(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像保持体に形成された静電潜像を現像する現像装置であって、
装置の外形を成す収容体と、
前記収容体に収容されかつ当該収容体によって両端部が回転可能に支持されるとともに、表面に現像剤を保持する円筒状の現像剤保持部と、
前記現像剤保持部の内側で当該現像剤保持部の軸線に沿って存在し前記収容体によって両端部が支持され、現像剤を磁力により引き寄せる磁石軸部と、
前記現像剤保持部の内側で前記磁石軸部によって支持されるとともに、当該現像剤保持部の軸線に沿って予め定められた距離を隔てて設けられ、当該現像剤保持部が当該磁石軸部の周囲を回転するよう当該現像剤保持部を回転可能に支持する回転支持部と、
前記現像剤保持部と接続され、駆動源からの駆動力を当該現像剤保持部に伝達する伝達部と
を備え、
前記磁石軸部は、重心が偏心した位置にあり、前記現像剤保持部の径方向に沿う方向における固有振動数が当該現像剤保持部の軸線を中心とした当該方向の角度に応じて異なるとともに、
前記回転支持部は、前記現像剤保持部の前記両端部における、当該現像剤保持部の軸線に沿った方向で前記磁石軸部が前記収容体によって支持された箇所の各々よりも当該現像剤保持部の中央側の位置にて当該現像剤保持部を支持し、
前記伝達部の加振周波数は、前記回転支持部間の距離に基づいて特定されかつ前記現像剤保持部が前記像保持体に向かう方向における前記磁石軸部の固有振動数と異なる周波数としたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記伝達部は、前記磁石軸部の固有振動数とは異なる周波数で、前記駆動源からの駆動力を前記現像剤保持部に伝達する歯車からなることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
画像形成装置本体に対して着脱自在とする外形を成す収容体と、
表面に静電潜像を保持して回転する像保持体と、
前記像保持体と並べて設けられ、前記収容体に収容されかつ当該収容体によって両端部が回転可能に支持されるとともに、表面に現像剤を保持する円筒状の現像剤保持部と、
前記現像剤保持部の内側で当該現像剤保持部の軸線に沿って存在し前記収容体によって両端部が支持され、現像剤を磁力により引き寄せる磁石軸部と、
前記現像剤保持部の内側で前記磁石軸部によって支持されるとともに、当該現像剤保持部の軸線に沿って予め定められた距離を隔てて設けられ、当該現像剤保持部が当該磁石軸部の周囲を回転するよう当該現像剤保持部を回転可能に支持する回転支持部と、
前記現像剤保持部と接続され、駆動源からの駆動力を当該現像剤保持部に伝達する伝達部と、
を備え、
前記磁石軸部は、重心が偏心した位置にあり前記現像剤保持部の径方向に沿う方向における固有振動数が当該現像剤保持部の軸線を中心とした当該方向の角度に応じて異なるとともに、
前記回転支持部は、前記現像剤保持部の前記両端部における、当該現像剤保持部の軸線に沿った方向で前記磁石軸部が前記収容体によって支持された箇所の各々よりも当該現像剤保持部の中央側の位置にて当該現像剤保持部を支持し、
前記伝達部の加振周波数は、前記回転支持部間の距離に基づいて特定されかつ前記現像剤保持部が前記像保持体に向かう方向における前記磁石軸部の固有振動数と異なる周波数としたことを特徴とするカートリッジ。
【請求項４】
装置の外形を成す収容体と、
表面に静電潜像を保持して回転する像保持体と、
前記像保持体と並べて設けられ、前記収容体に収容されかつ当該収容体によって両端部が回転可能に支持されるとともに、表面に現像剤を保持する円筒状の現像剤保持部と、
前記現像剤保持部の内側で当該現像剤保持部の軸線に沿って存在し前記収容体によって両端部が支持され、現像剤を磁力により引き寄せる磁石軸部と、
前記現像剤保持部の内側で前記磁石軸部によって支持されるとともに、当該現像剤保持部の軸線に沿って予め定められた距離を隔てて設けられ、当該現像剤保持部が当該磁石軸部の周囲を回転するよう当該現像剤保持部を回転可能に支持する回転支持部と、
前記現像剤保持部を回転させる動力を供給する動力源と、
前記動力源と前記現像剤保持部とを接続し、当該動力源から供給された駆動力を当該現像剤保持部に伝達する伝達部と
を備え、
