JP3187551B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真法で画像形成
を行う複写機、プリンタ等の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真プロセスを用いた画像形
成装置は、潜像担持体、帯電装置、現像装置、クリーニ
ング装置、露光装置、転写装置、転写材搬送装置等から
構成される。しかし、転写材に画像を形成するまでの画
像工程にかかる潜像担持体、帯電装置、現像装置、クリ
ーニング装置は上記他の構成装置に対して寿命が比較的
短いためにプロセスカートリッジとして一体にまとめ、
装置本体に対して着脱自在に交換可能な構成とした画像
形成装置が実用化されている。したがって、このような
装置では黒色トナーを用いた現像装置を有するカートリ
ッジや青や赤等の有色トナーを用いた現像装置を有する
カートリッジを用意し、それらを交換するだけで所望の
色の画像を得ることが可能である。

【０００３】例えば、図１３のプロセスカートリッジ１
００の断面図に示すように、感光体１０２は帯電器１０
５により一様に帯電された後、像露光Ｌによって潜像が
形成され、現像装置１０４のトナーホッパー１４２内の
トナーが現像スリーブ１４０上で現像ブレード１４１に
よって量が規制されて供給され、トナー像が形成され
る。この感光体１０２上のトナー像はプロセスカートリ
ッジ１００の開口部１０６より帯電器（図示せず）によ
りシート上に転写される。その後、感光体１０２上に残
留したトナーはクリーニング装置１０３のクリーニング
ブレード１３０により掻き取られ、トナー貯蔵部１３２
に貯蔵される。

【０００４】図１４は現像スリーブ１４０長手方向両端
部付近の拡大断面図であり、ここでは現像装置筐体１０
４と現像スリーブ１４０及び現像ブレード１４１との間
隙からトナーが漏れないように、例えば、フェルトや発
泡ゴム等の弾性体であるシール部材１０１をある程度押
しつぶして設けている。図１５は図１４を左側面から見
た図である。ただし、図１５において現像スリーブ１４
０は省略してある。

【０００５】また、現像ブレード１４１は図１４に示し
たように現像スリーブ１４０と一定の間隔ｔをもってト
ナーの量を規制するものと、図１６のように、例えばゴ
ム等の弾性をもった現像ブレード４３を現像スリーブ１
４０に当接させてトナーの量を規制するものとがある
が、この場合、図１７のように現像ブレード１４３と現
像スリーブ１４０との当接部にトナーシール部材１２０
より突出部１２０ｃを設けて現像ブレード１４３の端部
からのトナー漏れを防止しているものもあった。

【０００６】また、従来、複写装置や画像形成記録装
置、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において
は、電子写真感光体や静電記録誘電体等からなる潜像担
持体上に形成した静電潜像を、現像装置により現像して
トナー像として可視化している。

【０００７】このような現像装置の一つとして、乾式一
成分現像装置が種々提案され、また、実用化されてい
る。しかし、いずれの現像装置でも、現像剤担持体上に
一成分現像剤であるトナーの薄層を形成することは困難
である。

【０００８】しかるに、画像形成装置の解像力、鮮明度
等の向上が求められている現在、トナーの薄層形成方法
及びその装置に関する開発は必須となっており、また、
これに対していくつかの方策が提案されている。

【０００９】例えば、特開昭５４−４３０３８号に示さ
れているように、現像剤担持体の現像スリーブにゴムま
たは金属製の弾性ブレードを当接させ、この弾性ブレー
ドと現像スリーブとの当接部の間をトナーを通過させて
規制することにより、現像スリーブ上にトナーの薄層を
形成し、かつ当接部での摩擦でトナーに十分なトリボを
付与させるものがある。

【００１０】この場合、上記の弾性ブレードにより非磁
性トナーを規制するときには、現像スリーブ上にトナー
を供給するトナー供給部材が別途必要となる。これは、
磁性トナーの場合には現像スリーブ内の磁石の磁力によ
り現像スリーブ上にトナーを供給することができるが、
非磁性トナーの場合には、磁力によるトナーの供給が行
えないためである。

【００１１】そこで、図２３に示すような現像装置が提
案された。この従来の現像装置では、一成分現像剤とし
て非磁性トナー２０６を収容した現像剤容器２０２内
に、弾性ブレード２０４よりも現像スリーブ２０３の回
転方向上流側の位置で現像スリーブ２０３に当接するポ
リウレタンフォーム、スポンジ等からなる発泡体、ある
いは、ファーブラシを用いた弾性ローラ２０５を設け、
矢印ｃ方向に回転させることにより現像スリーブ２０３
上にトナー２０６を供給し、その後トナー２０６は現像
スリーブ２０３の回転に伴い弾性ブレード２０４と現像
スリーブ２０３の当接部へ送られ薄層化され、感光体２
０１上の静電潜像の現像に供される。そして、現像スリ
ーブ２０３上の現像に消費されずに残存したトナー２０
６は弾性ローラ２０５により剥ぎ取られ、かつ該弾性ロ
ーラ２０５により新たなトナー２０６が供給され上述の
動作を繰り返す。

