JPH09204101A

JPH09204101A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH09204101A
Application number: JP8031242A
Authority: JP
Inventors: Nobuaki Date; 信顕伊達
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-01-26
Filing date: 1996-01-26
Publication date: 1997-08-05

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、突当てコロを廃止し、感光ドラム
と現像スリーブとのギャップを一定に保つことのできる
画像形成装置を提供することを目的としている。【解決手段】現像スリーブ２の軸２１ｂを支持する支
持板２１を揺動軸２１ａを中心として揺動自在に配設
し、支持板２１にコイル２２を接着して、マグネット２
３とヨーク２４によって作られる磁界により、コイル２
２を駆動自在とする。そしてギャップＧをレーザー投光
部２７及び受光部２８により検出し、検出値が一定にな
るように、コイル２２に電流を供給し、支持板２１を揺
動軸２１ａを中心に揺動させ、現像スリーブ２を支持板
２１と共に移動させて、感光ドラム１に対するギャップ
Ｇを一定に保つ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子写真装置におい
て像担持体と現像剤担持体とのギャップを一定に保つ機
構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】複写機やＬＢＰ等の電子写真装置の現像
法には、トナーとキャリアとを用いる二成分系の現像法
と、トナーのみを用いる一成分系の現像法とがある。二
成分系の現像法では像担持体たる感光ドラムと現像剤担
持体たる現像スリーブとの間に、キャリアがブラシ状に
連なり、これを介してトナーが現像スリーブから感光ド
ラムへ移動するので、感光ドラムと現像スリーブとのギ
ャップが変動しても、形成された画像への影響は少な
い。しかし、キャリアとトナーとの比率を一定に保つ必
要があること、及びキャリアの耐久性が劣る等の短所を
もつ。

【０００３】これに対し、一成分系の現像法では、現像
剤の構成が単純であり、耐久性があるという長所がある
が、キャリアによるブラシの形成はない。このため、感
光ドラムと現像スリーブとのギャップを飛び越えてトナ
ーを移動させるジャンピング現像が行われることが多
い。しかし、ジャンピング現像においては、感光ドラム
と現像スリーブとのギャップの変動をできるだけ小さく
保たなければならない。そこで、従来は、感光ドラムと
現像スリーブのギャップを保つために、現像スリーブの
両端部に突当てコロを設けて、これを感光ドラムに押当
てるという方法をとることが一般的であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例によれば、感光ドラムの偏心、凹凸に突当てコロを
完全に沿わせるためには、２ｋｇ重前後の力で現像装置
を押圧する必要があり、感光ドラムの回転負荷として、
かなり大きくなることがあった。

【０００５】その上、近年複写機のデジタル化に伴い、
感光ドラムの回転変動、いわゆるピッチムラがアナログ
複写機に比べて画像上で目立ち易くなり、感光ドラムに
押当てられる突当てコロは感光ドラムの回転時の負荷変
動の要因の一つとして、無視できないものとなってき
た。

【０００６】そこで、本発明は、突当てコロを廃止し、
感光ドラムと現像スリーブとのギャップを一定に保つこ
とのできる画像形成装置を提供することを目的としてい
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本出願に係る第１の発明
によれば、上記目的は、静電潜像を担持する像担持体
と、該像担持体に所定の間隙を有して対向するように配
設された現像剤担持体と、該現像剤担持体への現像剤の
供給を行う現像容器とを備えた画像形成装置において、
上記現像剤担持体が単独で、或は上記現像容器が上記現
像剤担持体と一体となって、上記像担持体との間隙を可
変とするように移動自在に配設されており、上記像担持
体と上記現像剤担持体との間隙を非接触検出する手段
と、上記現像剤担持体或いは上記現像剤担持体と一体と
なった上記現像容器を移動させる電磁制御手段とを有
し、上記間隙を非接触検出する手段により検出された値
が所定の範囲に入るように上記電磁制御手段により上記
現像剤担持体或は上記現像剤担持体と一体となった上記
現像容器を移動させるサーボ機構を備えたことにより達
成される。

【０００８】また、本出願に係る第２の発明によれば、
上記目的は、上記第１の発明において、非接触検出手段
がレーザー投光部と受光部とを備えていることにより達
成される。

【０００９】さらに、本出願に係る第３の発明によれ
ば、上記目的は、上記第１の発明または第２の発明にお
いて、電磁制御手段がリニアモーターであることにより
達成される。

【００１０】また、本出願に係る第４の発明によれば、
上記目的は、上記第１の発明または第２の発明におい
て、電磁制御手段がステップモーターであることにより
達成される。

