(57)【要約】【課題】現像領域の重なり部分を最小限にでき、濃度ムラを目立たなくすることができる低コストな画像形成装置の提供を目的としている。【解決手段】本発明は、隣り合う現像可能領域に隙間が生じないように複数の現像スリーブ１２ａ，１２ｂ，１２ｃが像担持体１の長手方向に沿って千鳥状に配列されて成る画像形成装置において、各現像スリーブ１２ａ，１２ｂ，１２ｃは、現像領域の補正を行なうために、像担持体１の長手方向に沿って所定量移動できることを特徴とする。【選択図】　　図２
2004101867.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿画像に対応した静電潜像がその表面に形成される像担持体と、この像担持体の表面に形成された静電潜像にトナーを供給して静電潜像を可視化することにより像担持体上にトナー像を形成する複数の現像スリーブを備え、隣り合う現像可能領域に隙間が生じないように前記複数の現像スリーブが前記像担持体の長手方向に沿って千鳥状に配列されて成る画像形成装置において、前記各現像スリーブは、現像領域の補正を行なうために、前記像担持体の長手方向に沿って所定量移動できることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記複数の現像スリーブによって１つの現像装置が構成され、この現像装置は、前記各現像スリーブが共有する現像部品を備えていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記各現像スリーブは、前記像担持体に対する距離を変更できることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式を用いた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、静電写真プロセスが利用されている画像形成装置では、図６に示されるように、帯電装置２によって予め所定の極性に帯電された感光体（像担持体）１の表面に、原稿画像に対応した静電潜像が露光装置３により形成される。この静電潜像は、感光体１の周囲の所定位置に設けられた現像装置４によって現像される。すなわち、現像装置から供給される帯電した微粉体であるトナーによって静電潜像が現像されて可視化される。感光体１上に形成されたトナー像は、感光体１の回転によって転写・分離装置５へと達し、転写・分離装置５に搬送されてきた転写材（記録紙）に転写される。その後、転写材に転写されたトナー像は、定着装置８で転写材に対して定着される。また、転写処理終了後、次の複写処理に備えて、感光体１上に残ったトナーがクリーニング装置６によって除去されるとともに、除電装置７によって感光体１上の残電位が除去される。
【０００３】
ところで、このような画像形成装置においては、単色の場合、感光体１に対して、同等の有効幅を有する一対の現像装置が必要である。また、その現像方式のプロセスに関しては、有効幅に関係なく、殆ど同じ形状になるのが理想的である。
【０００４】
しかし、広幅機器において、現像装置は、部品の重量、撓み等の影響が少なからず有り、部品の剛性が必要になるため、部品が大きく、重量が増え、また、成形にも大型機器が必要となり、高コスト部品になってしまう。
【０００５】
そこで、大型で高重量のこれまでの現像装置に変わって、一般的に小型化された現像装置を感光体に対して直交方向に複数配設することが行われている。無論、この場合、現像装置を複数個並べただけでは、装置間に隙間が生じてしまうため、図７に示されるように、現像スリーブ９ａ，９ｂ，９ｃを感光体１に対して千鳥状に配設し、画像領域全てを現像可能としている。これにより、軽量、コンパクト、更には低コストな現像装置が可能になった。（例えば、特許文献１参照）
【０００６】
【特許文献１】特開平８−３０５１２８
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような千鳥状配列の現像装置では、画像領域を全て現像可能とするため、現像領域に重なり部分が生じてしまう。また、このような重なり部分は、二重現像を行なうため、他の部分と濃度の差異が生じてしまう。
【０００７】
また、現像装置を複数個配置する場合、各現像装置の内部部品やそれに代わる周囲の部品のうち、その形状や大きさが、広幅機器にも係わらず、一般部品と殆ど変わらないものは、これらを複数使用すると、装置の大型化やコストアップを招いてしまうという問題もある。
【０００８】
また、現像装置を複数個配置する場合、各現像装置は、感光体に対して一定の距離をもって配置される。しかし、各現像装置は、その現像能力が異なるため、感光体に対して一定の距離に固定されると、画像濃度に差が生じてしまう。
【０００９】
本発明は前記事情に着目してなされたものであり、その目的とするところは、現像領域の重なり部分を最小限にでき、濃度ムラを目立たなくすることができる低コストな画像形成装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために請求項１に記載された発明は、原稿画像に対応した静電潜像がその表面に形成される像担持体と、この像担持体の表面に形成された静電潜像にトナーを供給して静電潜像を可視化することにより像担持体上にトナー像を形成する複数の現像スリーブを備え、隣り合う現像可能領域に隙間が生じないように前記複数の現像スリーブが前記像担持体の長手方向に沿って千鳥状に配列されて成る画像形成装置において、前記各現像スリーブは、現像領域の補正を行なうために、前記像担持体の長手方向に沿って所定量移動できることを特徴とする。
【００１１】
この請求項１に記載された発明によれば、現像領域が重なる部分において、その画像不安定領域の範囲を狭くできる。すなわち、重なり部分を最小限にし、濃度ムラを目立たなくすることができる。
【００１２】
また、請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記複数の現像スリーブによって１つの現像装置が構成され、この現像装置は、前記各現像スリーブが共有する現像部品を備えていることを特徴とする。