【００１２】また、現像剤容器２０２のトナー回収部分
には現像スリーブ２０３に対し軽圧当接した可撓性のシ
ール部材２０７を設け、未定着現像トナー２０６の通過
を許容すると共に現像剤容器２０２内のトナー２０６が
容器２０２の下部から漏出するのを防止している。さら
に、現像剤容器２０２の開口部と現像スリーブ２０３と
の間隙にはテフロンフェルト、羊毛フェルト、あるいは
ポリウレタンフォーム等の発泡体から成る端部シール部
材２０８が設けられている。

【００１３】上記現像装置では、ドラム方向から現像装
置を見た図２４に示すように弾性ブレード２０４の長手
方向両端部及びシール部材２０７の長手方向両端部を端
部シール部材２０８とスリーブ２０３間に挟持させる構
成をとっている。そして、その長手方向の位置関係は容
器開口幅ｈ、弾性ブレード２０４の長手幅ｉ、下部シー
ル２０７の長手幅ｊとしたとき、ｈ＜ｊ≦ｉとなるよう
に構成されていた。

【００１４】このような構成をとることで、現像スリー
ブ２０３上に非磁性トナー２０６の薄層を良好に形成
し、感光体２０１上の静電潜像を良好に現像することが
でき、現像により高濃度、広面積のベタ黒画像を忠実に
再現して常に安定した画像を得ることが可能となった。
また、下部シール部材２０７の働きにより現像剤容器２
０２内のトナー２０６の容器２０２の下部からの漏出も
抑えることができ、さらに、弾性ブレード２０４及びシ
ール部材２０７の長手方向両端部からのトナー２０６の
漏出も防止することが可能となった。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記各
従来例によれば、以下のような問題点があった。先ず各
プロセスカートリッジに異なる色のトナーを用意し、そ
れらを交換する従来例によれば、黒色トナーは磁性一成
分現像剤であるが、有色トナーは非磁性トナーで磁性キ
ャリアと二成分の現像剤を構成することが多く、カート
リッジとしてはほぼ等しい外観ながらも特に現像装置は
構造が大きく異なっている。

【００１６】また、これらの二種類のトナーは現像条件
も異なるため、カートリッジに突起等の識別手段を設
け、このカートリッジが着脱される画像形成装置本体で
黒色カートリッジが有色カートリッジかの認識ができる
構成にし、カートリッジに応じて潜像電位設定、現像バ
イアス設定等を切り替えていた。

【００１７】つまり、従来は複数色のカートリッジが着
脱可能な本体では切り替えスイッチやカートリッジ別の
電気回路などを設けなければならず、構成が複雑でコス
トも高いという問題点があった。

【００１８】

【００１９】

【００２０】

【００２１】本発明の目的は、上記問題点を解決し、黒
色及び有色のトナーを収容したプロセスカートリッジを
交換して使用する画像形成装置において、装置を複雑化
することなく各色のトナーに応じた現像条件で画像形成
を行う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。

【００２２】

【００２３】

【００２４】本発明によれば、上記目的は、現像剤容器
及び現像剤担持体並びに潜像担持体を枠体内に一体に有
し、画像形成装置に着脱及び交換自在に配設された複数
のプロセスカートリッジと、該プロセスカートリッジ内
の潜像担持体と現像剤担持体の間に所定の電圧を印加す
る電圧印加手段とを備えた画像形成装置において、上記
複数のプロセスカートリッジは、現像剤容器内に磁性一
成分現像剤を収容する磁性一成分用プロセスカートリッ
ジと、現像剤容器内に非磁性一成分現像剤を収容する非
磁性一成分用プロセスカートリッジを有しており、該非
磁性一成分用プロセスカートリッジは、上記磁性一成分
用プロセスカートリッジのものと同径の潜像担持体と、
上記磁性一成分用プロセスカートリッジのものよりも大
径で潜像担持体との間隔が小さく設定された現像剤担持
体とを備えており、上記電圧印加手段は、プロセスカー
トリッジの種類に依らず所定の電圧を印加するように設
定されていることにより達成される。

