(57)【要約】【課題】複数の現像ローラを並設した場合であっても、部品コストや製造コストを高くすることなく、出力画像上に現像ローラの回転周期に対応した大きなピッチ状濃度ムラが生じることのない、現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供する。【解決手段】第１現像ローラ２３ａ１と第２現像ローラ２３ａ２とは、同じ回転周期で回転する。そして、第１現像ローラ２３ａ１と第２現像ローラ２３ａ２とは、外径振れ量が最大となる位相位置Ｍ１、Ｍ２が像担持体２１との対向位置に達する互いの周期が８３°〜１２０°の範囲（位相差θ）でずれるように配設される。【選択図】図４
2011022451.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に形成される潜像を現像する現像装置であって、
前記像担持体に対向する第１現像ローラと、
前記像担持体の走行方向に沿って前記第１現像ローラに並設するように前記像担持体に対向するとともに、前記第１現像ローラと同じ回転周期で回転する第２現像ローラと、
を備え、
前記第１現像ローラと前記第２現像ローラとは、外径振れ量が最大となる位相位置が前記像担持体との対向位置に達する互いの周期が８３°〜１２０°の範囲でずれるように配設されたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記第１現像ローラと前記第２現像ローラとは、互いに同じ外径となるように形成されるとともに、互いに同じ回転数で回転することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
像担持体上に形成される潜像を現像する現像装置であって、
前記像担持体に対向する第１現像ローラと、
前記像担持体の走行方向に沿って前記第１現像ローラに並設するように前記像担持体に対向するとともに、前記第１現像ローラと同じ回転周期で回転する第２現像ローラと、
前記像担持体の走行方向に沿って前記第２現像ローラに並設するように前記像担持体に対向するとともに、前記第２現像ローラと同じ回転周期で回転する第３現像ローラと、
を備え、
前記第１現像ローラと前記第２現像ローラとは、外径振れ量が最大となる位相位置が前記像担持体との対向位置に達する互いの周期が６０°〜９０°の範囲でずれるように配設され、
前記第２現像ローラと前記第３現像ローラとは、外径振れ量が最大となる位相位置が前記像担持体との対向位置に達する互いの周期が６０°〜９０°の範囲でずれるように配設されたことを特徴とする現像装置。
【請求項４】
前記第１現像ローラと前記第２現像ローラと前記第３現像ローラとは、互いに同じ外径となるように形成されるとともに、互いに同じ回転数で回転することを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
【請求項５】
画像形成装置の装置本体に対して着脱自在に設置されるプロセスカートリッジであって、
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の現像装置と前記像担持体とが一体化されたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項６】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の現像装置と前記像担持体とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置と、そこに設置される現像装置、及び、プロセスカートリッジとに関し、特に、複数の現像ローラが設置された多段現像方式の現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置において、複数の現像ローラが像担持体（感光体ドラム）の走行方向に沿って並設された多段現像方式の現像装置を用いる技術が知られている（例えば、特許文献１、２参照。）。
このように複数の現像ローラを並設した多段現像方式の現像装置は、１つの現像ローラを設置した現像装置に比べて、（１）高い現像能力を得ることができて広面積画像プリントが可能になるとともに画像品質が向上する、（２）像担持体に対する１つ１つの現像ローラの線速比を低く設定することができて現像剤へのダメージが軽減するとともにトナー飛散の発生が低減する、等のメリットがある。
【０００３】
一方、特許文献３、４等には、現像ローラ（現像スリーブ）の外径振れ量が大きいと、現像ローラと感光体ドラムとのギャップや、現像ローラとドクターブレード（剤規制ブレード）とのギャップが、現像ローラの回転周期で大きく変動して、出力画像上に現像ローラの回転周期に対応したピッチ状の濃度ムラが生じてしまう問題が開示されている。さらに、特許文献３等には、上述したような問題を解決するために、現像ローラの外径振れ量を高精度に測定して、外径振れ量の小さな現像ローラを選別して現像装置に設置する技術が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の多段現像方式の現像装置は、複数の現像ローラ（現像スリーブ）の外径振れ量が大きな位相位置が同じタイミングで現像領域（像担持体との対向位置）に達してしまったときに、出力画像上に現像ローラの回転周期に対応した大きなピッチ状濃度ムラが生じてしまう問題があった。このとき出力画像上に生じるピッチ状濃度ムラは、複数の現像ローラの大きな外径振れ量が重なるようにして形成されたものであるために、１つの現像ローラの外径振れによって出力画像上に生じるピッチ状濃度ムラに比べて、無視できないものとなっていた。
【０００５】
これに対して、上述した特許文献３等のように、現像ローラの外径振れ量を高精度に測定して、外径振れ量の小さな現像ローラを複数選別して現像装置に設置する方策も考えられる。しかし、その場合には、現像ローラの歩留まりが低下して、部品コストや製造コストが高くなってしまうことになる。
【０００６】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、複数の現像ローラを並設した場合であっても、部品コストや製造コストを高くすることなく、出力画像上に現像ローラの回転周期に対応した大きなピッチ状濃度ムラが生じることのない、現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の請求項１記載の発明にかかる現像装置は、像担持体上に形成される潜像を現像する現像装置であって、前記像担持体に対向する第１現像ローラと、前記像担持体の走行方向に沿って前記第１現像ローラに並設するように前記像担持体に対向するとともに、前記第１現像ローラと同じ回転周期で回転する第２現像ローラと、を備え、前記第１現像ローラと前記第２現像ローラとは、外径振れ量が最大となる位相位置が前記像担持体との対向位置に達する互いの周期が８３°〜１２０°の範囲でずれるように配設されたものである。
【０００８】