【００１３】
この請求項２に記載された発明によれば、請求項１に記載された発明と同様の作用効果が得られるとともに、現像スリーブ（その構成及び部品精度が非常に重要であるため、剛性が必要で、広幅機器の中でも、最も高コストの部品である）を分割して現像装置から分離しているため、現像スリーブの径を細くでき、大きなコストダウンを図ることができるとともに、現像スリーブの撓みも防止できる。
【００１４】
また、請求項３に記載された発明は、請求項１または請求項２に記載された発明において、前記各現像スリーブは、前記像担持体に対する距離を変更できることを特徴とする。
【００１５】
この請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２に記載された発明と同様の作用効果が得られるとともに、現像能力、その他の部品のバラツキ等、様々な要因で濃度変化が生じてしまう場合でも、像担持体と現像スリーブとの間の距離を調整することにより、濃度差を低減することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の一実施形態について説明する。
【００１７】
図１および図２は本発明の第１の実施形態を示している。図１に示されるように、本実施形態に係る画像形成装置は、露光手段としての書き込み光学ユニットを有している。書き込み光学ユニットは、例えば、スキャナからの画像データを光信号に変換して、原稿画像に対応した光書き込みを行ない像担持体としての感光体１の表面上に静電潜像を形成する。なお、本実施形態の画像形成装置は、一般的な広幅の黒現像装置を備えた図６の画像形成装置に対して、相違点が分かるように、現像装置以外の構成要素が図６と全く同一になっている。
【００１８】
図１に示される感光体１は、画像形成装置の装置本体（図示せず）内に回転可能に設けられており、例えば図中矢印で示すように反時計回りに回転する。感光体１の周囲には、感光体１の表面を帯電処理する（帯電ローラ等で電圧を印加して感光体１を帯電する）帯電装置２と、原稿画像に対応した光書き込みを行なうためにレーザ光を感光体１に向けて照射して感光体１の表面上に静電潜像を形成する露光装置３と、感光体１の表面に形成された静電潜像にトナーを供給して静電潜像を可視化することにより感光体１上にトナー像を形成する複数（本実施形態では、３つ）の現像装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃと、感光体１上のトナー像を転写材である用紙に転写するとともに用紙を感光体１から分離させる転写・分離装置５と、転写処理終了後に感光体１を次の複写処理に備えてクリーニングする（感光体１上に残った残トナーを除去する）クリーニング装置６と、感光体１上の残電位を除去する除電装置７とが設けられている。
【００１９】
画像形成装置の下側には、前記装置本体に対して着脱自在に取り付けられる給紙トレイを有する給紙装置（図示せず）が設けられている。前記給紙装置から一枚ずつ送り出された用紙は、図示しないレジストローラにより転写・分離装置５に向けて所定のタイミングで送り出され、転写・分離装置２で感光体１側からトナー像が転写された後、定着装置８においてトナー像が定着される。定着装置８は、ヒータが内蔵された定着ローラと、定着ローラに対向して圧接される加圧ローラとを有し、これらローラ間を通る用紙のトナー像をヒータの熱によって定着する。なお、定着装置８でトナー像が定着された用紙は、図示しない排紙トレイ上に排出される。
【００２０】
図２に示されるように、３つの現像装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、感光体１の長手方向に沿って千鳥状に配列されており、これによって、隣り合う現像可能領域に隙間が生じないように現像する（画像領域全てを現像可能とする）分割現像手段を構成している。また、各現像装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、現像領域の補正を可能とすべく、感光体１の長手方向に沿って所定量移動できるようになっている（移動方向が図２に矢印で示されている）。また、各現像装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃの現像スリーブ１２ａ，１２ｂ，１２ｃは、その直径が１６ｍｍ、幅は３３０ｍｍ程度に設定されている（因みに、図６に示される広幅の黒現像装置では、現像スリーブの直径が４０ｍｍ、幅が９６０ｍｍ程度である）。
【００２１】
以上説明したように、本実施形態の画像形成装置においては、隣り合う現像可能領域に隙間が生じないように複数の現像装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃ（したがって、現像スリーブ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）が感光体１の長手方向に沿って千鳥状に配列されている。したがって、機能を損なうことなく、現像装置を小型化することが可能になるとともに、現像装置全体の重量が低減されるため、その保持部材の強度も低減でき、更なるコストダウンを実現できる。また、一般（普及機）の現像ユニットまたは部品をそのまま流用することも可能となり、効率の良い高生産性が達成できる。また、このような作用効果は、特に広幅機器等の大型部品において有益となる。
【００２２】
また、本実施形態の画像形成装置において、各現像装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃ（したがって、各現像スリーブ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）は、現像領域の補正を行なうために、感光体１の長手方向に沿って所定量移動できるようになっている。したがって、現像領域が重なる部分において、その画像不安定領域の範囲を狭くできる。すなわち、重なり部分を最小限にし、濃度ムラを目立たなくすることができる。
【００２３】