【００２５】

【００２６】

【００２７】

【作用】本発明においては、磁性一成分用プロセスカー
トリッジには例えば黒色の磁性一成分現像剤を収容し、
非磁性一成分用プロセスカートリッジには有色の非磁性
一成分現像剤を収容して、随時これらのプロセスカート
リッジを交換することにより、画像形成を行う。このと
き、画像形成装置の電圧印加手段は、プロセスカートリ
ッジの種類に関係なく所定の電圧を該プロセスカートリ
ッジ内の潜像担持体と現像剤担持体の間に印加する。ま
た、各プロセスカートリッジの潜像担持体の直径は同一
に設定されている。しかし、非磁性一成分用のプロセス
カートリッジの現像剤担持体の直径は磁性一成分用のプ
ロセスカートリッジのものよりも大きいので、潜像担持
体に対する現像剤領域が広がり、現像剤の帯電量が大き
くて磁性一成分現像剤よりも現像しにくい非磁性一成分
現像剤でも良好な現像が行われる。また、現像剤担持体
の直径を大きくすると、それだけ電圧印加手段に対する
負荷が増加するが、非磁性一成分用プロセスカートリッ
ジの現像剤担持体は磁性一成分用プロセスカートリッジ
のものよりも潜像担持体に近接するように設定されてい
るので、その増加分を補って良好な現像剤を行わしめ
る。かくして、本発明によれば、特別の識別機構を設け
ることなく、同一の現像条件で異なる種類の現像剤によ
る良好な画像形成動作が行われる。

【００２８】

【００２９】

【００３０】

【実施例】本発明の実施例１ないし実施例２を参考例と
共に図面に基づいて説明する。

【００３１】〈実施例１〉先ず、本発明の実施例１を図
１ないし図３に基づいて説明する。図１及び図２は実施
例１のプロセスカートリッジの概略構成を示す断面図で
あり、図１は、磁性一成分ポジトナーを用いる黒色画像
が得られるカートリッジ、図２は、非磁性一成分ポジト
ナーを用いる有色トナー用のカートリッジである。

【００３２】図１及び図２において、１は原稿画像に対
応した潜像を形成する潜像担持体、２は潜像担持体を所
定の電位に帯電させる帯電ローラ、３は現像装置で潜像
担持体１の表面に現像剤を付着して顕像化する。４はク
リーニング装置であり、潜像担持体１上に残った現像剤
を除去する。５は１〜４で一体に支持する枠である。こ
れらのプロセスカートリッジＣは図３のように装置本体
に対して装着できる。図３は図１の黒色用カートリッジ
と装着しているが、図２の有色用カートリッジも同じよ
うに装着できる。

【００３３】図３の状態でプロカートリッジＣは本体７
に設けた位置決め部材（図示せず）にて一定位置に保持
されると共に、潜像担持体１が本体７側の駆動装置と連
結されている。

【００３４】原稿台６上に置かれた原稿は、原稿台６が
潜像担持体１例えば感光体ドラムの図示矢印方向への回
転と同期して移動することにより、証明ランプ２５によ
り照明されてその反射光は結像レンズ２６によって潜像
担持体１上に結像する。潜像担持体１は予め帯電ローラ
２により一様に帯電され、原稿像は潜像となり、ついで
現像装置３により現像され該潜像は顕画像となり、転写
帯電器２７との対向部に移動する。一方、給紙カセット
２８中の転写材Ｐは給紙ローラ２９と分離爪（図示せ
ず）で最上位の一枚が分離して送り出され、レジストロ
ーラ対３１でタイミングをとられて転写帯電器２７と潜
像担持体１との間に送り込まれ、上記顕画像は転写材Ｐ
に転写され分離されて搬送ローラ３２を通じて定着装置
３３に送られて定着され、機外へ排出される。他方、転
写部位から回転を続けた潜像担持体１上の残現像剤はク
リーニング装置４によって清掃される。

【００３５】本実施例においては、本体７はカートリッ
ジの種類を識別しないため、カートリッジによらず現像
時の潜像担持体１上の暗部電位Ｖ_D＝−５７０Ｖ、明部
の電位Ｖ_L＝−１５０Ｖである。また、現像剤担持体４
０，４３には現像バイアスとして矩形波ＡＣ１２００，
Ｖｐｐ１８００Ｈｚと可変のＤＣ（−１５０Ｖ〜−４０
０Ｖ）が重畳印加される。