前記磁石軸部は、重心が偏心した位置にあり前記現像剤保持部の径方向に沿う方向における固有振動数が当該現像剤保持部の軸線を中心とした当該方向の角度に応じて異なるとともに、
前記回転支持部は、前記現像剤保持部の前記両端部における、当該現像剤保持部の軸線に沿った方向で前記磁石軸部が前記収容体によって支持された箇所の各々よりも当該現像剤保持部の中央側の位置にて当該現像剤保持部を支持し、
前記伝達部の加振周波数は、前記回転支持部間の距離に基づいて特定されかつ前記現像剤保持部が前記像保持体に向かう方向における前記磁石軸部の固有振動数と異なる周波数とし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】
本発明は、現像装置、カートリッジ及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内部に回転体が設けられた現像器本体と、駆動モータによって回転駆動される駆動歯車に噛合する入力歯車、前記現像器本体の回転体に係脱可能な軸、及び該軸と一体的に回転するように取付けられ、前記入力歯車の回転に応動して回転する歯車を有し、前記現像器本体の側面に取付けられる駆動モジュールとからなる現像器の画像形成装置への取付構造に関し、現像器の振動が減少する現像器取付構造を提供することを目的とし、駆動歯車、入力歯車の最適噛合位置より更に深い噛合への駆動モジュールの移動を禁止するストッパ手段と、駆動モジュールをストッパ手段へ押圧する付勢手段とで構成するものが存在する（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１９９６１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、現像に用いられる磁石軸部の共振現象に帰因したトナー像の濃度むらを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明は、像保持体に形成された静電潜像を現像する現像装置であって、装置の外形を成す収容体と、前記収容体に収容されかつ当該収容体によって両端部が回転可能に支持されるとともに、表面に現像剤を保持する円筒状の現像剤保持部と、前記現像剤保持部の内側で当該現像剤保持部の軸線に沿って存在し前記収容体によって両端部が支持され、現像剤を磁力により引き寄せる磁石軸部と、前記現像剤保持部の内側で前記磁石軸部によって支持されるとともに、当該現像剤保持部の軸線に沿って予め定められた距離を隔てて設けられ、当該現像剤保持部が当該磁石軸部の周囲を回転するよう当該現像剤保持部を回転可能に支持する回転支持部と、前記現像剤保持部と接続され、駆動源からの駆動力を当該現像剤保持部に伝達する伝達部とを備え、前記磁石軸部は、重心が偏心した位置にあり、前記現像剤保持部の径方向に沿う方向における固有振動数が当該現像剤保持部の軸線を中心とした当該方向の角度に応じて異なるとともに、前記回転支持部は、前記現像剤保持部の前記両端部における、当該現像剤保持部の軸線に沿った方向で前記磁石軸部が前記収容体によって支持された箇所の各々よりも当該現像剤保持部の中央側の位置にて当該現像剤保持部を支持し、前記伝達部の加振周波数は、前記回転支持部間の距離に基づいて特定されかつ前記現像剤保持部が前記像保持体に向かう方向における前記磁石軸部の固有振動数と異なる周波数としたことを特徴とする現像装置である。
請求項２記載の発明は、前記伝達部は、前記磁石軸部の固有振動数とは異なる周波数で、前記駆動源からの駆動力を前記現像剤保持部に伝達する歯車からなることを特徴とする請求項１記載の現像装置である。
請求項３記載の発明は、画像形成装置本体に対して着脱自在とする外形を成す収容体と、表面に静電潜像を保持して回転する像保持体と、前記像保持体と並べて設けられ、前記収容体に収容されかつ当該収容体によって両端部が回転可能に支持されるとともに、表面に現像剤を保持する円筒状の現像剤保持部と、前記現像剤保持部の内側で当該現像剤保持部の軸線に沿って存在し前記収容体によって両端部が支持され、現像剤を磁力により引き寄せる磁石軸部と、前記現像剤保持部の内側で前記磁石軸部によって支持されるとともに、当該現像剤保持部の軸線に沿って予め定められた距離を隔てて設けられ、当該現像剤保持部が当該磁石軸部の周囲を回転するよう当該現像剤保持部を回転可能に支持する回転支持部と、前記現像剤保持部と接続され、駆動源からの駆動力を当該現像