【００１１】さらに、本出願に係る第５の発明によれ
ば、上記目的は、上記第１の発明ないし第４の発明のい
ずれか一において、現像剤担持体には端部シールが備え
られており、該端部シールが磁気シールであることによ
り達成される。

【００１２】また、本出願に係る第６の発明によれば、
上記目的は、上記第１の発明ないし第５の発明のいずれ
か一において、現像剤担持体を軸支する支持板と、該支
持板を揺動自在に支持する揺動軸とを備え、現像剤担持
体の軸上のギアと噛合する駆動ギアの軸を上記揺動軸と
同軸に設けたことにより達成される。

【００１３】さらに、本出願に係る第７の発明によれ
ば、上記目的は、上記第１の発明ないし第６の発明のい
ずれか一において、現像剤担持体の固有振動数の１／５
以下の周波数をサーボのゼロクロス周波数に設定したこ
とにより達成される。

【００１４】また、本出願に係る第８の発明によれば、
上記目的は、上記第１の発明ないし第６の発明のいずれ
か一において、現像容器の中の攪拌部材の固有振動数の
１／５以下の周波数をサーボのゼロクロス周波数に設定
したことにより達成される。

【００１５】つまり、本出願に係る第１の発明において
は、現像剤担持体が単独で、或は現像容器が該現像剤担
持体と一体となって、像担持体との間隙を可変とするよ
うに移動自在に配設されており、間隙を非接触検出する
手段により上記像担持体と上記現像剤担持体との間隙を
検出し、検出した値が所定の範囲に入るように上記現像
剤担持体或いは上記現像剤担持体と一体となった上記現
像容器を電磁制御手段により移動させるので、像担持体
に過大な回転負荷を与えることなく、上記間隙を所定範
囲内に維持する。

【００１６】また、本出願に係る第２の発明において
は、非接触検出手段がレーザー投光部と受光部とを備え
ているので、像担持体と現像剤担持体の間隙を正確に検
出する。

【００１７】さらに、本出願に係る第３の発明において
は、電磁制御手段がリニアモーターなので、高い周波数
帯域までサーボを追従させ、像担持体と現像剤担持体の
間隙維持の精度を向上させる。

【００１８】また、本出願に係る第４の発明において
は、上記第１の発明または第２の発明において、電磁制
御手段がステップモーターなので、制御対象の固有振動
数が低い場合でもサーボの発振を発生させることなく、
像担持体と現像剤担持体の間隙を所定範囲内に維持す
る。

【００１９】さらに、本出願に係る第５の発明において
は、現像剤担持体には端部シールが備えられており、該
端部シールが磁気シールなので、現像剤担持体自体を制
御対象して移動させても、現像剤漏れを発生させない。

【００２０】また、本出願に係る第６の発明において
は、現像剤担持体を軸支する支持板と、該支持板を揺動
自在に支持する揺動軸とを備え、現像剤担持体の軸上の
ギアと噛合する駆動ギアの軸を、上記揺動軸と同軸に設
けたので、現像剤担持体自体を制御対象として移動させ
ても、現像剤担持体に対する駆動力伝達に支障を来すこ
とがない。

【００２１】さらに、本出願に係る第７の発明において
は、現像剤担持体の固有振動数の１／５以下の周波数を
サーボのゼロクロス周波数に設定したので、現像剤担持
体自体を制御対象として移動させる場合でも、サーボの
発振を発生させない。

【００２２】また、本出願に係る第８の発明において
は、現像容器の中の攪拌部材の固有振動数の１／５以下
の周波数をサーボのゼロクロス周波数に設定したので、
現像容器を制御対象として移動させる場合でも、サーボ
の発振を発生させない。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
の実施形態について説明する。

【００２４】（第１の実施形態）次に、本発明の第１の
実施形態を図１及び図２に基づいて説明する。図１は像
担持体としての感光ドラム周辺の配置を表す概略図であ
り、図１において１はリーダー部（図示せず）からの光
によって潜像を形成する感光ドラムである。該感光ドラ
ム１には、現像剤担持体としての現像スリーブ２が所定
の間隙Ｇを有して対向するように配設されており、現像
剤としてのトナーを該感光ドラム１上に運んで現像を行
うようになっている。この現像スリーブ２及びトナーは
現像容器３内に収容されており、現像スリーブ２の表面
に担持されるトナー量は磁気カットブレード４によりコ
ントロールされている。また、現像容器３の中のトナー
は攪拌部材５，６により攪拌され、所定の電荷量に帯電
しており、撹拌部材５によって現像スリーブ２へと供給
される。