【００３６】図１及び図２の両カートリッジにおいて
は、潜像担持体１はアルミニウム等の導電性基層の上に
感光層を形成した感光体ドラムで直径３０ｍｍである。
帯電ローラ２は、導電性芯金上の導電層と導電層の外側
の抵抗層とから成る。本実施例では、導電層としてエピ
クロルヒドリンゴムにカーボンブラックの導電粉を適当
に分散させて体積抵抗率を１×１０⁶Ω・ｃｍ程度に
し、抵抗層はＰＴＦＥ分散塗料にカーボンを適度に分散
して表面抵抗率を１×１０⁹Ω／□としたものを使用し
た。硬度はおよそＪＩＳＡで６０°である。芯金は導電
層と抵抗層のローラ部よりも長く、両端で軸受に回転自
在に支持されていて芯金または導電性の軸受に接触して
いる電極（図示せず）を通して本体７側から給電され
る。また、軸受は加圧方向に移動可能に支持されてい
る。帯電ローラ２は直径１４ｍｍでバネ１０で軸受けを
加圧することで潜像担持体と接していて潜像担持体の回
転に伴い従動回転する。また、クリーニング層４、枠５
も共通である。

【００３７】図１の黒色用カートリッジの現像装置３
は、現像剤担持体４０、該現像剤担持体４０にカウンタ
ーで圧接している層厚規制部材４１、固定されたマグネ
ットローラ４２から成る。現像剤担持体４０はアルミニ
ウムやステンレスの導電性非磁性材を中空にして用い、
その端部にギア等の回転駆動伝達部材を設け、潜像担持
体１が回転するときは現像剤担持体４０も回転する。層
圧規制部材４１は、ウレタンゴム等の弾性体で、常に所
定の当接圧で現像剤担持体と圧接することにより潜像担
持体との近接部へ搬送される現像剤の層厚や帯電量を規
制する現像剤担持体上の現像剤の層厚は量で示すと０．
５〜２．０ｍｇ／ｃｍ²、帯電量は５〜１５μｃ／ｇが
一成分磁性トナーの場合に一般的である。

【００３８】マグネットロール４２は周方向に２〜８極
の磁極を有し、軸方向には平行に配置されて現像装置３
に固定されている。マグネットロール４２は現像剤担持
体４０に現像剤を引き寄せる役を担っている。また、潜
像担持体１と現像剤担持体４０はおよそ３００μｍ離れ
ている。

【００３９】一方、図２の有色用カートリッジは非磁性
一成分トナー用である。現像剤担持体４３は黒色用の同
じくアルミニウム等を用いているが、直径は２０ｍｍで
ある。現像剤が非磁性なのでマグネットロールはない。
４４は層厚規制部材で現像剤担持体４３に当接してい
る。４５は弾性ローラで現像剤担持体４３に圧接し逆方
向に回転し、現像剤担持体４３上の現像剤を掻き取ると
共に供給もする。潜像担持体１と現像剤担持体４３はお
よそ２００μｍ離れている。潜像担持体１上の非画像部
に現像剤が付着することを「かぶり」と称し、画質低下
の一要因であるが、これは現像剤の帯電量が小さいとき
に生じ易い。磁性一成分トナーの場合は、マグネットロ
ール４２の磁力で現像剤担持体４０へかぶり現像剤を戻
すことができるが、非磁性一成分トナーでは磁力は使え
ないので、予め帯電量を高く設定しなければいけない。
図２のカートリッジでは現像剤担持体上の現像剤量は
０．３〜０．８ｍｇ／ｃｍ²、帯電量は１０〜２０μｃ
／ｇである。

【００４０】したがって、非磁性一成分トナーを現像剤
として用いると、トナーの帯電量が大きいために潜像担
持体１へ現像しにくい。特に磁性一成分トナーを用いる
黒色用カートリッジと共通の条件の現像バイアス設定の
ため、なおさらである。

【００４１】そこで、有色用カートリッジの現像装置３
では現像剤担持体４３の外径を黒色用の現像剤担持体４
０の外径より大きくすることで現像領域を増やし、潜像
担持体１上の潜像を現像する機会を増やすことで高帯電
量の非磁性一成分トナーでも十分に現像できるようにな
った。

【００４２】また、現像バイアスの本体出力が一定であ
っても、有色用カートリッジでは現像担持体４３は黒色
用に比べ径が大きいために負荷が大きくなる。そのた
め、実際の値は黒色用カートリッジで１２００Ｖｐｐに
合わせると、有色用カートリッジでは１１５０Ｖｐｐに
しかならない。そこで、現像バイアス低下分は現像剤担
持体４３と潜像担持体１との距離を小さくすることで補
う必要がある。