また、請求項２記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項１に記載の発明において、前記第１現像ローラと前記第２現像ローラとは、互いに同じ外径となるように形成されるとともに、互いに同じ回転数で回転するものである。
【０００９】
また、この発明の請求項３記載の発明にかかる現像装置は、像担持体上に形成される潜像を現像する現像装置であって、前記像担持体に対向する第１現像ローラと、前記像担持体の走行方向に沿って前記第１現像ローラに並設するように前記像担持体に対向するとともに、前記第１現像ローラと同じ回転周期で回転する第２現像ローラと、前記像担持体の走行方向に沿って前記第２現像ローラに並設するように前記像担持体に対向するとともに、前記第２現像ローラと同じ回転周期で回転する第３現像ローラと、を備え、前記第１現像ローラと前記第２現像ローラとは、外径振れ量が最大となる位相位置が前記像担持体との対向位置に達する互いの周期が６０°〜９０°の範囲でずれるように配設され、前記第２現像ローラと前記第３現像ローラとは、外径振れ量が最大となる位相位置が前記像担持体との対向位置に達する互いの周期が６０°〜９０°の範囲でずれるように配設されたものである。
【００１０】
また、請求項４記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項３に記載の発明において、前記第１現像ローラと前記第２現像ローラと前記第３現像ローラとは、互いに同じ外径となるように形成されるとともに、互いに同じ回転数で回転するものである。
【００１１】
また、この発明の請求項５記載の発明にかかるプロセスカートリッジは、画像形成装置の装置本体に対して着脱自在に設置されるプロセスカートリッジであって、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の現像装置と前記像担持体とが一体化されたものである。
【００１２】
また、この発明の請求項６記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の現像装置と前記像担持体とを備えたものである。
【００１３】
なお、本願において、「プロセスカートリッジ」とは、像担持体を帯電する帯電部と、像担持体上に形成された潜像を現像する現像部（現像装置）と、像担持体上をクリーニングするクリーニング部とのうち、少なくとも１つと、像担持体とが、一体化されて、画像形成装置本体に対して着脱自在に設置されるユニットと定義する。
【００１４】
また、本願において、現像ローラの「外径振れ量」とは、現像ローラの外周面の振れ量であるものと定義する。したがって、「外径振れ量」が最大となる位置とは、現像ローラの回転中心軸と現像ローラの外周面との距離が最大となる現像ローラ表面上の位置となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、複数の現像ローラを並設した場合であっても、外径振れ量が最大となる位相位置が像担持体との対向位置に達する互いの周期が最適な範囲でずれるように複数の現像ローラを配設しているために、部品コストや製造コストを高くすることなく、出力画像上に現像ローラの回転周期に対応した大きなピッチ状濃度ムラが生じることのない、現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の実施の形態１における画像形成装置を示す全体構成図である。
【図２】図１の画像形成装置に設置されたプロセスカートリッジを示す拡大図である。
【図３】現像装置を示す拡大図である。
【図４】第１現像ローラと第２現像ローラとの回転方向の位置関係を示す図である。
【図５】別の形態の現像装置における、第１現像ローラと第２現像ローラとの回転方向の位置関係を示す図である。
【図６】第１現像ローラと第２現像ローラとの回転方向の位置関係が異なるときの、現像能力の変動を示すグラフである。
【図７】現像ギャップと、感光体ドラム上のトナー付着量と、の関係を示すグラフである。
【図８】この発明の実施の形態２における現像装置における、第１現像ローラと第２現像ローラと第３現像ローラとの回転方向の位置関係を示す図である。
【図９】第１現像ローラと第２現像ローラと第３現像ローラとの回転方向の位置関係が異なるときの、現像能力の変動を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
【００１８】
実施の形態１．
図１〜図７にて、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。
まず、図１にて、実施の形態１における画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
書込み部２Ａ〜２Ｄは、画像情報に基いて帯電工程後の感光体ドラム２１（像担持体）に静電潜像を書き込むための装置である。書込み部２Ａ〜２Ｄは、ポリゴンミラー３Ａ〜３Ｄや光学素子４Ａ〜４Ｄ等を用いた光走査装置である。なお、書込み部として、光走査装置の替わりにＬＥＤアレイを用いることもできる。
給紙部６１は、記録紙、ＯＨＰ等の記録媒体Ｐを格納して、画像形成時には記録媒体Ｐを転写ベルト３０に向けて給送する。
【００１９】
転写ベルト３０は、記録媒体Ｐをその表面に静電的に吸着させて搬送して感光体ドラム２１上に形成されたトナー像を記録媒体Ｐ上に転写するための無端状ベルトであって、その外周面上に吸着ローラ６４とベルトクリーナ６５とを設けている。
転写ベルト３０を介して感光体ドラム２１に対向する転写ローラ２４は、芯金と芯金を被覆する導電性弾性層とを有する。転写ローラ２４の導電性弾性層は、ポリウレタンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンポリエチレン（ＥＰＤＭ）等の弾性材料に、カーボンブラック、酸化亜鉛、酸化スズ等の導電性付与剤を配合分散して電気抵抗値（体積抵抗率）を中抵抗に調整した弾性体である。
【００２０】
定着部６６は、加熱ローラ６８および加圧ローラ６７を有し、記録媒体Ｐ上のトナー像を圧力と熱とによって記録媒体Ｐに定着させる。
転写ベルト３０に沿って縦方向に配設された４つのプロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫ（作像装置）は、それぞれ、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックのトナー像を形成するためのものである。
【００２１】
各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫ上には、キャリア（磁性キャリア）と各色（イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック）のトナー（トナー粒子）とを現像装置２３に供給する剤カートリッジ２８Ｙ、２８Ｃ、２８Ｍ、２８ＢＫが設置されている。
プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫ、及び、剤カートリッジ２８Ｙ、２８Ｃ、２８Ｍ、２８ＢＫは、転写ベルト３０を回転支軸を中心に開放して装置本体１から着脱することができる。