【００２５】従って、現像スリーブ２上には、所定の帯
電量のトナーが所定の層厚で担持され、このトナーは現
像スリーブ２の回転によって感光ドラム１との対向部へ
と搬送されるが、上記感光ドラム１は、一次帯電器７に
より一様に帯電され、リーダー部（図示せず）からの光
により露光されることにより、静電潜像を担持してお
り、現像バイアス手段（図示せず）によって感光ドラム
１と現像スリーブ２間に印加された現像バイアスによっ
て、上記トナーは上記静電潜像に向かって飛翔し、現像
を行う。

【００２６】そして、このトナー像は、転写手段（図示
せず）によって、紙等の記録材（図示せず）に転写され
るが、転写後の感光ドラム１はクリーニングブレード８
によってクリーニングされ、除去された廃トナーはクリ
ーナー容器９内に収容されて、回転羽根１０によってク
リーナ容器９の後方に送られる。

【００２７】以上のような本実施形態の画像形成装置に
おいては、トナーのみを用いる一成分系の現像法を用い
ており、上述したようにジャンピング現像法を用いてい
るため、良好な現像を行うためには、感光ドラム１と現
像スリーブ２のギャップＧを一定に保つことが重要であ
る。

【００２８】従来は、このギャップＧを一定に保つため
に、図４に示すように突当てコロ１１を現像容器３内の
現像スリーブ２と同軸に設け、現像容器３を押圧板１２
と圧縮バネ１３の動きで感光ドラム１に向けて押すこと
により、突当てコロ１１を感光ドラム１に突当ててい
た。

【００２９】ところがこのような突当てコロ１１の感光
ドラム１への押圧は、感光ドラム１の回転の負荷とな
り、感光ドラム１の回転変動、いわゆるピッチムラが画
像上に現れるということがあった。

【００３０】そこで、本発明では、図２に示すように非
接触のギャップ制御を行うこととした。

【００３１】図２において２１は現像スリーブ２の軸２
１ｂを支持する支持板で、該支持板２１は揺動軸２１ａ
を中心として揺動自在に配設されている。また、支持板
２１には、コイル２２が接着されており、マグネット２
３と、ヨーク２４によって作られる磁界により、コイル
２２は駆動力を受けて、支持板２１を揺動軸２１ａを中
心に揺動させ、現像スリーブ２を支持板２１と共に移動
させるので、感光ドラム１に対するギャップＧが調節可
能となっている。

【００３２】また、このギャップＧは、非接触検出手段
としてのレーザー投光部２７及び受光部２８により検出
されるようになっている。

【００３３】そして、感光ドラム１が回転して現像を行
う時には、投光部２７と受光部２８により、ギャップＧ
を検出しながらこれが一定になるように、コイル２２に
電流を供給し、支持板２１を揺動させる。

【００３４】従って、感光ドラム１に回転負荷を与える
ことなく、ギャップＧは常に所定範囲内に維持され、良
好なジャンピング現像が行われる。

【００３５】また、以上のように現像スリーブ２にサー
ボをかける時には、現像スリーブ自身の固有振動数より
充分に低い周波数、例えば約１／５の周波数をサーボの
ゼロクロス周波数に選ばなければならないが、現像スリ
ーブ２の剛性は比較的高く、感光ドラム１と現像スリー
ブ２のギャップを高い応答性で制御できるような、サー
ボのゼロクロス周波数を選定することができる。

【００３６】このように現像スリーブ単体を制御する方
法は、被駆動部重量が比較的小さく駆動力が小さくて済
むという利点を有し、また、現像スリーブは、形状が単
純で、剛性が高く、固有振動数も高いので、サーボの発
振を起こすことなく、高い周波数帯域まで、サーボが追
従でき、応答性の高いサーボをかけることができるの
で、従来のギャップ精度を上回る制御を行うことができ
る。つまり、単に感光ドラムの負荷を除くという効果の
他に、画質の良好なジャンピング現像を行うことができ
る。

【００３７】ところが、従来の現像スリーブの端部シー
ルのように、スリーブ外周に密着したシールを用いる
と、シール効果を維持できなくなるため、本発明では、
図２に示すように、端部シールとして磁気シール２９を
備え、シール効果を維持しつつ現像スリーブ２自体の制
御を行っている。