【００４３】また、潜像担持体１上の電位設定が黒色用
カートリッジも有色用カートリッジも同じであるため、
有色用カートリッジの現像方式として現像剤が非磁性ト
ナーとキャリアから成る二成分方式は使えない。なぜな
ら、現像バイアスのＶＤＣ値と潜像電位の差によっては
キャリアも現像されてしまい、潜像担持体１やクリーニ
ング装置４に損傷を与え、画像上にスジとして現れる。
また、キャリアが消費されることにより、トナーとキャ
リアの比が変化して地かぶりや画像濃度低下という現象
が現れる。従来は、黒色用カートリッジと有色用カート
リッジで潜像担持体の帯電電位を変えることにより二成
分現像剤を使用していたが、装置が複雑化するという問
題点があった。

【００４４】しかしながら、本発明のプロセスカートリ
ッジによれば、上述のように簡易な構成で黒色と有色の
いずれの色のトナーにおいても良好な画像を提供でき
る。

【００４５】〈実施例２〉次に、本発明の実施例２を図
４に基づいて説明する。なお、実施例１との共通箇所に
は同一符号を付して説明を省略する。

【００４６】図４に示すように、現像装置部の下面が、
画像形成装置本体の転写材搬送の案内部材を兼ねている
場合はカートリッジの種類に関係なく同じ位置に現像装
置部下面がなければならない。

【００４７】そこで、本実施例では潜像担持体１に対す
る現像剤担持体４０，４１の位置をカートリッジによっ
て異ならせた。つまり、潜像担持体上の像露光部と現像
領域との距離を現像剤担持体の径の大きい方を短くする
ように設定することで、現像剤担持体の径の異なるカー
トリッジでも同一底面を有することを可能にしたもので
ある。

【００４８】本実施例では、有色用現像装置が２０ｍ
ｍ、黒色用現像装置が１６ｍｍの直径の現像剤担持体な
ので、半径差が２ｍｍしかなく潜像担持体の電位の暗減
衰差も１０Ｖ以下と僅かで現像性に影響がなかった。

【００４９】〈参考例１〉 次に、本発明に係る参考例１を図５ないし図８に基づい
て説明する。図５は、参考例１のプロセスカートリッジ
の断面図であり、感光体１０２は帯電器１０５によって
一様に帯電された後、像露光Ｌによって潜像が形成さ
れ、現像装置１０４の現像剤容器たるトナーホッパー１
４２内のトナーＴが現像剤担持体たる現像スリーブ１４
０上で現像スリーブ１４０と一定の間隔をもつ現像ブレ
ード１４１によって量が規制されて供給され、トナー像
が形成される。この感光体１０２上のトナー像はプロセ
スカートリッジ１００の開口部１０６にて帯電器（図示
せず）によりシート上に転写される。その後、感光体１
０２上に残留したトナーはクリーニング装置１０３のク
リーニングブレード１３０により掻き取られ、トナー貯
蔵部１３２に貯蔵される。

【００５０】図６は現像スリーブ１４０の長手方向端部
付近の拡大断面図であり、現像装置筐体１０４と現像ス
リーブ１４０及び現像ブレード１４１との間には、例え
ばフェルトや発泡ゴム等の弾性体であるシール部材１０
１を設けている。図７は図６の左側面から見た図であ
る。但し、図７において現像スリーブ１４０は省略して
ある。

【００５１】トナーシール部材１０１には現像装置筐体
１０４の現像スリーブ１４０に沿った部分１０４ａと現
像ブレード１４１に沿った部分１０４ｂとがつながる屈
曲部１０４ｃ近傍に、現像スリーブ１４０長手方向内側
に突出する部分１０１ａが設けられており、該突出部１
０１ａの根元の一部には図８に示すように切り欠き１０
１ｂが設けられている。

【００５２】〈参考例２〉 次に、本発明に係る参考例２を図９ないし図１１に基づ
いて説明する。なお、参考例１との共通箇所には同一符
号を付して説明を省略する。

【００５３】図９は現像ブレード１４３が弾性をもって
現像スリーブ１４０に当接している場合を示した。現像
スリーブ長手方向端部付近の拡大断面図であり、現像装
置筐体１０４と現像スリーブ１４０及び現像ブレード１
４３、現像ブレード取り付け部材１４４との間には例え
ばフェルトや発泡ゴム等の弾性体であるシール部材１０
２を設けている。図１０は図９を左側面から見た図であ
る。ただし、図１０において現像スリーブ１４０は省略
してある。

【００５４】トナーシール部材１２０には、現像ブレー
ド１４３とトナーシール１２０との間隙よりトナーが漏
れることを防止するための突出部１２０ｃが設けてあ
り、さらには、現像装置筐体１０４の現像スリーブ１４
０に沿った部分１０４ａと現像ブレード取り付け部材１
４４に沿った部分１０４ｂとがつながる屈曲部１０４ｃ
近傍に現像スリーブ長手方向内側に突出する部分１２０
ａが設けられている。また、該突出部１２０ａの根元の
一部には図１１に示すように切り欠き１２０ｂが設けら
れている。