剤保持部に伝達する伝達部と、を備え、前記磁石軸部は、重心が偏心した位置にあり前記現像剤保持部の径方向に沿う方向における固有振動数が当該現像剤保持部の軸線を中心とした当該方向の角度に応じて異なるとともに、前記回転支持部は、前記現像剤保持部の前記両端部における、当該現像剤保持部の軸線に沿った方向で前記磁石軸部が前記収容体によって支持された箇所の各々よりも当該現像剤保持部の中央側の位置にて当該現像剤保持部を支持し、前記伝達部の加振周波数は、前記回転支持部間の距離に基づいて特定されかつ前記現像剤保持部が前記像保持体に向かう方向における前記磁石軸部の固有振動数と異なる周波数としたことを特徴とするカートリッジである。
請求項４記載の発明は、装置の外形を成す収容体と、表面に静電潜像を保持して回転する像保持体と、前記像保持体と並べて設けられ、前記収容体に収容されかつ当該収容体によって両端部が回転可能に支持されるとともに、表面に現像剤を保持する円筒状の現像剤保持部と、前記現像剤保持部の内側で当該現像剤保持部の軸線に沿って存在し前記収容体によって両端部が支持され、現像剤を磁力により引き寄せる磁石軸部と、前記現像剤保持部の内側で前記磁石軸部によって支持されるとともに、当該現像剤保持部の軸線に沿って予め定められた距離を隔てて設けられ、当該現像剤保持部が当該磁石軸部の周囲を回転するよう当該現像剤保持部を回転可能に支持する回転支持部と、前記現像剤保持部を回転させる動力を供給する動力源と、前記動力源と前記現像剤保持部とを接続し、当該動力源から供給された駆動力を当該現像剤保持部に伝達する伝達部とを備え、前記磁石軸部は、重心が偏心した位置にあり前記現像剤保持部の径方向に沿う方向における固有振動数が当該現像剤保持部の軸線を中心とした当該方向の角度に応じて異なるとともに、前記回転支持部は、前記現像剤保持部の前記両端部における、当該現像剤保持部の軸線に沿った方向で前記磁石軸部が前記収容体によって支持された箇所の各々よりも当該現像剤保持部の中央側の位置にて当該現像剤保持部を支持し、前記伝達部の加振周波数は、前記回転支持部間の距離に基づいて特定されかつ前記現像剤保持部が前記像保持体に向かう方向における前記磁石軸部の固有振動数と異なる周波数としたことを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比較して、磁石軸部の共振現象に帰因したトナー像の濃度むらをより抑制することができる。また、本構成を有しない場合に比較して、例えば偏心した磁石軸部を用いた場合でも、トナー像の濃度むらをより抑制することができる。
請求項２記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比較して、歯車の歯数の選択という、より簡易な構成でトナー像の濃度むらを抑制できる。
請求項３記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比較して、装置に装着された際に磁石軸部の共振現象に帰因したトナー像の濃度むらをより抑制することができるカートリッジを提供できる。
請求項４記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比較して、磁石軸部の共振現象に帰因したトナー像の濃度むらをより抑制することができる画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施の形態が適用される画像形成装置を示す概略構成図である。
【図２】本実施の形態が適用される現像装置の軸方向に沿った断面図である。
【図３】本実施の形態が適用される現像装置の径方向の断面図である。
【図４】本実施の形態におけるマグロールが一方向に寄せられること示す模式図である。
【図５】マグロールシャフトの固有振動数の測定における支持点を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
＜画像形成装置１００＞
