

図において、Ｄ−５間距離α、は、下記式により算出さ
れる。

γ α　１　　ｍ Ｃｏ５　　θ３ また、Ｄ−３間距離α２は、下記式により算出される。

γ 上記角θ３および角（θ、＋０２−θｌ）は何れも９０
＠以下であるので、 Ｃｏｓθ３＞Ｃｏｓ　（θ、十θ２−θ、）となり、結
果としてα２〉α１となる。

以上のように、この実施例では、現像器本体４１を、感
光体ドラム２と現像スリーブ４２の軸心間を結ぶ直線の
初期方向（第４図（ａｌにおける下側の二点鎖線の方向
）と、交差角度θ４で交差する方向に沿って直線的に上
昇させると、主極角が大きくなると共に、Ｄ−Ｓ間距離
が大きくなり、逆に、現像器本体４１を上記方向に沿っ
て直線的に下降させると、主極角が小さくなると共に、
Ｄ−８間距離が小さくなる。したがって、１組の移動手
段Ｔによって、現像器本体４１を直線移動させるだけで
、２つのパラメータを同時に変化させることができるも
のとなる。また、前述したように、主極角が大きいほど
、画像は中間調やライン画像に適した、原稿に忠実な階
調性に富む画質となるが、画像濃度は低下する傾向にあ
り、Ｄ−５間距離か大きいほど、画像は階調性に富む画
質となるが、画像濃度は低下する傾向にあるので、この
実施例では、現像器本体４１の移動に伴う主極角の増減
と、Ｄ−Ｓ間距離の増減の２つのパラメータが相乗効果
を発揮して、形成画像の画質をより効果的に変化させる
ことが可能となる。

さらに、上記実施例では、感光体ドラム２と現像スリー
ブ４２の軸心間を結ぶ直線の初期方向（第４図（ａｌに
おける下側の二点鎖線の方向）に対する、現像器本体４
１の移動方向の交差角度θ４に比例して、Ｄ−３間距離
の増加量α２−α１が、現像器本体の移動量βよりも小
さくなるので、Ｄ−Ｓ間距離の微妙な調整が可能となる
。

なお、上記実施例では、前述したように、主極角の増減
と、Ｄ−３間距離の増減の２つのパラメータが相乗効果
を発揮するように、現像器本体４１の移動方向の、感光
体ドラムと現像スリーブの軸心間を結ぶ直線に対する交
差角度θ４が設定されていたか、交差角度は実施例の角
度には限定されない。例えば、上記２つのパラメータか
互いに相殺し合うように、現像器本体４１の移動方向の
交差角度を設定すれば、画質の微調整が可能となる。

図の実施例においては、現像器本体４１を移動させる移
動手段Ｔとして、偏心カムＴ１を用いたものか設けられ
ていたか、本発明では、例えばラックとピニオンの組み
合わせにより現像器本体を上下させるものや、現像器本
体をソレノイドで持ち上げるもの等積々の機構を有する
移動手段を採用することができる。

図の実施例は静電式複写機を示していたが、本発明の構
成は、レーザービームプリンタ等の、他の画像形成装置
に適用することができる。

その他、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の設計変
更を施すことができる。

〈発明の効果〉 本発明の画像形成装置は、以上のように構成されており
、現像器本体を１組の移動手段によって直線的に移動さ
せることによって、主極角とＤ−５間距離の２つのパラ
メータを同時に変化させることかできるので、より簡単
な機構で、より効果的に画質を変化させることかできる
。また、現像器本体に固定的に配置された磁石の複数の
磁極の、現像器本体に対する相対位置を変化させること
なく、主極角を変化させることかできるので、現像剤の
循環条件の変化に伴う種々の不都合を生じることなく、
主極角を変化させることができる。さらに、上記Ｄ−Ｓ
間距離の変化量は、感光体ドラムと現像スリーブの軸心
間を結ぶ直線の初期方向と、現像器本体の移動方向との
交差角度が大きいほど、その交差角度に比例して、現像
器本体の移動量よりも小さくなるので、Ｄ−５間距離の
微妙な調整が可能となる。

したがって、本発明の画像形成装置によれば、より簡単
な機構で、２種のパラメータを複合的に変化させること
ができると共に、それぞれのパラメータを変化させる際
に生じるおそれのある、種々の不都合を生じることなく
、画質を調整することかてきる。

また、本発明の画像形成装置によれば、原稿に忠実な画
質が得られるため、複写画像の再複写等の、いわゆるゼ
ネレーションコピーにおいて、劣化のない良好な画像を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（田は本発明の画像形成装置の一実施例としての
静電式複写機の要部を示す概略正面図、第１図（ｂ＋は
上記要部の側面図、第２図は上記静電式複写機の内部構
成を示す概略図、第３図（ａｌ　（ｂ）は上記実施例に
おける現像器本体の移動状態を示す断面図、第４図（ａ
ｌ山）は上記実施例におけるパラメータの変化の機構を
説明する説明図、第５図は従来例の要部を示す断面図で
ある。 ２・・・感光体、 ４１・・・現像器本体、 ４３・・・磁石、 Ｓｌ、Ｎ２．Ｓ２゜ Ｔ・・・移動手段。 ４・・・現像器、 ４２・・・現像スリーブ、 Ｎ１・・・磁極（主極）、 Ｓ３・・・磁極、 ２−・・感光体 ４・・・現像器 ４１−・・現像器本体 ４２・・・現像スリーブ Ｔ・−移動手段 ２・・・感光体 ４・・−現像器 ４１・・・現像器本体 ４２・−・現像スリーブ ４３・・・磁石 Ｎ１・・−磁極（主極） ■・・・移動手段 Ｓｌ　、Ｎ２，５２．５３・−・磁極 ２・・−感光体 ４２・−現ｆ象スリーブ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、表面に静電潜像が形成される感光体ドラムと、上記
   静電潜像をトナーによって顕像化する現像器とを備え、
   現像器は、トナーを含む現像剤を収容する現像器本体と
   、この現像器本体内に回転自在に配置された、静電潜像
   にトナーを静電付着させるための円筒状の現像スリーブ
   と、この現像スリーブ内に配置された、現像スリーブの
   表面に現像剤を保持させるための複数の磁極を有する磁
   石とを備えた画像形成装置において、上記磁石が現像器
   本体に固定され、現像器本体が、感光体ドラムと現像ス
   リーブの軸心間を結ぶ直線と交差する方向に直線的に移
   動可能に配置されていると共に、上記現像器本体を移動
   させる移動手段を備えていることを特徴とする画像形成
   装置。