【００５５】〈参考例３〉 次に、本発明に係る参考例３を図１２に基づいて説明す
る。なお、参考例１との共通箇所には同一符号を付して
説明を省略する。

【００５６】参考例１及び参考例２ではシール部材１０
１，１２０の切り欠き部１０１ｂ、１２０ｂを現像ブレ
ード１４１，１４３側に設けたが、本参考例では図１２
（ａ），（ｂ）に示すように、シール突出部１０１ａ，
１２０ａの切り欠き部１０１ｂ，１２０ｂが現像装置筐
体１０４の屈曲部１０４ｃ付近に位置させるように現像
スリーブ１４０側に設けても同様の効果があることは言
うまでもない。

【００５７】〈参考例４〉 次に、本発明に係る参考例４を図１８ないし図１９に基
づいて説明する。図１８は、本発明に係る参考例４装置
の概略構成図である。図１８において２０２は一成分現
像剤として非磁性トナー２０６を収容した現像剤容器で
あり、現像装置の長手方向（紙面に直角方向）に延在す
る開口部を有している。その開口部には、現像剤担持体
として図中矢印ｂ方向に回転する現像スリーブ２０３が
備えられており、該現像スリーブ２０３は、上記開口部
にて、図に示す右略半周面を現像剤容器２０２内に突入
し、左略半周面を現像剤容器２０２へ露出し横設されて
いる。この現像剤容器２０２外へ露出した面は、矢印ａ
方向へ回転する潜像担持体たる感光体２０１に僅かな微
小間隔を有して対向するように配設されており、感光体
２０１上の静電潜像を現像してトナー像として可視化す
るようになっている。

【００５８】また、上記現像スリーブ２０３の現像剤容
器２０２内の上方位置には、弾性規制部材として弾性ブ
レード２０４が該現像スリーブ２０３の回転方向上流側
に向けて下がる向きに傾斜して設けられ、現像スリーブ
２０３の上部外周面に回転方向に対向して当接されてい
る。これにより、現像スリーブ２０３上に担持されたト
ナー２０６を弾性ブレード２０４と現像スリーブ２０３
との当接部で摺擦し摩擦帯電電荷を付与すると共に、当
接部間に進入したトナー２０６を現像スリーブ２０３上
に塗布してトナー２０６の薄層を形成させる。そして、
容器２０２の開口部と現像スリーブ２０３との間隙には
テフロン、羊毛等の繊維から成るフェルトやポリウレタ
ンフォーム、ゴムスポンジ等の発泡体から成る端部シー
ル部材２０８が設けられており、容器２０２と現像スリ
ーブ２０３間からのトナー２０６の漏出を防止してい
る。

【００５９】さらに、上記弾性ブレード２０４よりも現
像スリーブ２０３の回転方向上流側の位置には現像剤供
給剥離手段たる弾性ローラ２０５が設けられている。該
弾性ローラ２０５は、現像スリーブ２０３の感光体２０
１と反対側の部分に当接され、かつ矢印ｃ方向（すなわ
ち当接部で逆方向）に回転可能に支持されている。弾性
ローラ２０５は、その回転によりトナー２０６を担持し
て現像スリーブ２０３の近傍に供給し、現像スリーブ２
０３と弾性ローラ２０５との当接部において該トナー２
０６を現像スリーブ２０３と摺擦させることにより、現
像スリーブ２０３上に上記トナー２０６を付着させる。

【００６０】そして、上記現像スリーブ２０３の下方に
は下部シール部材２０７が現像スリーブ２０３に対して
軽圧で腹当たり当接され、現像スリーブ２０３上の未現
像トナー２０６の容器２０２内への通過を許容すると共
に、容器２０２内からトナー２０６が漏出するのを防止
するようになっている。

【００６１】この下部シール部材２０７及びそれと弾性
ブレード２０４及び容器２０２の開口とそこに設けられ
た端部シール部材２０８との長手方向の位置関係につい
ては後で詳述する。

【００６２】以上のような本参考例装置の各手段の構成
について詳しく説明する。先ず、上記感光体１として
は、例えばカールソンプロセスにより静電潜像を形成す
る、いわゆるゼログラフ感光体、特開昭４２−２３９１
０号に記載のＮＰプロセスにより静電潜像を形成する表
面に絶縁層を有した感光体、静電記録法により静電潜像
を形成する絶縁体、転写法により静電潜像を形成する絶
縁体、その他適宜の方法により静電（電位潜像を含む）
を形成する部材が使用される。