図１は、本実施の形態が適用される画像形成装置１００を示す概略構成図である。図１に示す画像形成装置１００は、所謂タンデム型のカラープリンタである。この画像形成装置１００は、各色の画像データに対応して画像形成を行う画像形成部１０と、画像形成装置１００全体の動作を制御する制御部６とを備えている。またこの画像形成装置１００は、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）３や画像読取装置４等といった外部装置に接続され、これらから受信される画像データに対して予め定められた画像処理を施す画像処理部５を備えている。さらにこの画像形成装置１００は、各部に電力を供給する電力供給部９と、画像形成部１０に供給される用紙Ｓを積載する用紙積載部４０と、ユーザの操作によってなされた指示を受け付けるユーザ・インターフェイス７とを備えている。さらにまた、この画像形成装置１００は、画像形成部１０によって画像が形成された用紙Ｓを積載する排紙積載部４９を備えている。
なお、本実施の形態においては、画像形成装置１００を所謂タンデム型のカラープリンタとして説明するがこれに限定されない。例えば、単一の感光体上に順次形成される各色のトナー像を、中間転写体上に互いに重ね合わせた状態で一次転写した後、この中間転写体上に多重に転写された各色のトナー像を、二次転写ロールによって記録媒体上に二次転写することによりカラー画像を形成する、所謂マルチパス（４サイクル）型のカラープリンタでもよい。
【０００９】
＜画像形成部１０＞
画像形成部１０には、一定の間隔をおいて並列的に配置される４つの画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋが備えられている。各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、静電潜像を形成してトナー像を保持する感光体ドラム１２と、この感光体ドラム１２の表面を予め定められた電位で一様に帯電する帯電器１３とを備えている。また、各画像形成ユニット各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、この帯電器１３によって帯電された感光体ドラム１２を画像データに基づいて露光する露光装置１４と、感光体ドラム１２上に形成された静電潜像を現像剤を用いて現像する現像装置２０とを備える。さらに、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、転写後の感光体ドラム１２表面を清掃するクリーナ１６を備えている。
また、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、現像装置２０に収納されるトナーを除いて、略同様に構成される。そして、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、それぞれがイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）のトナー像を形成する。このようなことから、以下の説明においては、画像形成ユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの各構成についてはそれぞれ「Ｙ」、「Ｍ」、「Ｃ」、「Ｋ」という符号を付して区別するが、区別する必要のないときは、これらの符号は付さない。例えば、画像形成ユニット１Ｙの現像装置を意味するときは、「現像装置２０Ｙ」と表現し、現像装置２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋを区別しない場合には「現像装置２０」と表現する。
【００１０】
なお、本実施の形態においては、現像装置２０と感光体ドラム１２とはそれぞれ独立して構成される部材として説明するがこれに限定されない。現像装置２０と感光体ドラム１２とが一体として形成され、画像形成装置１００に脱着自在に設けられる所謂カートリッジとして構成されてもよい。
さらに、本実施の形態においては、現像剤はトナーおよびキャリアを含む二成分現像剤を用いているが、一成分現像剤であってもよい。なお、以下の説明では、二成分現像剤を単に現像剤と呼ぶ。
【００１１】
さて、画像形成部１０は、各画像形成ユニット１の感光体ドラム１２にて形成された各色トナー像が多重転写される中間転写ベルト１８を備えている。また、画像形成部１０は、各画像形成ユニット１にて形成された各色トナー像を中間転写ベルト１８に順次転写（一次転写）する一次転写ロール１７を備えている。さらに、画像形成部１０は、中間転写ベルト１８上に重畳して形成された各色トナー像を記録材（記録紙）である用紙Ｓに一括転写（二次転写）する二次転写ロール１９と、二次転写された各色トナー像を用紙Ｓに定着させる定着装置６１とを備えている。
