(57)【要約】【課題】ドクタギャップを通る光線上に発光素子と受光素子を配置し、光学的にドクタギャップを測定することができるドクタギャップ測定方法を提供する、またその測定結果に基づいてドクタの位置調整をする現像装置の製造方法およびその製造方法に用いることができる現像装置を提供する。【解決手段】現像容器内に現像ローラ９と、前記現像ローラに対向するドクタ１２を取り付ける。現像容器４には、現像容器が感光ローラ７と対向する部分に形成した現像用開口８と、前記現像ローラ９とドクタ１２が形成するドクタギャップＡを結ぶ光線上に測定用開口１８を形成する。これにより、ドクタギャップを光学的に測定することができる。【選択図】図１
2007271770.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像容器と、
前記現像容器内に取り付けた現像ローラと、
前記現像ローラと対向する位置に取り付けたドクタと、
前記現像容器が感光ローラと対向する部分に形成した現像用開口と、
前記現像ローラとドクタの間に形成されるドクタギャップと、前記現像用開口を結ぶ光路上の現像容器に形成した測定用開口と
を備えることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記測定用開口は、前記ドクタギャップの長さ方向に複数形成したことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
更に、前記光線上の途中に反射鏡を配置したことを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
【請求項４】
現像容器内に現像ローラとドクタを取り付ける取付工程と、
前記現像ローラとドクタの間に形成されるドクタギャップと、前記現像容器が感光ローラと対向する部分に形成した現像用開口を結ぶ光路上の現像容器に測定用開口を形成する測定用開口形成工程と、
前記光路上の一方の端に光源、他方の端に受光器を配置する測定準備工程と、
前記受光器の検出出力により、前記ドクタギャップを測定する測定工程と
を備えるドクタギャップ測定方法。
【請求項５】
前記光源としてレーザ光源を使用し、レーザ光を前記ドクタギャップの幅方向に走査することを特徴とする請求項４に記載のドクタギャップ測定方法。
【請求項６】
前記測定工程は、現像ローラを回転させて複数回測定することを特徴とする請求項４または５に記載のドクタギャップ測定方法。
【請求項７】
前記請求項４乃至６にいずれか１項に記載の測定方法の実施後、
前記測定結果に基づいてドクタギャップを調整する調整工程と、
前記調整された位置にドクタを固定する固定工程と、
前記測定用開口を封止する封止工程と
を備えることを特徴とする現像装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に組み込まれる現像装置に関し、特にドクタギャップを測定し、その測定結果に基づいてドクタを位置調整して固定する現像装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置は、光導電性を有する感光ローラの表面上に形成された静電潜像を、現像ローラによって搬送された現像トナーにより、顕像化する。現像トナーは、カラー化が容易なことから、トナーと磁性キャリャアによって構成されるニ成分現像剤が広く用いられている。現像剤は、現像装置内で攪拌・混合されて摩擦帯電され、この静電電荷によってトナーを磁性キャリャア表面に静電的に付着させる。このようにしてトナーを付着させた磁性キャリャアは、内部に複数の磁石を配置した現像スリーブ表面に磁石の磁力により引きつけられて、現像スリーブの回転とともに搬送される。
現像スリーブが感光スリーブに近接する位置には、主磁石が現像スリーブ内部に配置されている。現像スリーブ上を搬送された現像剤は、主磁石の磁力線に沿って、磁気ブラシを形成する。この磁気ブラシは、感光ローラの静電潜像にトナーを転位させ現像を行う。
現像スリーブによって現像剤を搬送する場合、感光ローラと対向する現像領域へ搬送される現像剤量を調整するために、現像スリーブの外周面に所定の間隔（以下、ドクタギャップという）を開けてドクタを配置する。このようにドクタギャップは、現像剤量を決定し、印刷濃度、解像度など画質を決定するものであるから、厳密に調整する必要がある。
このため、特許文献１は、白熱ランプ、発光ダイオード、レーザ素子よりドクタギャップに平行光線を照射して、その透過光を受光素子で受光してドクタギャップの幅を検出する技術を開示している。