【００２２】
本実施の形態１における画像形成装置は、複写機及びプリンタとして機能する複合型の画像形成装置である。複写機として機能する場合には、スキャナから読み込まれた画像情報に対してＡ／Ｄ変換、ＭＴＦ補正、階調処理等の種々の画像処理が施されて書込みデータに変換される。プリンタとして機能する場合には、コンピュータ等から送信されるページ記述言語やビットマップ等の形式の画像情報に対して画像処理が施されて書込みデータに変換される。
【００２３】
画像形成時には、書込み部２Ａ〜２Ｄからプロセスカートリッジ２０ＢＫ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｙに対して、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローの画像情報に応じた露光光がそれぞれ照射される。すなわち、各光源から発せられた露光光（レーザ光）がポリゴンミラー３Ａ〜３Ｄ、光学素子４Ａ〜４Ｄ等を通過して、各感光体ドラム２１上に照射される。これによって、各プロセスカートリッジ２０ＢＫ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｙの感光体ドラム２１（像担持体）上に、露光光に応じたトナー像が形成される。そして、このトナー像が、記録媒体Ｐに転写されることになる。
【００２４】
給紙部６１から給送された記録媒体Ｐは、レジストローラ６３の位置で一旦タイミングを合わせて、転写ベルト３０の位置に搬送される。転写ベルト３０の送入位置に配設された吸着ローラ６４は、電圧の印加によって送入された記録媒体Ｐを転写ベルト３０に吸着させる。転写ベルト３０の矢印方向の走行にともない移動する記録媒体Ｐは、各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫの位置を順次通過して各色のトナー像が重ねて転写される。
【００２５】
カラーのトナー像が転写された記録媒体Ｐは、転写ベルト３０から分離して定着部６６に達する。記録媒体Ｐ上のトナー像は、加熱ローラ６８及び加圧ローラ６７に挟まれつつ加熱されることで記録媒体Ｐ上に定着される。一方、記録媒体Ｐが分離した後の転写ベルト３０表面は、その後にベルトクリーナ６５の位置に達して、その表面に付着したトナー等の汚れがクリーニングされる。
【００２６】
次に、画像形成装置におけるプロセスカートリッジ及び剤カートリッジについて詳述する。
なお、４つのプロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫはそれぞれほぼ同一構造であって、それぞれの剤カートリッジ２８Ｙ、２８Ｃ、２８Ｍ、２８ＢＫもほぼ同一構造であるために、図２等にてプロセスカートリッジ及び剤カートリッジは符号のアルファベット（Ｙ、Ｃ、Ｍ、ＢＫ）を除して図示する。また、書込み部は符号のアルファベット（Ａ〜Ｄ）を除して図示する。
【００２７】
図２は、画像形成装置本体１に設置されたプロセスカートリッジ２０及び剤カートリッジ２８を示す拡大図である。図３は、プロセスカートリッジ２０に設置された現像装置２３を示す拡大図である。
【００２８】
図２に示すように、プロセスカートリッジ２０は、像担持体としての感光体ドラム２１、帯電部２２、現像装置２３（現像部）、クリーニング部２５が一体化されたものであって、プレミックス現像方式（キャリアの補給・排出を適宜におこなう現像方式である。）が採用されている。
像担持体としての感光体ドラム２１は、略円筒体の概観を有する負帯電の有機感光体であって、不図示の回転駆動機構によって反時計方向に回転駆動される。
【００２９】
帯電部２２は、芯金上に、ウレタン樹脂、導電性粒子としてのカーボンブラック、硫化剤、発泡剤等を処方した中抵抗の発泡ウレタン層をローラ状に形成した弾性を有する帯電ローラである。帯電部２２の中抵抗層の材質としては、ウレタン、エチレン−プロピレン−ジエンポリエチレン（ＥＰＤＭ）、ブタジエンアクリロニトリルゴム（ＮＢＲ）、シリコーンゴムや、イソプレンゴム等に抵抗調整のためにカーボンブラックや金属酸化物等の導電性物質を分散したゴム材や、またこれらを発泡させたものを用いることもできる。
クリーニング部２５は、感光体ドラム２１に摺接するクリーニングブラシ（又は、クリーニングブレード）が設置されていて、感光体ドラム２１上の未転写トナーを機械的に除去・回収する。
【００３０】
現像装置２３は、２つの現像ローラ２３ａ１、２３ａ２（現像剤担持体）が感光体ドラム２１に近接するように配置されていて、双方の対向部分には感光体ドラム２１と磁気ブラシとが接触する現像領域が形成される。現像装置２３内には、トナーＴとキャリアＣとからなる現像剤Ｇ（２成分現像剤）が収容されている。そして、現像装置２３は、感光体ドラム２１上に形成される静電潜像を現像する（トナー像を形成する。）。なお、現像装置２３の構成・動作については、後で詳しく説明する。
【００３１】
ここで、本実施の形態１における現像装置２３は、プレミックス現像方式のものであって、現像装置２３内に適宜に新品のキャリアＣ（現像剤Ｇ）が剤カートリッジ２８から供給されるとともに、劣化した現像剤Ｇが現像装置２３の外部に設置された剤貯留容器７０に向けて排出される。
図２を参照して、剤カートリッジ２８は、その内部に現像装置２３内に供給するための現像剤Ｇ（トナーＴ及びキャリアＣ）を収容している。そして、剤カートリッジ２８は、現像装置２３に新品のトナーＴを供給するトナーカートリッジとして機能するとともに、現像装置２３に新品のキャリアＣを供給する供給手段として機能する。具体的に、現像装置２３に設置された磁気センサ（不図示である。）によって検知されるトナー濃度（現像剤Ｇ中のトナーの割合である。）の情報に基いて、シャッタ機構８０の開閉動作をおこなって、剤カートリッジ２８から現像装置２３内に向けて現像剤Ｇを適宜に供給する。
供給管２９は、剤カートリッジ２８から供給される現像剤Ｇ（トナーＴ及びキャリアＣ）を現像装置２３内に確実に導くためのものである。すなわち、剤カートリッジ２８から排出された現像剤Ｇは、供給管２９を介して、現像装置２３内に供給される。
【００３２】
次に、感光体ドラム２１上でおこなわれる作像プロセスについて説明する。
図２を参照して、感光体ドラム２１が反時計方向に回転駆動されると、まず、帯電部２２の位置で感光体ドラム２１の表面が一様に帯電される。その後、帯電された感光体ドラム２１表面は、露光光Ｌの照射位置に達して、書込み部２による露光工程がおこなわれる。すなわち、露光光Ｌの照射によって感光体ドラム２１上を画像情報に応じて選択的に除電することで、照射されなかった非画像部の電位との差（電位コントラスト）を発生させて静電潜像を形成する。なお、この露光工程は、感光体ドラム２１の感光層中で電荷発生物質が光を受けて電荷を発生して、このうち正孔が感光体ドラム２１表面の帯電電荷と打ち消しあうものである。
【００３３】