また、画像形成部１０は、用紙積載部４０に積載された用紙Ｓを順次送り出すピックアップローラ６８と、このピックアップローラ６８によって送りだされた用紙Ｓを搬送する搬送ロール６９とを備えている。さらに画像形成部１０は、定着装置６１においてトナー像が定着された用紙Ｓの通過を検知するエグジットセンサ６３を有する。
【００１２】
本実施の形態の画像形成装置１００において、ＰＣ３や画像読取装置４から入力された画像データは、画像処理部５によって予め定められた画像処理が施された後、不図示のインターフェースを介して各画像形成ユニット１に送られる。そして、例えば黒（Ｋ）色トナー像を形成する画像形成ユニット１Ｋでは、像保持体の一例である感光体ドラム１２が矢印Ａ方向に回転しながら、帯電器１３により予め定められた電位で一様に帯電され、画像処理部５から送信された画像データに基づいて露光装置１４により走査露光される。それにより、感光体ドラム１２上には、黒（Ｋ）色画像に関する静電潜像が形成される。そして、感光体ドラム１２上に形成された静電潜像は、現像剤供給部の一例であり、感光体ドラム１２と現像装置２０とが対向する部位である現像部位で現像装置２０により現像され、感光体ドラム１２上には黒（Ｋ）トナー像が形成される。同様に、画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋにおいても、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像が形成される。
各画像形成ユニット１で形成された各色のトナー像は、矢印Ｂ方向に移動する中間転写ベルト１８上に、一次転写ロール１７により順次静電吸引されて、各色トナーが重畳された重畳トナー像が形成される。中間転写ベルト１８上の重畳トナー像は、中間転写ベルト１８の移動に伴って二次転写ロール１９が配置された領域（二次転写部Ｔｒ）に搬送される。
【００１３】
一方で、用紙積載部４０に積載された用紙Ｓは、ピックアップローラ６８によって送り出される。そして、ピックアップローラ６８によって送り出された用紙Ｓは、重畳トナー像が二次転写部Ｔｒに搬送されるタイミングに合わせて、搬送ロール６９によって二次転写部Ｔｒに供給される。重畳トナー像は、二次転写部Ｔｒにて二次転写ロール１９が形成する転写電界の作用により、搬送ロール６９によって搬送されてきた用紙Ｓ上に一括して静電転写される。
【００１４】
その後、重畳トナー像が静電転写された用紙Ｓは、中間転写ベルト１８から剥離され、定着装置６１まで搬送される。定着装置６１に搬送された用紙Ｓ上のトナー像は、定着装置６１によって熱および圧力による定着処理を受けて用紙Ｓ上に定着される。そして、定着画像が形成された用紙Ｓは、搬送ロール６９によってさらに搬送され、エグジットセンサ６３によって検知された後、画像形成装置１００の排出部に設けられた排紙積載部４９に積載される。
一方、二次転写後に中間転写ベルト１８に付着しているトナー（転写残トナー）は、二次転写の終了後に中間転写ベルト１８の表面からベルトクリーナ１５によって除去され、次の画像形成サイクルに備えられる。
このようにして、画像形成装置１００での画像形成がプリント枚数分のサイクルだけ繰り返される。
【００１５】
＜現像装置２０の構造＞
次に、図２及び図３を参照しながら現像装置２０の構造について説明する。なお、図２は、本実施の形態が適用される現像装置２０の軸方向に沿った断面図である。図３は、本実施の形態が適用される現像装置２０の径方向の断面図である。
現像装置２０は、装置の外形をなし、現像剤を内部に収容するハウジング２１を備えている。また、現像装置２０は、このハウジング２１に収容されるとともに回転可能に支持された現像ロール２２を備える。さらに、現像装置２０は、図示しないモータからの力を伝達する歯車４７が収容されてハウジング２１に取り付けられたカバー部材５０を備えている。
【００１６】
現像剤保持部の一例である現像ロール２２は、マグロールシャフト３１と、このマグロールシャフト３１の周りに回転可能となるよう第２の軸受２４によって支持された円筒状のスリーブ４１と、このスリーブ４１を支持する支持軸４３とを含む。