【００６３】また、現像スリーブ２０３は、例えばアル
ミニウム、ステンレス鋼等の材料から成るが、導電性の
ゴムローラを用いてもよい。その形態は円筒体（スリー
ブ）に限られず、回転駆動される無端ベルトとしても良
い。本実施例装置における現像スリーブ２０３は、その
表面に適度な凹凸粗面が形成されており、これにより現
像スリーブ２０３の表面とトナー２０６との摩擦確率を
高くし、かつトナー２０６の搬送性を向上させている。

【００６４】この凹凸粗面は、表面粗さ１〜１０μｍと
なるように現像スリーブ２０３の表面に不定形のアラン
ダム砥粒によりサンドブラスト処理を施すか、定形のガ
ラスビーズによるサンドブラスト処理を施すかによって
得ている。あるいは、単独で凸部を形成し得る、例えば
金属酸化物の粒子、グラファイト、カーボン等の導電性
粒子を用いて現像スリーブ２０３の表面に凸部粗面を形
成し、この凸部粗面を形成する粒子をフェノール樹脂、
フッ素樹脂等の結着樹脂で結着して結着樹脂表面が凹部
を形成し、これにより現像スリーブ２０３の表面に凹凸
粗面を得るようにしてもよい。本参考例では、現像スリ
ーブ２０３は、基体として直径１６ｍｍのアルミニウム
スリーブを用い、これの表面に定形のガラスビーズ（＃
６００）によるブラスト処理を施して、表面粗さＲｚが
約３μｍとしたものを用いた。

【００６５】次に、上記弾性ローラ２０４に関しては、
例えばシリコーン、ウレタン等のゴム部材（ＪＩＳＡに
規定の硬度が４０°〜９０°）、ステンレス鋼、リン青
銅等の金属板、あるいは上記金属薄板上にゴムを一体成
形したものから形成されており、弾性ブレード２０４の
現像スリーブ２０３との対向面の一部が面接触で当接し
て、現像スリーブ２０３を圧接している。弾性ブレード
２０４の現像スリーブ２０３への当接圧は、現像スリー
ブ２０３の母線方向の線圧で５〜２００ｇ／ｃｍが好ま
しく、本参考例では弾性ブレード２０４として硬度６５
°、厚み１．２ｍｍのウレタンゴム製のブレードを使用
し、これを５０ｇ／ｃｍの線圧で現像スリーブ２０３に
当接した。なお、線圧の測定方法は既知の摩擦係数を有
する薄板（例えばステンレス鋼）を三枚重ねにして弾性
ブレード２０３当接部に挿入し、中央の一枚をバネ秤で
引き抜いたときの値と摩擦係数から当接圧を算出した。

【００６６】また、上記弾性ローラ２０５は、ポリウレ
タンフォーム、シリコーン等の発泡体からナイロン、レ
ーヨン等を植毛したブラシから成る。また、弾性ローラ
２０５の現像スリーブ２０３との当接幅は約２〜６ｍｍ
程度、周速は弾性ローラ２０５と現像スリーブ２０３の
相対速度で６０〜２００ｍｍ／ｓが望ましい。本実施例
においては、弾性ローラ２０５は直径６ｍｍの芯金上に
ポリウレタンフォーム（商品名モルトフィルタ）をロー
ラ上に被覆した外径１４ｍｍのものを用い、現像スリー
ブ２０３との当接幅を４ｍｍ、現像スリーブ２０３との
相対速度を１００ｍｍ／ｓに設定した。

【００６７】さらに、非磁性トナー２０６は、非磁性一
成分現像剤として使用されるもので、スチレン樹脂やア
クリル樹脂、ポリエチレン樹脂等の各種熱可塑性樹脂中
にカーボン等の顔料を分散してなっている。本実施例で
はトナー２０６として、スチレン・アクリル樹脂とスチ
レン・ブタジエンの共重合体及び顔料からなる平均粒径
８μｍのトナー粉体に、コロイダルシリカ１．０％を外
添した正極性のものを用いた。

【００６８】次に、下部シール部材２０７及びそれと弾
性ブレード２０４と容器２０２の開口と、そこに設けら
れた端部シール部材２０８との長手方向の位置関係につ
いて詳述する。

【００６９】下部シール部材２０７はウレタン、ＰＥＴ
等の可撓性のある薄いシールが好ましく、本参考例にお
いては、厚み３８μｍのＰＥＴ（商品名マイラー）を用
いており、その一端を現像剤容器２０２の開口部下端に
固定し、他端側を現像スリーブ２０３に対して軽圧（上
述弾性ブレード２０４の線圧測定方法と同じ方法で線圧
０〜５ｇ／ｃｍ）で腹当たり当接させた構成をとること
で、上述したように現像スリーブ２０３上の未現像トナ
ー２０６の容器２０２内への通過を許容すると共に容器
２０２内からトナー２０６が漏出するのを防止してい
る。