その後、潜像が形成された感光体ドラム２１表面は、現像装置２３との対向位置に達する。感光体ドラム２１上の静電潜像は、現像ローラ２３ａ１、２３ａ２上の磁気ブラシと接触して、磁気ブラシ中の負帯電されたトナーＴが付着されて可視化される。
詳しくは、上方の第１現像ローラ２３ａ１の磁極による磁力で汲み上げられた現像剤Ｇは、ドクターブレード２３ｃ（現像剤規制部材）によって適量化された後に、感光体ドラム２１との対向部である現像領域（２つの現像ローラ２３ａ１、２３ａ２と感光体ドラム２１との対向領域である。）に搬送される。現像領域において穂立ちされたキャリアＣが感光体ドラム２１を摺擦する。このとき、キャリアＣに混合されているトナーＴは、キャリアＣとの摩擦によって負帯電されている。これに対して、キャリアＣは正帯電されている。不図示の電源部から現像ローラ２３ａ１、２３ａ２に対して、所定の現像バイアスが印加される。これによって、現像ローラ２３ａ１、２３ａ２と感光体ドラム２１との間（図３に示す現像ギャップＰＧ１、ＰＧ２である。）に電界が形成されて、負帯電されたトナーＴが電界によって感光体ドラム２１上の画像部にのみ選択的に付着してトナー像を形成する。
【００３４】
その後、トナー像が形成された感光体ドラム２１表面は、転写ベルト３０及び転写ローラ２４との対向位置に達する。そして、このタイミングに合わせてその対向位置に搬送された記録媒体Ｐ上に、感光体ドラム２１上のトナー像が転写される。このとき、転写ローラ２４には、所定の電圧が印加されている。
その後、トナー像が転写された記録媒体Ｐは、定着部６６を通過して、排出ローラ６９から装置外部に排出される。
【００３５】
一方、転写工程時に記録媒体Ｐに転写されずに感光体ドラム２１上に残留したトナーＴ（未転写トナー）は、感光体ドラム２１上に付着したままクリーニング部２５との対向部に達する。そして、感光体ドラム２１上の未転写トナーは、クリーニング部２５で除去・回収される。
その後、感光体ドラム２１表面は、不図示の除電部を通過して、感光体ドラム２１における一連の作像プロセスが終了する。
【００３６】
以下、現像装置２３の構成・動作について詳述する。
図３を参照して、現像装置２３は、現像ローラ２３ａ１、２３ａ２、搬送スクリュ２３ｂ１〜２３ｂ３（オーガスクリュ）、ドクターブレード２３ｃ、キャリア捕集ローラ２３ｋ、スクレーパ２３ｍ、排出スクリュ２３ｎ、現像ケース２３ｒ、等で構成されている。また、現像装置２３内には、現像剤Ｇを搬送して循環経路を形成する３つの現像剤搬送部Ｂ１〜Ｂ３が形成されている。
【００３７】
２つの現像ローラ２３ａ１、２３ａ２は、アルミニウム、真鍮、ステンレス、導電性樹脂等の非磁性体を円筒形に形成してなるスリーブが不図示の回転駆動機構によって時計方向に回転されるように構成されている。現像ローラ２３ａ１、２３ａ２のスリーブ内には、スリーブの周面に現像剤Ｇの穂立ちを生じるように磁界を形成するマグネットが固設されている。マグネットから発せられる法線方向磁力線に沿うように、現像剤Ｇ中のキャリアＣがスリーブ上にチェーン状に穂立ちする。このチェーン状に穂立ちしたキャリアＣに帯電したトナーＴが付着されて、磁気ブラシが形成される。磁気ブラシは、スリーブの回転によってスリーブと同方向（時計方向）に移送される。
【００３８】
ここで、現像ローラ２３ａ１、２３ａ２と感光体ドラム２１とのギャップ（現像ギャップ）ＰＧ１、ＰＧ２は、感光体ドラム２１上に形成される画像の品質を決定する重要な特性の１つである。なお、本実施の形態１において、現像ギャップＰＧ１、ＰＧ２は、いずれも、０．３〜２．０ｍｍ程度の範囲内で設定されている。
【００３９】
図３を参照して、ドクターブレード２３ｃは、現像領域の上流側に設置されていて、第１現像ローラ２３ａ１上に担持された現像剤を適量に規制する。本実施の形態１におけるドクターブレード２３ｃは、ＳＵＳ３１６やＸＭ７等の非磁性金属材料で形成された板厚が２ｍｍ程度の板状部材である。なお、ドクターブレード２３ｃの対向面２３ｃ側に、ＳＵＳ４３０等の磁性金属材料で形成された板厚が０．３ｍｍ程度の薄板を設置することもできる。
【００４０】
３つの搬送スクリュ２３ｂ１〜２３ｂ３は、軸部上に螺旋状にスクリュ部が形成されたものであって、現像装置２３内に収容された現像剤Ｇを長手方向（図２の紙面垂直方向である。）に循環しながら撹拌・混合する。
第１搬送スクリュ２３ｂ１は、第１現像剤搬送部Ｂ１であって現像ローラ２３ａ１に対向する位置に配設されていて、現像剤Ｇを水平方向に搬送する（図３の紙面垂直方向の搬送である。）とともに、現像ローラ２３ａ１上に現像剤Ｇを供給する。換言すると、第１搬送スクリュ２３ｂ１は、現像ローラ２３ａ１に対向するとともに、現像ローラ２３ａ１に現像剤Ｇを長手方向（現像ローラ２３ａ１の回転軸方向である。）に搬送しながら供給する。
【００４１】
第２搬送スクリュ２３ｂ２は、第２現像剤搬送部Ｂ２に設置されている。第２搬送スクリュ２３ｂ２は、第１搬送スクリュ２３ｂ１の下方であって現像ローラ２３ａ２に対向する位置に配設されている。そして、現像ローラ２３ａ２から離脱した現像剤Ｇ（現像工程後に剤離れ極によって現像ローラ２３ａ２上から強制的に離脱された現像剤Ｇある。）を水平方向に搬送する。換言すると、第２搬送スクリュ２３ｂ２は、第１現像剤搬送部Ｂ１の下方であって現像ローラ２３ａ２に対向する位置に配設されるとともに、現像ローラ２３ａ２から離脱された現像剤Ｇを長手方向に搬送する。
第１搬送スクリュ２３ｂ１及び第２搬送スクリュ２３ｂ２は、現像ローラ２３ａ１、２３ａ２や感光体ドラム２１と同様に、回転軸がほぼ水平になるように配設されている。
【００４２】
第３搬送スクリュ２３ｂ３は、第３現像剤搬送部Ｂ３に設置されている。第３搬送スクリュ２３ｂ３は、第２搬送スクリュ２３ｂ２による搬送経路の下流側と、第１搬送スクリュ２３ｂ１による搬送経路の上流側と、を直線的に結ぶように、水平方向に対して斜めに配設されている。そして、第３搬送スクリュ２３ｂ３は、第２搬送スクリュ２３ｂ２によって搬送された現像剤Ｇを第１搬送スクリュ２３ｂ１による搬送経路の上流側に搬送するとともに、第１搬送スクリュ２３ｂ１による搬送経路の下流側から落下経路を介して循環される現像剤Ｇを第１搬送スクリュ２３ｂ１による搬送経路の上流側に搬送する。換言すると、第３搬送スクリュ２３ｂ３は、第２現像剤搬送部Ｂ２によって搬送された現像剤Ｇを第１現像剤搬送部Ｂ１の上流側に搬送するとともに、第１現像剤搬送部Ｂ１の下流側に達した現像剤Ｇを第１現像剤搬送部Ｂ１の上流側に搬送する。
【００４３】
なお、第１搬送スクリュ２３ｂ１による搬送経路（第１現像剤搬送部Ｂ１）と、第２搬送スクリュ２３ｂ２による搬送経路（第２現像剤搬送部Ｂ２）と、第３搬送スクリュ２３ｂ３による搬送経路（第３現像剤搬送部Ｂ３）と、は壁部によって隔絶されている。
図示は省略するが、第２現像剤搬送部Ｂ２の下流側と、第３現像剤搬送部Ｂ３の上流側と、は第１中継部を介して連通している。また、第３現像剤搬送部Ｂ３の下流側と、第１現像剤搬送部Ｂ１の上流側と、は第２中継部を介して連通している。また、第１現像剤搬送部Ｂ１の下流側と、第３現像剤搬送部Ｂ３の上流側と、は落下経路を介して連通している。
【００４４】