【特許文献１】特開平１−２７３０７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１によれば、ドクタギャップを光学的に測定することができる。しかしながら、一般的に現像剤容器は、現像剤を収納し、現像剤が飛散しないようにほぼ密閉構造になっている。そのため、ドクタギャップを測定する光を投入する光源、受光する受光素子を配置する場所は限定される。特許文献１では、現像剤投入口と、ドクタギャップと、現像ローラと感光ローラが対向する開口を直線的に結ぶ線上に、発光素子と、受光素子を配している。
このように発光素子と受光素子を配置する場所は限定され、現像剤投入口と、ドクタギャップと、現像ローラと感光ローラが対向する開口を直線的に結ぶことができない場合は、特許文献１の技術を使用することができない。
本発明は、上記のような課題に鑑みて、ドクタギャップを通る光線上に発光素子と受光素子を配置し、光学的にドクタギャップを測定することができるドクタギャップ測定方法を提供し、その測定結果に基づいてドクタの位置調整をする現像装置の製造方法およびその製造方法に用いることができる現像装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の現像装置は、現像容器と、前記現像容器内に取り付けた現像ローラと、前記現像ローラと対向する位置に取り付けたドクタと、前記現像容器が感光ローラと対向する部分に形成した現像用開口と、前記現像ローラとドクタの間に形成されるドクタギャップと、前記現像用開口を結ぶ光路上の現像容器に形成した測定用開口とを備えるものである。これにより、ドクタギャップを光学的に測定することができる。
本発明において、前記測定用開口は、前記ドクタギャップの長さ方向に複数形成するとよい。これにより、ドクタギャップを平行に形成することができる。
更に、本発明は前記光線上の途中に反射鏡を配置するとよい。これにより、光路を折り曲げて任意の位置に測定用開口を形成することができる。
【０００５】
また本発明のドクタギャップ測定方法は、現像容器内に現像ローラとドクタを取り付ける取付工程と、前記現像ローラとドクタの間に形成されるドクタギャップと、前記現像容器が感光ローラと対向する部分に形成した現像用開口を結ぶ光路上の現像容器に測定用開口を形成する測定用開口形成工程と、前記光路上の一方の端に光源、他方の端に受光器を配置する測定準備工程と、前記受光器の検出出力により、前記ドクタギャップを測定する測定工程とを備えるものである。これにより、ドクタギャップを光学的に測定することができる。
本発明は、前記光源としてレーザ光源を使用し、レーザ光を前記ドクタギャップの幅方向に走査するとよい。これにより、高精度にドクタギャップを測定することができる。
本発明は、前記測定工程は、現像ローラを回転させて複数回測定するとよい。これにより、表面にローレット加工などが施された現像ローラも正確にドクタギャップを測定することができる。
更に本発明は、別の観点によれば、現像装置の製造方法であって、上記のようにしてドクタギャップを測定した後、前記測定結果に基づいてドクタギャップを調整する調整工程と、前記調整された位置にドクタを固定する固定工程と、前記測定用開口を封止する封止工程とを備えるものである。これにより、本発明によれば、ドクタギャップが高精度に調整された現像装置を得ることができる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の現像装置は、現像ローラとドクタが形成するドクタギャップと、現像用開口を結ぶ光線上の現像容器に形成した測定用開口を備えるので、光学的にドクタギャップを測定することができる。従って、ドクタギャップの絶対値を高精度に測定することができる。また本発明によれば、ドクタギャップを平行に形成することができる。また任意の位置に測定用開口を形成することができる。更に表面にローレット加工などが施された現像ローラも正確にドクタギャップを測定することができる。これらの結果、本発明によれば高速、高性能の現像装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は本発明の現像装置の断面図を示す。現像装置は、下ケース１と、上ケース２と、ドクタカバー３により現像容器４が形成される。更にドクタカバー３は、ドクタ取付板５とカバー６とからなる。この現像容器４は、外周面に光導電体を有する感光ローラ７と対向する部分に現像用開口８が形成され、この現像用開口８に一部が露出し、感光ローラ７と現像ギャップだけ離れて、上ケース２に現像ローラ９を軸止する。このように現像ギャップだけ離れて現像ローラ９を配置することにより、感光ローラの外周面に形成した静電潜像を現像ローラ９が搬送した現像剤により現像する。現像ローラ９は内部に非回転に半径方向に配置した複数の磁極１０と、その外周に非磁性材料よりなる円筒状の現像スリーブ１１を配置した構造である。