そして、磁石軸部の一例であるマグロールシャフト３１は、表面に磁極を有し現像剤を引き寄せる磁石部３２と、この磁石部３２の両端部側に突出して形成され、磁石部３２よりも小径な軸芯部３３とを有する。なお、磁石部３２と軸芯部３３との間には鍔部３４が形成されている。マグロールシャフト３１には固有振動数があるが、偏心したマグロールシャフト３１の固有振動数の値は、どの径方向の振動数かによって異なる。そして、マグロールシャフト３１の径方向によって固有振動数が異なることは、現像ロール２２の径方向によって現像ロール２２の固有振動数を異ならせる。
なお、本実施の形態におけるマグロールシャフト３１に備えられる磁石部３２は、マグロールシャフト３１の円周方向に設けられる材質や重量が異なる複数の磁石部３２から構成されてもよい。
【００１７】
スリーブ４１は、マグロールシャフト３１の磁石部３２の外周を取り囲むようにして、この磁石部３２と間隙を空けて配置されている。
そして、スリーブ４１の両端部には、スリーブ４１を支持する段付きでかつ筒状の支持軸４３がスリーブ４１の軸方向に突出して設けられている。この支持軸４３の外周には、外周環状段部４５が形成され、スリーブ４１側の内周には内周環状段部４６が設けられている。
【００１８】
そして、ハウジング２１の側面２１Ａに形成されたそれぞれの取り付け孔２１Ｂには、第１の軸受２３が挿入されている。この第１の軸受２３の内側にはスリーブ４１の支持軸４３が嵌めこまれており、第１の軸受２３は外周環状段部４５によって位置決めされている。また、スリーブ４１の一方の端部に設けられた支持軸４３には、伝達部の一例である歯車４７が支持軸４３に対して回転しないように固定されている。なお、スリーブ４１の他方の端部に設けられた支持軸４３には歯車４７は設けられていない。さらに、本実施の形態の歯車４７は、複数の歯車によって構成されてもよい。
【００１９】
スリーブ４１の内周環状段部４６には、回転支持部の一例である第２の軸受２４が挿入され、この第２の軸受２４の内側には軸芯部３３が挿入されている。この第２の軸受２４はマグロールシャフト３１の鍔部３４によって位置決めされる。そして、図２に示すように、軸芯部３３はハウジング２１の側面２１Ａから突出している。なお、軸芯部３３は、ハウジング２１から突出していても、突出していなくてもよい。
【００２０】
収容体の一例であるカバー部材５０には、固定孔５２が形成されており、この固定孔５２に軸芯部３３が挿入されている。また、カバー部材５０には保持部６０が一体形成されている。この保持部６０は、感光体ドラム１２に向けて突出した形状になっている。そして、図３に示すように、スリーブ４１の両端部側に設けられたカバー部材５０にそれぞれ一体形成された保持部６０が、感光体ドラム１２に押しあてられることにより、感光体ドラム１２と現像ロール２２とは予め定められた間隔に保持されることになる。
【００２１】
＜現像装置２０の動作＞
ここで、図１及び図２を参照しながら、現像装置２０の動作について説明する。
まず、制御部６より指示を受けた図示しないモータが駆動し、このモータからの力を現像ロール２２に伝達する歯車４７が回転する。そして、この回転する歯車４７が、支持軸４３及びこの支持軸４３が支持するスリーブ４１をマグロールシャフト３１の周りで回転させる。この回転するスリーブ４１の表面には、マグロールシャフト３１の磁石部３２が引き寄せる現像剤が保持される。
なお、本実施の形態の現像装置２０において、図示しないモータが駆動することによって回転するのは、支持軸４３及びスリーブ４１であり、マグロールシャフト３１、ハウジング２１及びカバー部材５０等は回転しない。
【００２２】
さて、歯車４７が回転すると、スリーブ４１が回転するとともに、保持部６０が受ける駆動反力が直接マグロールシャフト３１やスリーブ４１に伝達される場合がある。マグロールシャフト３１やスリーブ４１に駆動反力が伝達されると、マグロールシャフト３１やスリーブ４１が振動する。そして、マグロールシャフト３１やスリーブ４１が振動すると、感光体ドラム１２に保持された静電潜像が現像されて形成されるトナー像に濃度むらが起きることがある。さらに、歯車４７によって現像ロール２２に伝達される周波数である加振周波数と、現像ロール２２の固有振動数とが一致すると、共振により現像ロール２２の振動が増幅される。その場合、感光体ドラム１２に形成されたトナー像の濃度むらはさらに起きやすくなる。特に、感光体ドラム１２に向かう方向における現像ロール２２の固有振動数と、歯車４７の加振周波数とが一致すると、感光体ドラム１２と現像ロール２２との間隙が大きく変化し感光体ドラム１２に形成されたトナー像に生じる濃度むらが大きくなる。なお、本実施の形態におけるトナー像の濃度むらとは、トナー像が帯状に乱れる状態を指し、所謂バンディングと呼ばれる画像欠陥である。