このような構成により、３つの現像剤搬送部Ｂ１〜Ｂ３（搬送スクリュ２３ｂ１〜２３ｂ３）によって、現像装置２３において現像剤Ｇを長手方向に循環させる循環経路が形成されることになる。
なお、図示は省略するが、第３現像剤搬送部Ｂ３には磁気センサ（トナー濃度センサ）が設置されている。そして、磁気センサによって検知されるトナー濃度の情報に基いて、剤カートリッジ２８から現像装置２３内に向けて所定のトナー濃度の現像剤Ｇが供給される。本実施の形態１では、現像装置２３内の現像剤Ｇのトナー濃度が４〜７重量％になるように制御されている。
また、図２を参照して、第１現像剤搬送部Ｂ１の壁部には、現像装置２３内に収容された現像剤Ｇの一部を外部（剤貯溜容器７０）に排出するための排出口２３ｄ（排出手段）が設けられている。詳しくは、排出口２３ｄは、剤カートリッジ２８から現像装置２３内に現像剤Ｇが供給されて装置内の現像剤量が増加してその位置に搬送される現像剤の剤面（上面）が所定高さを超えたときに、その余剰分の現像剤Ｇを剤貯留容器７０に向けて排出するためのものである。すなわち、余剰分の現像剤Ｇは、排出口２３ｄの下部の高さを超えて、排出口２３ｄから排出されて排出経路７１を経由して剤貯留容器７０に向けて重力落下していく。このように、トナーＴの母体樹脂や外添剤によって汚染されて劣化したキャリアが自動的に現像部の外部に排出されるので、経時においても画像品質の劣化を抑止することができる。
なお、図２では図示を省略しているが、排出経路７１中には、排出口２３ｄから排出された現像剤を水平方向に搬送するための排出スクリュ２３ｎが設置されている（図３を参照できる。）。
【００４５】
また、図３を参照して、本実施の形態１では、第２の現像ローラ２３ａ２の下方（回転方向下流側）であって、感光体ドラム２１に対向する位置に、キャリア捕集ローラ２３ｋが設置されている。さらに、キャリア捕集ローラ２３ｋに当接する位置に、スクレーパ２３ｍが設置されている。
キャリア捕集ローラ２３ｋは、ステンレス等からなる円筒体内に所定の磁界を形成するマグネットが固設されたものであって、現像装置２３内から移動（飛翔）して感光体ドラム２１に付着したキャリアを捕集するためのものである。キャリア捕集ローラ２３ｋは、図３の反時計方向に回転駆動される。キャリア捕集ローラ２３ｋによって捕集されて担持されたキャリアは、そのほとんどが第２の現像ローラ２３ａ２との対向位置で現像ローラ２３ａ２上に移行して、現像ローラ２３ａ２の剤離れ極の位置で現像ローラ２３ａ２から離脱して第２現像剤搬送部Ｂ２内に回収される。一方、現像ローラ２３ａ２上に移行せずにキャリア捕集ローラ２３ｋ上に残留・担持されたキャリアは、スクレーパ２３ｍによって機械的に掻き取られて、第２現像剤搬送部Ｂ２内に回収される。このように、キャリア捕集ローラ２３ｋを設置することで、感光体ドラム２１上に付着したキャリアを現像装置２３内に回収できるために、異常画像（ホタル画像、白抜け画像）の発生が抑止されるとともに、現像装置２３内のキャリアが不足する不具合が抑止される。
【００４６】
ここで、第１現像ローラ１２ａ１と第２現像ローラ２３ａ２とは、互いに同じ外径となるように形成されるとともに、互いに同じ回転数で回転する。第１現像ローラ１２ａ１と第２現像ローラ２３ａ２とは、外径が２０〜６５ｍｍの範囲で設定され、回転軸方向の長さが２２０〜５５０ｍｍの範囲で設定されている。
なお、本実施の形態１では、現像ローラ２３ａ１、２３ａ２の外径が３０ｍｍ、現像ローラ２３ａ１、２３ａ２の外周面上の線速が７４８ｍｍ／秒、キャリア捕集ローラ２３ｋの外径が１６ｍｍ、キャリア捕集ローラ２３ｋの外周面上の線速が１０．６ｍｍ／秒、プロセス線速（感光体ドラム２１の外周面上の線速、及び、記録媒体Ｐの搬送速度である。）が４４０ｍｍ／秒、程度に設定されている。また、本実施の形態１において用いられるキャリアＣは、粒径が５５μｍ、飽和磁化が９６ｅｍｕ／ｇ、程度のものである。さらに、本実施の形態１において用いられるトナーＴは、粒径が６．８μｍ程度のものである。
【００４７】
以下、図４にて、本実施の形態１において特徴的な、現像装置２３の構成・動作について詳述する。
図４を参照して、本実施の形態１における現像装置２３には、２つの現像ローラ２３ａ１、２３ａ２が、それぞれ感光体ドラム２１に対して所定の現像ギャップＰＧ１、ＰＧ２（図３を参照できる。）をあけて対向するように、図４の反時計方向に回転する感光体ドラム２１の回転方向（走行方向）に沿って並設されている。
そして、第１現像ローラ２３ａ１と第２現像ローラ２３ａ２とは、同じ回転周期で回転するように構成されている。具体的には、第１現像ローラ２３ａ１と第２現像ローラ２３ａ２とは、互いに同じ外径となるように形成されるとともに、互いに同じ回転数で回転するように構成されている。なお、本実施の形態１では、第１現像ローラ２３ａ１と第２現像ローラ２３ａ２とが同方向（図４の時計方向である。）に回転するように設定されている。
【００４８】
ここで、本実施の形態１では、第１現像ローラ２３ａ１と第２現像ローラ２３ａ２とは、外径振れ量が最大となる位相位置Ｍ１、Ｍ２が感光体ドラム２１との対向位置（現像領域）に達する互いの周期が８３°〜１２０°の範囲でずれるように配設されている。
【００４９】
詳しくは、図４を参照して、符号Ｍ１は、第１現像ローラ２３ａ１における最大振れ位置（外径振れ量が最大となる位相位置）を示す。すなわち、最大振れ位置Ｍ１は、第１現像ローラ２３ａ１の回転中心軸と、第１現像ローラ２３ａ１の外周面と、の距離が最大となる、第１現像ローラ２３ａ１の外周面上の位置である。
同様に、符号Ｍ２は、第２現像ローラ２３ａ２における最大振れ位置（外径振れ量が最大となる位相位置）を示す。すなわち、最大振れ位置Ｍ２は、第２現像ローラ２３ａ２の回転中心軸と、第２現像ローラ２３ａ２の外周面と、の距離が最大となる、第２現像ローラ２３ａ２の外周面上の位置である。
このような現像ローラ２３ａ１、２３ａ２の振れは、回転軸やスリーブの偏心や、スリーブの円筒度の誤差や、現像ローラを構成する各部品の加工誤差や組立誤差、等によって生じるものであって、その振れ量（最大振れ量−最小振れ量）は０．０１〜０．２ｍｍ程度になるのが一般的である。
【００５０】
そして、本実施の形態１では、同じ回転周期で回転する２つの現像ローラ２３ａ１、２３ａ２における互いの最大振れ位置Ｍ１、Ｍ２が８３°〜１２０°の範囲内の位相差θ（ズレ角）を有するように構成している。
換言すると、図４に示すように、第１現像ローラ２３ａ１の最大振れ位置Ｍ１が感光体ドラム２１との対向位置に達したとき（最大振れ位置Ｍ１が感光体ドラム２１の中心と第１現像ローラ２３ａ１の中心とを結ぶ線分上に達したとき）に、第２現像ローラ２３ａ２の最大振れ位置Ｍ２と第２現像ローラ２３ａ２の中心とを結ぶ線分と、感光体ドラム２１の中心と第２現像ローラ２３ａ２の中心とを結ぶ線分と、がなす角度θ（ズレ角）が８３°〜１２０°になるように設定している。ここで、２つの現像ローラ２３ａ１、２３ａ２は同じ回転周期で回転しているため、２つの現像ローラ２３ａ１、２３ａ２における最大振れ位置Ｍ１、Ｍ２の位相差θ（ズレ角）の関係は、常に一定となる。