前記ドクタ取付板５は、例えばアルミニュウムの押し出し材により形成され、その内部は空洞になっている。そのため冷却効果が得られる。ドクタ取付板５に、例えばステンレスよりなるドクタ１２が、本発明の測定結果に基づいて位置調整ができるようにネジ１３により固定される。ドクタ１２は、アルミニュウム合金、真鍮のような非磁性体材料により製作してもよい。ドクタ１２をドクタ取付板５に取り付け、さらにカバー６を取り付けたドクタカバー３が、下ケース３の所定位置に組み付けられる。下ケース３には、更に搬送バトル１４、攪拌ローラ１５が回転軸１６、１７に取り付けられる。この他に現像装置はトナーを補給するための開口、トナーを攪拌するアジテータやトナー残量センサを備える。
【０００８】
本発明において、現像ローラ９とドクタ１２が対向する部分に形成されるドクタギャップＡと、感光ローラ対向用開口６を結ぶ直線上の下ケース１に、測定用開口１８を形成する。測定用開口１８は例えば直径５〜２ｍｍ程度の大きさ、好ましくは４ｍｍの円形開口である。あるいは正方形、長方形の開口である。この測定用開口１８は、ドクタギャップＡの長さ方向に複数個形成される。例えばドクタギャップＡの長さ方向の中央、左側端部と右側端部の３つ形成する。あるいは左側と右側に２つ形成する。測定完了後は、ネジ１９によって封止できるように測定用開口１８の内壁にネジきりしておく。あるいは雌ネジを測定用開口１８に取り付けておく。
【０００９】
本発明の現像装置は以上のような構成であり、ドクタギャップを測定する場合、先ず、上ケース２に現像ローラ７を取り付ける。また下ケース３にドクタ１２を取り付けたドクタ取付板５を取り付ける。従って、この段階ではカバー６は取り付けられておらず、ネジ１３が露出している状態である。この上ケース２と下ケース３を組み合わせて一体化させる。また下ケース３には搬送バトル１４、攪拌ローラ１５が取り付けられていない状態である。
【００１０】
その後、図２に示すように、発光素子２１と受光素子２２が現像装置の大きさ以上の間隔を開けて配置した測定台２３に、現像装置を載置する。このとき、発光素子２１と受光素子２２を結ぶ直線と、現像装置の現像用開口８とドクタギャップＡと測定用開口１８を結ぶ直線が一致するように現像装置を載置し、仮止めする。
本発明の光学的測定装置は、図３に示すようにレーザ素子のような発光素子２１より発射されたレーザ光線Ｂを用いる。レーザ光線Ｂは、回転するポリゴンミラー２４に照射されて、その反射光がシリンドリカルレンズ２５により幅Ｃの範囲で走査する光線にされ、測定用開口１８、ドクタギャップＡ、現像用開口８を通り、レンズ２6を通して受光素子２２に達する。光線の走査幅Ｃは、ドクタギャップＡの幅方向より大きい範囲で走査するようにポリゴンミラー２３の角度、レーザ光線Ｂの照射方向、レンズ２４の屈折率が決定される。
【００１１】
本発明の光学的測定装置は、レーザ光線Ｂをドクタギャップの幅方向に走査して、受光素２２が受光した期間によりドクタギャップの幅の大きさを測定する。図４（ａ）はレーザ光の走査パルスを示し、図４（ｂ）は受光素子の受光パルスを示す。ドクタギャップが大きい場合は、受光素子２２の受光期間ｔが長くなり、ドクタギャップが小さい場合は受光素子２２の受光期間ｔが短くなる。このように受光期間ｔと発光素子２１の発光タイミングｓの位相差により、ドクタギャップを検出するので、受光出力をデジタル処理することができる。また受光期間または位相のずれにより、ドクタギャップの上側または下側のどちらが、どれくらい変形しているか検知することができ、より高精度にドクタギャップを検出することができる。またドクタギャップを形成しているドクタまたは現像ローラのどちらが、どれくらい調整すればよいか分かる。ドクタギャップは画像形成装置または現像装置の仕様に対応して調整し、例えば０．０１〜０．５ｍｍ、好ましくは０．１〜０．２ｍｍに調整する。