そこで、本実施の形態においては、現像ロール２２の固有振動数と歯車４７の加振周波数とを異ならせる。現像ロール２２の固有振動数と歯車４７の加振周波数とが異なれば、共振による現像ロール２２の振動の増幅が抑制され、結果としてトナー像の濃度むらが抑制される。
以下では現像ロール２２の固有振動数について説明し、その後に歯車４７の加振周波数について説明する。
【００２３】
＜現像ロール２２の固有振動数＞
まず、現像ロール２２の固有振動数は、一般的に考えると次のように算出される。
現像ロール２２を両端支持梁と考えると、現像ロール２２の固有振動数ｆ（Ｈｚ）は、
ｆ（Ｈｚ）＝λ２／２πＬ２×（ＥＩ／ρＡ）１/２
で表わされる。ここで、Ｌ：梁の長さ 、Ｅ：梁材料の縦弾性係数 、Ｉ：断面２次モーメント、ρ：密度 、Ａ ：断面積であり、λは１次のλ：π、２次のλ：２π、３次のλ：３πとなる。
さて、現像ロール２２の固有振動数を上記式により算出する際に、梁の長さＬが問題となり得ることが確認された。すなわち、現像ロール２２がカバー部材５０によって支持されていると考え、上記式における梁の長さＬをカバー部材５０間の距離（図２におけるＬｏｕｔ参照）として算出した固有振動数と、測定によって得られた固有振動数とが一致しないことが確認された。なお、測定によって得られた固有振動数とは、実際に現像を行う条件で現像ロール２２を駆動し、現像剤を保持する状態の現像ロール２２を測定したものである。
一方で、上記式における梁の長さＬを第２の軸受２４間の距離（図２におけるＬｉｎ参照）離間した支持点によって現像ロール２２が支持されていると考えて算出した固有振動数は、測定によって得られた固有振動数により近くなることが確認された。すなわち、カバー部材５０ではなく現像ロール２２の内側に位置する第２軸受２４を支持点と考えて算出した現像ロール２２の固有振動数が、実際の現像剤を保持する状態の現像ロール２２の固有振動数により近いことが確認された。
【００２４】
ここで、図４を参照しながら、上記式における梁の長さを第２の軸受２４間の距離とした方がより実際の測定結果に近づくことについて説明する。図４は、本実施の形態におけるマグロールシャフト３１が一方向に寄せられること示す模式図である。なお、図４においては、明瞭化のため磁石部３２等一部の部材の記載を省略している。
上記式における梁の長さＬを、カバー部材５０間の距離よりも第２の軸受２４間の距離とした方が、より実際の測定結果に近づくことは、次の理由によるものとも考えられる。すなわち、実際の現像ロール２２の使用条件下では、マグロールシャフト３１の磁石部３２が磁力により引き寄せることによって、現像剤がスリーブ４１の表面に保持される。そして、このスリーブ４１の表面に保持される現像剤と、マグロールシャフト３１に備えられる磁石部３２とは、磁力により互いに引き寄せ合う。この互いに引き寄せ合う力により、マグロールシャフト３１の中央部が一方向に寄せられる（図４の矢印参照）。いわば、図４に示すようにマグロールシャフト３１が撓むような状態である。そして、このようにマグロールシャフト３１が撓む結果として、現像ロール２２の支持点が、より外側に位置するカバー部材５０ではなく、より内側に位置する第２軸受２４になるとも考えられる。
【００２５】
＜実験＞
さて、マグロールシャフト３１の固有振動数が支持点によっていかに変化するかを確認した実験結果について、図５を参照しながら説明する。
ここで、図５は、マグロールシャフト３１の固有振動数の測定における支持点を説明するための説明図である。なお、図５においては、説明のためにマグロールシャフト３１以外の部材を破線で記載している。
【００２６】
まず実験の条件を説明する。
この実験では、図５に示すように、マグロールシャフト３１単体で測定を行った。なお、マグロールシャフト３１は現像剤を引きつけていない状態で測定を行った。
そして、マグロールシャフト３１に対して歯車４７が配置される位置（図５のＶ参照）を、加振機によって加振することによって、マグロールシャフト３１の固有振動数を測定した。