そして、このような構成により、２つの現像ローラ２３ａ１、２３ａ２の振れ量を高精度に検査したり、その検査結果に基いて現像ローラ２３ａ１、２３ａ２を選別したりすることなく、出力画像上に現像ローラ２３ａ１、２３ａ２の回転周期に対応した大きなピッチ状濃度ムラが生じる不具合を低減することができる。
【００５１】
図５は、別の形態の現像装置における、第１現像ローラ２３ａ１と第２現像ローラ２３ａ２との回転方向の位置関係を示す図である。
図５に示す現像装置も、図４のものと同様に、第１現像ローラ２３ａ１と第２現像ローラ２３ａ２とは、同じ回転周期で回転するように構成されている。具体的には、第１現像ローラ２３ａ１と第２現像ローラ２３ａ２とは、互いに同じ外径となるように形成されるとともに、互いに同じ回転数で回転するように構成されている。ここで、図５に示す現像装置は、第１現像ローラ２３ａ１と第２現像ローラ２３ａ２とが互いに逆方向（図５の時計方向と反時計方向とである。）に回転するように設定されている。また、ドクターブレード２３ｃが、それぞれの現像ローラ２３ａ１、２３ａ２の現像領域に対して現像ローラ２３ａ１、２３ａ２の回転方向上流側（図５の位置である。）に配設されている。
そして、図５の現像装置においても、第１現像ローラ２３ａ１と第２現像ローラ２３ａ２とは、外径振れ量が最大となる位相位置Ｍ１、Ｍ２が感光体ドラム２１との対向位置（現像領域）に達する互いの周期が８３°〜１２０°の範囲でずれるように配設されている。これにより、２つの現像ローラ２３ａ１、２３ａ２の振れ量を高精度に検査したり、その検査結果に基いて現像ローラ２３ａ１、２３ａ２を選別したりすることなく、出力画像上に現像ローラ２３ａ１、２３ａ２の回転周期に対応した大きなピッチ状濃度ムラが生じる不具合を低減することができる。
【００５２】
以下、図６にて、上述した本発明の効果を確認するために、本願発明者がおこなったシミュレーションの結果について説明する。
図６は、第１現像ローラ２３ａ１と第２現像ローラ２３ａ２との回転方向の位置関係（位相差θ）が異なるときの、現像能力の変動を示すグラフである。図６（Ａ）は位相差θが８３°のとき（図４又は図５の現像装置において位相差θを下限値に設定したときである。）の現像能力の変動を示すグラフであって、図６（Ｂ）は位相差θが１２０°のとき（図４又は図５の現像装置において位相差θを上限値に設定したときである。）の現像能力の変動を示すグラフであって、図６（Ｃ）は位相差θが０°のとき（図４又は図５の現像装置において位相差θを範囲外に設定したときであって、従来のものである。）の現像能力の変動を示すグラフである。
図６（Ａ）〜（Ｃ）において、横軸は記録媒体Ｐの搬送方向に対応したプリント位置を示し、縦軸は現像能力（相対強度であって、無次元数である。）を示す。また、図６（Ａ）〜（Ｃ）において、グラフＳ１は第１現像ローラ２３ａ１単独の現像能力の変動を示すグラフであって、グラフＳ２は第２現像ローラ２３ａ２単独の現像能力の変動を示すグラフであって、グラフＱは第１現像ローラ２３ａ１と第２現像ローラ２３ａ２とを合わせた現像装置２３全体としての現像能力の変動を示すグラフである。
【００５３】
図６（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、第１現像ローラ２３ａ１と第２現像ローラ２３ａ２とは、それぞれ、振れ量の大きな位置と小さな位置とが存在するために、回転周期で現像能力が変動する。具体的に、現像ローラ２３ａ１、２３ａ２の振れ量が最大となる位置Ｍ１、Ｍ２（波形の山部である。）では現像能力が高くなり、現像ローラ２３ａ１、２３ａ２の振れ量が最小となる位置（波形の谷部である。）では現像能力が低くなる。
これは、図７に示すように、現像ギャップＰＧ１、ＰＧ２の大きさと、感光体ドラム２１上のトナー付着量の大きさと、に反比例の関係が成立するためである。すなわち、現像ギャップＰＧ１、ＰＧ２が小さくなると、感光体ドラム２１と現像ローラ２３ａ１、２３ａ２との間の電界強度が大きくなって、現像ローラ２３ａ１、２３ａ２から感光体ドラム２１上に静電的に移動するトナーの量（トナー付着量）が増加する（現像能力が高くなる）。したがって、現像ローラ２３ａ１、２３ａ２の最大振れ位置Ｍ１、Ｍ２が現像領域に達したときに現像能力が最も高くなり、最小振れ位置が現像領域に達したときに現像能力が最も低くなる。そして、これらの振れ幅が大きいほど、現像能力の変動が大きいことになる。
また、図６（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、グラフＳ１とグラフＳ２は、それぞれの位相差θに対応して、横軸方向に互いにずれている。さらに、図６（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、グラフＱは、グラフＳ１の現像能力とグラフＳ２との現像能力との和となっている。したがって、グラフＱにおける現像能力の振れ幅が大きいほど、現像能力の変動が大きくなり、出力画像上におけるピッチ状濃度ムラの程度が悪化することになる。
なお、図６（Ａ）〜（Ｃ）は、２つの現像ローラ２３ａ１、２３ａ２の振れの状態を簡単にモデル化したものであって、２つの現像ローラ２３ａ１、２３ａ２の振れ量を同等として、それによる現像能力の変動量を−１〜１の範囲としている。
【００５４】
図６（Ｃ）に示すように、第１現像ローラ２３ａ１と第２現像ローラ２３ａ２との位相差θが０°のときには、双方の最大振れ位置Ｍ１、Ｍ２や最小振れ位置が同じタイミングで現像領域に達してしまうために、現像装置全体の現像能力の変動量は−２〜２の範囲になってしまう。
これに対して、第１現像ローラ２３ａ１と第２現像ローラ２３ａ２との位相差θが８３°のときには、双方の最大振れ位置Ｍ１、Ｍ２や最小振れ位置が充分に異なるタイミングで現像領域に達することになるため、現像装置全体の現像能力の変動量は−１．５〜１．５の範囲に低下する。この現像能力の変動量は、２段現像方式における出力画像上のピッチ状濃度ムラとして充分に許容できる値である。
さらに、第１現像ローラ２３ａ１と第２現像ローラ２３ａ２との位相差θが１２０°のときには、双方の最大振れ位置Ｍ１、Ｍ２や最小振れ位置がさらに充分に異なるタイミングで現像領域に達することになるため、現像装置全体の現像能力の変動量は−１．０〜１．０の範囲にさらに低下する。この現像能力の変動量は、２段現像方式における出力画像上のピッチ状濃度ムラとして完全に許容できる値である。
【００５５】
以上説明したシミュレーション結果から、同じ回転周期で回転する２つの現像ローラ２３ａ１、２３ａ２における互いの最大振れ位置Ｍ１、Ｍ２が８３°〜１２０°の位相差θ（ズレ角）を有するように配設することで、出力画像上のピッチ状濃度ムラが生じにくくなることがわかる。
【００５６】
なお、実際の現像装置２３の製造工程（組立工程）では、現像装置に現像ローラ２３ａ１、２３ａ２が組み付けられる前に、まず、それぞれの現像ローラ２３ａ１、２３ａ２の外径振れ量の測定がおこなわれる。そして、それぞれの現像ローラ２３ａ１、２３ａ２の最大振れ位置Ｍ１、Ｍ２にマーキングが施される。その後、マーキングされた最大振れ位置Ｍ１、Ｍ２を確認しながら、最大振れ位置Ｍ１、Ｍ２の位相差θ（ズレ角）が８３°〜１２０°の範囲になるように、現像装置２３に２つ現像ローラ２３ａ１、２３ａ２を設置する。