ドクタギャップの調整は以上のようにして行なわれる。本発明の場合、測定用開口１８は複数個形成されているので、各測定用開口１８について順次ドクタギャップの測定、調整を実施してもかまわないが、複数の測定用開口１８について、発光素子２１と受光素子２２を結ぶ直線と、各現像用開口８とドクタギャップＡと測定用開口１８を結ぶ直線が一致するよう測定台２３に現像装置を載置し、ドクタギャップの測定、調整を実施する方がドクタギャップの平行性も調整できるので、好ましい。
上記説明は、レーザ光線を用いたが、白熱ランプ、発光ダイオード、レーザ素子を光源として、ドクタギャップ幅より幅広い光線束を形成し、これをドクタギャップに照射して、受光素子の受光量によってドクタギャップ幅を検出することも可能である。
【００１２】
このような光学的測定をドクタギャップの中央、左側端部、右側端部の３箇所について行う。あるいは左側と右側の２箇所を測定する。またこの測定の際に、現像ローラ９の表面に格子状またはアヤメ状ローレット溝（図示しない）が施されている場合があるので、現像ローラ９を３０°〜９０°、好ましくは６０°回転させて複数回ドクタギャップ測定を実施する。ローレット溝は、溝深さが５〜３０μｍ、溝幅が１０〜１００μｍ、ローレットピッチが５０〜５００μｍである。ローレット溝は、像ローラ９にトナー層を形成し、ドクタ１２により薄層化されるとき、トナーの凝集体がほぐされて現像ローラ９の表面に均一に広げる役目をする。この結果、現像ローラ９の表面に良好なトナー薄層が形成され、現像時に均一なトナー像を得ることができる。
このように現像ローラを回転させて複数回測定することにより、ローレット加工が施されていない箇所でドクタギャップを測定することができる。そして、中央、左側端部、右側端部の３箇所あるいは左側と右側の２箇所の測定結果に基づいて、ドクタ１２の位置調整を行い、調整された位置にドクタ１２をネジ１３により固定する。これにより、現像ローラ９の偏芯の影響をなくして、画像濃度、解像度など画質を良好にするように、平行なドクタギャップを形成することができる。
【００１３】
以上のようにして、ドクタギャップＡを調整した後、測定用開口１８にネジ１９をねじ込み封止する。または樹脂、あるいは接着剤を充填して固化することによって封止してもよい。測定用開口１８を封止するネジ１９あるいは樹脂、接着剤は、トナーの流れを乱さないよう現像容器内壁に凹凸を形成しないようにする。その後、下ケース１と上ケース２を分離して、下ケース１に搬送バトル１４、攪拌ローラ１５その他部品を取付け、そして再度下ケース１と上ケース２、カバー６を組み合わせ、現像装置を完成する。
【００１４】
本発明の他の実施形態では、図５に示すように、ドクタギャップＡと、現像用開口８と、測定用開口１８を結ぶ光線上に反射ミラー２７を配置する。これによって、測定用開口１８を形成する箇所を、所望の位置に変更することができる。例えば、図５に示すように搬送バトル１４と攪拌ローラ１５の間の位置に支持柱２８を立て、その先端に反射ミラー２７を取り付け、光路を上ケース２の方向に折り曲げることができる。上ケース２は現像装置が組み立てられる前は、部品が存在しないので、測定用開口１８ａを開けることが容易である。反射ミラー２７を設置する場所、角度は上記箇所に限らず、上記光線上の任意の位置に設置してもよい。また２箇所以上に反射ミラーを設置して光線を２回以上折り曲げても構わない。
反射ミラー２７を使用してドクタギャップを測定し、ドクタ１２をネジ１３により固定した後、下ケース１と上ケース２を分離して、下ケース１に搬送ローラ１４、攪拌ローラ１５その他部品を取付ける。この際に、支持柱２８と反射ミラー２７を現像容器の内部に邪魔にならない箇所、例えば攪拌ローラ１５の上部のデベロッパー仕切り板２９の付近に収納する。そして再度下ケース１と上ケース２を組み合わせ、現像装置を完成する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】現像装置の断面図を示す。
【図２】ドクタギャップ測定の説明図を示す。
【図３】測定台の測面図を示す。
【図４】測定の波形図を示す。
【図５】他の実施形態の現像装置の断面図を示す。
【符号の説明】
【００１６】
１    下ケース
２    上ケース
３    ドクタカバー
４    現像容器
５    ドクタ取付板
７    感光ローラ
８    現像用開口
９    現像ローラ
１２  ドクタ
１３  ネジ
１８  測定用開口
１９  ネジ
２１  発光素子
２２  受光素子
２３  測定台
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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