図３は本発明の第２の実施形態を示している。図示のように、本実施形態においては、複数の現像スリーブ１２ａ，１２ｂ，１２ｃによって１つの現像装置１１が構成され、この現像装置１１は、各現像スリーブ１２ａ，１２ｂ，１２ｃが共有する現像部品を備えている。すなわち、現像装置１１から現像スリーブ１２ａ，１２ｂ，１２ｃのみ分割し、その他の構成部品を一体にした形態を成している。そして、各現像スリーブ１２ａ，１２ｂ，１２ｃのみが、現像領域の補正を行なうために、感光体１の長手方向に沿って所定量移動できるようになっている。なお、その他の構成は第１の実施形態と同一である。
【００２４】
現像装置の中では、現像スリーブが最も高価で且つ重量が大きいため、これを分割するメリットが最も大きい。そして、トナー搬送部や駆動部などのメリットが少ない部分に関しては、一体化することが有益である。また、大型の現像装置においては、現像スリーブが長尺で大重量となるため、重量により撓みが発生するが、本実施形態のように、現像スリーブを分割すれば、細くて軽いスリーブを実現でき、大幅なコストダウンが可能になった。
【００２５】
ここで、撓み量の効果について説明を行なう。撓み量は次式で算出される。
【００２６】
【数１】
ｙ＝５ｗｌ４／（３８４ＥＩ）
ここで、Ｅは縦弾性係数、ｗは単位体積当たりの重量、ｌは現像スリーブの長さである。
【００２７】
本実施形態のように現像スリーブを３分割すると、単純に１／８１（１／３４）に撓み量が低減される。
【００２８】
【数２】
また、上式に断面二次モーメントＩ≒πｄｍ３ｔを代入すると、
ｙ＝５ｗｌ４／（３８４Ｅπｄｍ３ｔ）
となる。ここで、ｄｍは円筒の応力直径、ｔは肉厚である
【００２９】
例えば、直径が４０ｍｍの現像スリーブを直径１６ｍｍにすると、細かい計算は割愛するが、撓み量が４．６分の１に抑えられ、大幅な軽量化とコストダウンを図ることができる。
【００３０】
以上のように、本実施形態では、現像スリーブ（その構成及び部品精度が非常に重要であるため、剛性が必要で、広幅機器の中でも、最も高コストの部品である）を分割して現像装置から分離したため、現像スリーブの径を細くでき、大きなコストダウンを図ることができるとともに、現像スリーブの撓みも防止できる。
【００３１】
図４は本発明の第３の実施形態を示している。本実施形態では、図２の構成に加えて、各現像装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃ（したがって、各現像スリーブ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）が、感光体１に対する距離を変更できるようになっている（現像装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃの移動方向が図中に矢印で示されている）。なお、その他の構成は、第１の実施形態と同一である。
【００３２】
このように、各現像装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃ（したがって、各現像スリーブ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）が、感光体１に対する距離を変更できるようになっていれば、現像能力、その他の部品のバラツキ等、様々な要因で濃度変化が生じてしまう場合でも、感光体１に対する距離を調整することにより、濃度差を低減することができる。
【００３３】
図５は本発明の第４の実施形態を示している。本実施形態では、図３の構成に加えて、各現像スリーブ１２ａ，１２ｂ，１２ｃが、感光体１に対する距離を変更できるようになっている（現像スリーブ１２ａ，１２ｂ，１２ｃの移動方向が図中に矢印で示されている）。なお、その他の構成は、第２の実施形態と同一である。
【００３４】
【発明の効果】
請求項１に記載された発明によれば、現像領域が重なる部分において、その画像不安定領域の範囲を狭くできる。すなわち、重なり部分を最小限にし、濃度ムラを目立たなくすることができる。
【００３５】
請求項２に記載された発明によれば、請求項１に記載された発明と同様の作用効果が得られるとともに、現像スリーブ（その構成及び部品精度が非常に重要であるため、剛性が必要で、広幅機器の中でも、最も高コストの部品である）を分割して現像装置から分離しているため、現像スリーブの径を細くでき、大きなコストダウンを図ることができるとともに、現像スリーブの撓みも防止できる。
【００３６】
請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２に記載された発明と同様の作用効果が得られるとともに、現像能力、その他の部品のバラツキ等、様々な要因で濃度変化が生じてしまう場合でも、像担持体と現像スリーブとの間の距離を調整することにより、濃度差を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】図１の画像形成装置の現像装置および感光体の斜視図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置の現像装置および感光体の斜視図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る画像形成装置の現像装置および感光体の斜視図である。
【図５】本発明の第４の実施形態に係る画像形成装置の現像装置および感光体の斜視図である。
【図６】従来の画像形成装置の概略構成図である。
【図７】従来の画像形成装置の現像スリーブおよび感光体の斜視図である。
【符号の説明】
１　感光体（像担持体）
２　転写装置
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ　現像装置
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ　現像スリーブ
【図１】
2004101867.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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