【００５７】
以上説明したように、本実施の形態１においては、２つの現像ローラ２３ａ１、２３ａ２を並設した場合であっても、外径振れ量が最大となる位相位置Ｍ１、Ｍ２が感光体ドラム２１（像担持体）との対向位置に達する互いの周期が最適な範囲でずれるように２つの現像ローラ２３ａ１、２３ａ２を配設しているために、部品コストや製造コストを高くすることなく、出力画像上に現像ローラ２３ａ１、２３ａ２の回転周期に対応した大きなピッチ状濃度ムラが生じる不具合を低減することができる。
【００５８】
なお、本実施の形態１では、図４や図５に示すように、第１現像ローラ２３ａ１の最大振れ位置Ｍ１が現像領域に達した後に、第２現像ローラ２３ａ２の最大振れ位置Ｍ２が現像領域に達するように、位相差θを設定した。これに対して、第２現像ローラ２３ａ２の最大振れ位置Ｍ２が現像領域に達した後に、第１現像ローラ２３ａ１の最大振れ位置Ｍ１が現像領域に達するように、位相差θを設定した場合であっても、その位相差θが８３°〜１２０°の範囲に設定されていれば、本実施の形態１と同様な効果を得ることができる。
【００５９】
実施の形態２．
図８及び図９にて、この発明の実施の形態２について詳細に説明する。
図８は、実施の形態２の現像装置における第１現像ローラと第２現像ローラと第３現像ローラとの回転方向の位置関係を示す図であって、前記実施の形態１における図４や図５に相当する図である。また、図９は、第１現像ローラと第２現像ローラと第３現像ローラとの回転方向の位置関係が異なるときの現像能力の変動を示すグラフであって、前記実施の形態１における図６に相当する図である。
本実施の形態２における現像装置は、３つの現像ローラ２３ａ１〜２３ａ３が設置されている点が、２つの現像ローラ２３ａ１、２３ａ２が設置されている前記実施の形態１のものと相違する。
【００６０】
図８に示すように、本実施の形態２における現像装置は、３つの現像ローラ２３ａ１〜２３ａ３が、それぞれ感光体ドラム２１に対して所定の現像ギャップをあけて対向するように、図８の反時計方向に回転する感光体ドラム２１の回転方向（走行方向）に沿って並設されている。
そして、第１現像ローラ２３ａ１と第２現像ローラ２３ａ２と第３現像ローラ２３ａ３とは、同じ回転周期で回転するように構成されている。具体的には、第１現像ローラ２３ａ１と第２現像ローラ２３ａ２と第３現像ローラ２３ａ３とは、互いに同じ外径となるように形成されるとともに、互いに同じ回転数で回転するように構成されている。
なお、本実施の形態２では、第２現像ローラ２３ａ２と第３現像ローラ２３ａ３とが同方向（図８の時計方向である。）に回転するように設定されていて、第１現像ローラ２３ａ１は逆方向（図８の反時計方向である。）に回転するように設定されている。また、ドクターブレード２３ｃは、第１現像ローラ２３ａ１及び第２現像ローラ２３ａ２の現像領域に対して、それぞれの現像ローラ２３ａ１、２３ａ２の回転方向上流側（図８の位置である。）に配設されている。
【００６１】
ここで、本実施の形態２では、第１現像ローラ２３ａ１と第２現像ローラ２３ａ２とは、外径振れ量が最大となる位相位置Ｍ１、Ｍ２が感光体ドラム２１との対向位置（現像領域）に達する互いの周期が６０°〜９０°の範囲でずれるように配設されている。さらに、第２現像ローラ２３ａ２と第３現像ローラ２３ａ３とも、外径振れ量が最大となる位相位置Ｍ２、Ｍ３が感光体ドラム２１との対向位置（現像領域）に達する互いの周期が６０°〜９０°の範囲でずれるように配設されている。すなわち、３つの現像ローラ２３ａ１〜２３ａ３は、隣接する現像ローラ同士の最大振れ位置についての位相差θ１、θ２が６０°〜９０°の範囲になるように配設されている。
これにより、３つの現像ローラ２３ａ１〜２３ａ３の振れ量を高精度に検査したり、その検査結果に基いて現像ローラ２３ａ１〜２３ａ３を選別したりすることなく、出力画像上に現像ローラ２３ａ１〜２３ａ３の回転周期に対応した大きなピッチ状濃度ムラが生じる不具合を低減することができる。
【００６２】
以下、図９にて、上述した本発明の効果を確認するために、本願発明者がおこなったシミュレーションの結果について説明する。
図９は、第１現像ローラ２３ａ１と第２現像ローラ２３ａ２と第３現像ローラ２３ａ３との回転方向の位置関係（位相差θ１、θ２）が異なるときの、現像能力の変動を示すグラフである。図９（Ａ）は位相差θ１、θ２が６０°のとき（本実施の形態２の現像装置において位相角差θ１、θ２を下限値に設定したときであって、第１現像ローラ２３ａ１と第３現像ローラ２３ａ３との位相差θが１２０°に設定されている。）の現像能力の変動を示すグラフであって、図９（Ｂ）は位相差θ１、θ２が９０°のとき（本実施の形態２の現像装置において位相差θ１、θ２を上限値に設定したときであって、第１現像ローラ２３ａ１と第３現像ローラ２３ａ３との位相差θが１８０°に設定されている。）の現像能力の変動を示すグラフであって、図９（Ｃ）は位相差θ１、θ２が０°のとき（本実施の形態２の現像装置において位相差θ１、θ２を範囲外に設定したときであって、従来のものである。）の現像能力の変動を示すグラフである。
図９（Ａ）〜（Ｃ）において、横軸は記録媒体Ｐの搬送方向に対応したプリント位置を示し、縦軸は現像能力（相対強度であって、無次元数である。）を示す。また、図９（Ａ）〜（Ｃ）において、グラフＳ１は第１現像ローラ２３ａ１単独の現像能力の変動を示すグラフであって、グラフＳ２は第２現像ローラ２３ａ２単独の現像能力の変動を示すグラフであって、グラフＳ３は第３現像ローラ２３ａ３単独の現像能力の変動を示すグラフであって、グラフＱは３つの現像ローラ２３ａ１〜２３ａ３を合わせた現像装置２３全体としての現像能力の変動を示すグラフである。
【００６３】
図９（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、第１現像ローラ２３ａ１と第２現像ローラ２３ａ２と第３現像ローラ２３ａ３とは、それぞれ、振れ量の大きな位置と小さな位置とが存在するために、回転周期で現像能力が変動する。具体的に、現像ローラ２３ａ１、２３ａ２、２３ａ３の振れ量が最大となる位置Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３（波形の山部である。）では現像能力が高くなり、現像ローラ２３ａ１、２３ａ２、２３ａ３の振れ量が最小となる位置（波形の谷部である。）では現像能力が低くなる。
また、図９（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、グラフＳ１〜Ｓ３は、それぞれの位相差θ１、θ２に対応して、横軸方向に互いにずれている。さらに、図９（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、グラフＱは、グラフＳ１〜Ｓ３の現像能力との和となっている。