【００３８】また、現像スリーブ２自体を移動させる
と、ギャップ制御中に現像スリーブ２の回転のためのギ
アの軸間が変動することが考えられるが、本発明におい
ては、現像スリーブ２のギア２５を回転させる駆動ギア
２６と同軸に、支持板２１の揺動軸２１ａを設け、ギア
の軸間が変動しないようにしている。

【００３９】この駆動ギア２６は、メインモーター（図
示せず）にギア、ベルト（図示せず）を介して接続され
ていおり、現像スリーブ２の回転軸上に設けられたギア
２５と噛合して現像スリーブ２を回転させるものである
が、駆動ギア２６と揺動軸２１ａとを同軸にすることに
より、現像スリーブ２を移動させても、現像スリーブ２
のギア２５は、駆動ギア２６との軸間を保ったまま揺動
するので、駆動力伝達には支障がない。

【００４０】さらに、現像スリーブ２自体を移動させる
場合には、磁気カットブレード４と、現像スリーブ２内
のマグネットローラ（図示せず）との相対位置が変動す
ることが考えられるが、本発明においては、現像スリー
ブ２の作動範囲の中央に磁気カットブレード４を設ける
ことにより、この不具合を防止している。

【００４１】以上のように、本発明によれば、感光ドラ
ム１に過大な回転負荷を与えることなく、感光ドラム１
と現像スリーブにのギャップＧを適切な範囲に維持する
ことができ、良好な現像を行うことができる。

【００４２】（第２の実施形態）次に、本発明における
第２の実施形態を図３に基づいて説明する。なお、第１
の実施形態との共通箇所には同一符号を付して説明を省
略する。

【００４３】本実施形態は、図３に示すようにギャップ
の検出は図２に示した第１の実施形態と同様の方法を採
用するが、現像容器３の全体を制御してギャップをコン
トロールしようというものである。

【００４４】図３において、３１は電磁制御手段として
のステップモーター、３２は制御板、３３は現像容器３
を手前に引張る引張りバネである。

【００４５】本実施形態では、このように構成したた
め、第１の実施形態と同様に投光部２７と受光部２８に
より検出されたギャップを一定にするように、引張りバ
ネ３３に抗して、２つのステップモーター３１が制御板
３２を介して、現像容器３を押すことにより、感光ドラ
ム１と現像容器３内の現像スリーブ２とのギャップＧを
適切な範囲に維持することができる。

【００４６】しかし、現像容器３の内部には図１に示す
ように剛性の低い攪拌部材があり、高いゼロクロス周波
数を設定すると、発振する危険があるので、第１の実施
形態より低い周波数での駆動しかできない。

【００４７】そこで、本実施形態では、リニアモーター
を使用せずに、ステップモーターが用いられている。

【００４８】このように現像容器の全体を制御する方法
は、従来の突当てコロ方式と同じく、現像ユニット全体
を動かすため、端部シール、ギア軸間、磁気カットブレ
ード等の問題は起きない。

【００４９】但し、被駆動部重量が大きく、駆動力が大
きい上に、現像ユニットの中に、攪拌部材等の剛性が小
さく固有振動数の低い部材があるので、あまり高い周波
数帯域のサーボは望めない。また、感光ドラムや現像ス
リーブの回転により生ずる、偏心によるギャップ変動は
せいぜい数Ｈｚのオーダーなので、十分追従可能だが、
感光ドラムと現像スリーブの凹凸で、一定の周波数を超
えるものには、追従が困難である。しかし、機構が簡単
なため、低速機に向いている。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本出願に係る第１
の発明によれば、現像剤担持体が単独で、或は現像容器
が該現像剤担持体と一体となって、像担持体との間隙を
可変とするように移動自在に配設されており、間隙を非
接触検出する手段により上記像担持体と上記現像剤担持
体との間隙を検出し、検出した値が所定の範囲に入るよ
うに上記現像剤担持体或いは上記現像剤担持体と一体と
なった上記現像容器を電磁制御手段により移動させるの
で、像担持体の回転の負荷を大幅に減らすことができ、
特にデジタル複写機の画像のピッチムラを軽減できる。
また同時に、間隙の変動も従来より小さく抑えることが
可能で画質を向上させることができる。

【００５１】また、本出願に係る第２の発明によれば、
非接触検出手段がレーザー投光部と受光部とを備えてい
るので、像担持体と現像剤担持体の間隙を正確に検出す
ることができる。

【００５２】さらに、本出願に係る第３の発明によれ
ば、電磁制御手段がリニアモーターなので、高い周波数
帯域までサーボを追従させ、像担持体と現像剤担持体の
間隙維持の精度を向上させることができる。