さらに、この実験ではマグロールシャフト３１を支持する支持点の位置を変化させながら現像ロール２２の固有振動数を測定した。マグロールシャフト３１の支持点は次のように変化させた。まず、実験条件（１）では、図５の（１）で示すように、マグロールシャフト３１の両端がカバー部材５０の位置で支持される。実験条件（２）では、図５の（２）で示すように、マグロールシャフト３１の一方の端部が第２軸受２４の位置で支持され、他方の端部がカバー部材５０の位置で支持される。実験条件（３）では、図５の（３）で示すように、マグロールシャフト３１の両端が磁石部３２を挟んで備えられる第２軸受２４の位置で支持される。
【００２７】
その結果、各実験条件における現像ロール２２の固有振動数は、実験条件（１）では約７５Ｈｚ、実験条件（２）では約９０Ｈｚ、実験条件（３）では約１１０Ｈｚとなった。すなわち、支持点間の距離が短くなると、現像ロール２２の固有振動数が増加することが確認された。この結果は、上記式において、現像ロール２２の固有振動数は梁の長さの２乗に反比例するという関係と同じ傾向の結果となった。
【００２８】
＜歯車４７の加振周波数＞
次に、歯車４７の加振周波数について説明する。
スリーブ４１を回転させる歯車４７の加振周波数は、歯車４７の回転数や歯数によって規定される。より具体的には、動力源の一例である図示しないモータによって回転する歯車４７の歯数と回転数との積が加振周波数となる。
【００２９】
したがって、歯車４７の加振周波数とマグロールシャフト３１の固有振動数とを異ならせる場合、歯車４７の加振周波数を変更する態様が考えられる。例えば、ある値の固有振動数をもつ現像ロール２２の仕様に合わせて、歯車４７の加振周波数を変更するべく、歯数や回転数を変更する態様がある。さらに、歯車４７の加振周波数を変更するために、歯車４７のモジュールを変更する態様も考えられる。
【００３０】
＜他の態様＞
さて、上述のように歯車４７の加振周波数と現像ロール２２の固有振動数とを異ならせることによって、共振により現像ロール２２の振動が増幅されることが回避され、トナー像の濃度むらが抑制される。ここで、歯車４７の加振周波数と現像ロール２２の固有振動数とを異ならせる態様としては、上述のように歯車４７の加振周波数を変更する以外に次のようなものがある。すなわち、歯車４７の加振周波数ではなく現像ロール２２の固有振動数を変更する態様や、歯車４７の加振周波数と現像ロール２２の固有振動数とを両者ともに変更する態様がある。
そして、現像ロール２２の固有振動数を変更する態様としては、第２軸受２４間の距離を変更することが考えられる。さらに、マグロールシャフト３１、磁石部３２、軸芯部３３、スリーブ４１等の質量、長さ、径、材質等を変えることによって、現像ロール２２の固有振動数を変化させる態様も考えられる。
【００３１】
ここで、本実施の形態においては、図示しないモータからの力を伝達する構成として、歯車４７を説明したがこれに限定されない。例えばタイミングベルトやカップリング等によって、図示しないモータからの力を伝達してもよい。そして、タイミングベルトやカップリング等の仕様を、第２の軸受２４間の距離に基づいて特定される現像ロール２２の固有振動数とは異なる周波数で、図示しないモータからの力を伝達するように設定する態様でもよい。
また、上記式においては、ρ：密度が用いられる。そして、密度は現像ロール２２の質量を基に算出される。ここで、実際の使用条件下の現像装置２０では、上述のように現像剤が現像ロール２２に保持されている。したがって、より正確に現像ロール２２の固有振動数を把握する場合は、保持された現像剤を含んだ質量を現像ロール２２の質量として考える。
【符号の説明】
【００３２】
３…ＰＣ、４…画像読取装置、１０…画像形成部、１２…感光体ドラム、１３…帯電器、１４…露光装置、１７…一次転写ロール、１８…中間転写ベルト、１９…二次転写ロール、２０…現像装置、２１…ハウジング、２２…現像ロール、３１…マグロールシャフト、４１…スリーブ、６１…定着装置、１００…画像形成装置、Ｓ…用紙
【図１】
0005716334.tif 000002
【図２】
0005716334.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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