なお、図９（Ａ）〜（Ｃ）において、３つの現像ローラ２３ａ１〜２３ａ３の振れ量は同等であって、それによる現像能力の変動量は−１〜１の範囲であるものとしている。
【００６４】
図９（Ｃ）に示すように、３つの現像ローラ２３ａ１〜２３ａ３の位相差θ１、θ２が０°のときには、それぞれの最大振れ位置Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３や最小振れ位置が同じタイミングで現像領域に達してしまうために、現像装置全体の現像能力の変動量は−３〜３の範囲になってしまう。
これに対して、３つの現像ローラ２３ａ１〜２３ａ３の位相差θ１、θ２が６０°のときには、それぞれの最大振れ位置Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３や最小振れ位置が充分に異なるタイミングで現像領域に達することになるため、現像装置全体の現像能力の変動量は−２．０〜２．０の範囲に低下する。この現像能力の変動量は、３段現像方式における出力画像上のピッチ状濃度ムラとして充分に許容できる値である。
さらに、３つの現像ローラ２３ａ１〜２３ａ３の位相差θ１、θ２が９０°のときには、それぞれの最大振れ位置Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３や最小振れ位置がさらに充分に異なるタイミングで現像領域に達することになるため、現像装置全体の現像能力の変動量は−１．０〜１．０の範囲にさらに低下する。この現像能力の変動量は、３段現像方式における出力画像上のピッチ状濃度ムラとして完全に許容できる値である。
【００６５】
以上説明したシミュレーション結果から、同じ回転周期で回転する３つの現像ローラ２３ａ１〜２３ａ３のうち隣り合う現像ローラ同士の最大振れ位置Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３が６０°〜９０°の位相差θ１、θ２（ズレ角）を有するように配設することで、出力画像上のピッチ状濃度ムラが生じにくくなることがわかる。
【００６６】
なお、実際の現像装置２３の製造工程（組立工程）では、まず、それぞれの現像ローラ２３ａ１〜２３ａ３の外径振れ量の測定がおこなわれる。そして、それぞれの現像ローラ２３ａ１〜２３ａ３の最大振れ位置Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３にマーキングが施される。その後、マーキングされた最大振れ位置Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３を確認しながら、最大振れ位置Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３の位相差θ１、θ２（ズレ角）が６０°〜９０°の範囲になるように、現像装置２３に３つ現像ローラ２３ａ１〜２３ａ３を設置する。
【００６７】
以上説明したように、本実施の形態２においては、３つの現像ローラ２３ａ１〜２３ａ３を並設した場合であっても、外径振れ量が最大となる位相位置Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３が感光体ドラム２１（像担持体）との対向位置に達する互いの周期が最適な範囲でずれるように３つの現像ローラ２３ａ１〜２３ａ３を配設しているために、部品コストや製造コストを高くすることなく、出力画像上に現像ローラ２３ａ１〜２３ａ３の回転周期に対応した大きなピッチ状濃度ムラが生じる不具合を低減することができる。
【００６８】
なお、前記各実施の形態では、剤カートリッジ２８から現像装置２３に向けて現像剤Ｇ（トナーＴ及びキャリアＣ）を供給したが、剤カートリッジからトナーＴのみを現像装置２３に向けて供給することもできる。その場合、トナーのみが収容されたトナーカートリッジ（剤カートリッジ）を設置して、磁気センサ２６の検知結果に基いてトナーカートリッジに収容されたトナーを現像装置２３に向けて適宜に補給することになる。
さらには、１成分現像剤方式（キャリアを用いずにトナーのみを用いる現像方式である。）の現像装置であって、複数の現像ローラを感光体ドラムに対して所定の現像ギャップをあけて配設する現像装置に対しても本発明を適用することができる。
【００６９】
また、前記各実施の形態では、上下方向に搬送スクリュ２３ｂ１、２３ｂ２が設置された現像装置に対して本発明を適用したが、複数の搬送スクリュが水平方向に設置された現像装置や、現像剤を長手方向に搬送する第１搬送スクリュ２３ｂ１の代わりに現像剤を短手方向に搬送するパドル状の現像剤搬送部材が設置された現像装置（特許文献１、２参照）、等に対しても本発明を適用することができる。
【００７０】
また、前記各実施の形態では、複数の現像ローラ２３ａ１〜２３ａ３の外径が同じになり同じ回転数で回転するように構成することで、複数の現像ローラ２３ａ１〜２３ａ３の回転周期を同一化した。これに対して、複数の現像ローラ２３ａ１〜２３ａ３の外径が異なる場合であっても、同じ回転数で回転するように構成することで、複数の現像ローラ２３ａ１〜２３ａ３の回転周期を同一化することができる。その場合であっても、複数の現像ローラの最大振れ位置の位相差θ（ズレ角）を最適化することで、前記各実施の形態とほぼ同様の効果を得ることができる。
【００７１】
なお、本発明が前記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、前記各実施の形態の中で示唆した以外にも、前記各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は前記各実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。
【符号の説明】
【００７２】
１  画像形成装置（装置本体）、
２０、２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫ  プロセスカートリッジ、
２１  感光体ドラム（像担持体）、
２３  現像装置（現像部）、
２３ａ１  第１現像ローラ、
２３ａ２  第２現像ローラ、
２３ａ３  第３現像ローラ、
Ｍ１〜Ｍ３  最大振れ位置（外径振れ量が最大となる位相位置）、
ＰＧ１、ＰＧ２  現像ギャップ。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７３】
【特許文献１】特許第３１２８７４５号公報
【特許文献２】特開昭６２−４５５５２号公報
【特許文献３】特開２００６−１７５１０号公報
【特許文献４】特許第２５２５８１９号公報
【図１】
2011022451.tif 000003
【図２】
2011022451.tif 000004
【図３】
2011022451.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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