【００５３】また、本出願に係る第４の発明によれば、
上記第１の発明または第２の発明において、電磁制御手
段がステップモーターなので、制御対象の固有振動数が
低い場合でもサーボの発振を発生させることなく、像担
持体と現像剤担持体の間隙を所定範囲内に維持すること
ができる。

【００５４】さらに、本出願に係る第５の発明によれ
ば、現像剤担持体には端部シールが備えられており、該
端部シールが磁気シールなので、現像剤担持体自体を制
御対象して移動させても、現像剤漏れの発生を防ぐこと
ができる。

【００５５】また、本出願に係る第６の発明によれば、
現像剤担持体を軸支する支持板と、該支持板を揺動自在
に支持する揺動軸とを備え、現像剤担持体の軸上のギア
と噛合する駆動ギアの軸を、上記揺動軸と同軸に設けた
ので、現像剤担持体自体を制御対象として移動させて
も、現像剤担持体に対する駆動力伝達に支障を来すこと
なく良好な現像を行うことができる。

【００５６】さらに、本出願に係る第７の発明によれ
ば、現像剤担持体の固有振動数の１／５以下の周波数を
サーボのゼロクロス周波数に設定したので、現像剤担持
体自体を制御対象として移動させる場合でも、サーボの
発振を防ぐことができる。

【００５７】また、本出願に係る第８の発明によれば、
現像容器の中の攪拌部材の固有振動数の１／５以下の周
波数をサーボのゼロクロス周波数に設定したので、現像
容器を制御対象として移動させる場合でも、サーボの発
振を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態における画像形成装置
の概略図である。

【図２】本発明の第１の実施形態における像担持体と現
像剤担持体の間隙維持のサーボ機構を説明するための図
である。

【図３】本発明の第２の実施形態における像担持体と現
像剤担持体の間隙維持のサーボ機構を説明するための図
である。

【図４】従来の像担持体と現像剤担持体の間隙維持の機
構を説明するための図である。

【符号の説明】

１感光ドラム（像担持体）２現像スリーブ（現像剤担持体）３現像容器５，６撹拌部材２１支持板２１ａ揺動軸２２コイル（電磁制御手段）２３マグネット（電磁制御手段）２４ヨーク（電磁制御手段）２５現像剤担持体の軸上のギア２６駆動ギア２７レーザー投光部（間隙を非接触検出する手段）２８受光部（間隙を非接触検出する手段）２９磁気シール３１ステップモーター（電磁制御手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静電潜像を担持する像担持体と、該像担
持体に所定の間隙を有して対向するように配設された現
像剤担持体と、該現像剤担持体への現像剤の供給を行う
現像容器とを備えた画像形成装置において、上記現像剤
担持体が単独で、或は上記現像容器が上記現像剤担持体
と一体となって、上記像担持体との間隙を可変とするよ
うに移動自在に配設されており、上記像担持体と上記現
像剤担持体との間隙を非接触検出する手段と、上記現像
剤担持体或いは上記現像剤担持体と一体となった上記現
像容器を移動させる電磁制御手段とを有し、上記間隙を
非接触検出する手段により検出された値が所定の範囲に
入るように上記電磁制御手段により上記現像剤担持体或
は上記現像剤担持体と一体となった上記現像容器を移動
させるサーボ機構を備えたことを特徴とする画像形成装
置。
【請求項２】非接触検出手段がレーザー投光部と受光
部とを備えていることとする請求項１に記載の画像形成
装置。
【請求項３】電磁制御手段がリニアモーターであるこ
ととする請求項１または請求項２に記載の画像形成装
置。
【請求項４】電磁制御手段がステップモーターである
こととする請求項１または請求項２に記載の画像形成装
置。
【請求項５】現像剤担持体には端部シールが備えられ
ており、該端部シールが磁気シールであることとする請
求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】現像剤担持体を軸支する支持板と、該支
持板を揺動自在に支持する揺動軸とを備え、現像剤担持
体の軸上のギアと噛合する駆動ギアの軸を、上記揺動軸
と同軸に設けたこととする請求項１ないし請求項５のい
ずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】現像剤担持体の固有振動数の１／５以下
の周波数をサーボのゼロクロス周波数に設定したことと
する請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の画
像形成装置。
【請求項８】現像容器の中の攪拌部材の固有振動数の
１／５以下の周波数をサーボのゼロクロス周波数に設定
したこととする請求項１ないし請求項６のいずれか一項
に記載の画像形成装置。