【００７０】下部シール部材２０７と弾性ブレード２０
４と容器２０２の開口と端部シール部材２０８との長手
方向の位置関係は、現像装置をドラム２０１方向から見
た図である図１９に示したように、容器２０２の開口幅
ｈ＜弾性ブレード２０４の長手幅ｉ＜下部シール部材２
０７の長手幅ｊとなるように構成されている。

【００７１】本参考例においては、Ａ４幅の現像装置を
用いており、容器２０２の開口幅ｈを２１８ｍｍ、弾性
ブレード２０４の長手幅ｉを２２１ｍｍ（すなわち、端
部シール２０８との重接幅１．５ｍｍ）とし下部シール
部材２０７の長手幅ｊを２２３ｍｍ（すなわち、端部シ
ール８との重接幅を２．５ｍｍ）に設定している。

【００７２】このような構成をとることにより、低湿環
境下で現像動作を多数回繰り返した際に生じる弾性ブレ
ード２０４端部（Ｅ部）からの僅かなトナー２０６の漏
れ出しが徐々に現像スリーブ２０３上にスジ状にコーテ
ィングされ（図１９中Ｆ）現像スリーブ２０３の回転に
伴い容器２０２の開口下部に送られてきた場合におい
て、下部シール２０７の働きによりこのトナー２０６は
下部シール２０７と現像スリーブ２０３間に（図１９中
Ｇ部）に入り込む。そして、下部シール２０７と現像ス
リーブ２０３間に入り込んだトナー２０６は現像スリー
ブ２０３の回転に伴い、下部シール２０７の現像スリー
ブ２０３との当接部に対し、現像スリーブ２０３回転方
向下流側の端部シール２０８内に保持され、さらに、こ
の端部シール２０８内に保持されたトナー２０６の現像
スリーブ２０３回転上流側への吹き出しに対しても下部
シール２０７が封止ている。したがって、従来のような
端部シール２０８と現像スリーブ２０３下部にトナー２
０６が固着し、徐々に堆積することから生じるこの部分
での装置外へのトナー２０６の漏出は防止することがで
きる。

【００７３】以上のような装置をキヤノン株式会社製複
写機ＦＣ−５に組み込み、バイアス電源周波数１８００
Ｈｚ、ピーク・ピーク電圧１２００Ｖの交流電圧に−２
５０Ｖの直流電圧を重畳させたものを用い、感光体２０
１上の静電潜像の表面電位を暗部−５５０Ｖ、明部−１
５０Ｖとし、感光体２０１と現像スリーブ２０３との間
隔を２５０μｍに設定して１５００μｍの画像を低温低
湿環境下（１５℃、１０％ＲＨ）で連続して行った。そ
の結果、下部シール部材２０７の現像スリーブ２０３へ
の当接部において、未現像トナー２０６の通過を許容す
ると共に、現像動作中のトナー２０６の漏れ出しのみな
らず、現像容器２０２の長手方向端部からのトナー２０
６の装置外への漏出をも防止可能となり良好な画像を提
供できた。 〈参考例５〉 次に、本発明に係る参考例５を図２０に基づいて説明す
る。なお、参考例４との共通箇所の説明は省略する。

【００７４】図２０は本発明に係る参考例５の現像装置
を正面から見た図である。本参考例においては現像スリ
ーブ２０３の粗面化領域の長手幅（図２０中ｋ）を容器
２０２の開口幅ｈ、ブレード２０４の長手幅ｉ、下部シ
ール部材２０７の長手幅ｊに対してｈ＜ｉ＜ｋ＜ｊとな
るように構成したものである。現像スリーブ２０３の粗
面化領域ｋを上記したように定められたことによる作用
を以下に記す。

【００７５】ブレード２０４の長手幅ｉに対して粗面化
領域の長手幅ｋを短くする構成にすると、ブレード２０
４の長手方向両端部は現像スリーブ２０３と端部シール
部材２０８間の挟持部において現像スリーブ２０３の滑
面の接触することになる。このため、この滑面との接触
部にはもともとトナー２０６が微少量しか存在していな
いことから、滑面とブレード２０４表面の微視的な接触
面積が大きいために、トルクが著しく増大し、当該部分
のブレード２０４表面が欠損する場合が生じる。そこ
で、ブレード２０４の長手幅ｉに対して粗面化領域の長
手幅ｋを長くとることにより、ブレード２０４の長手方
向両端部の現像スリーブ２０３と端部シール部材２０８
との挟持部において、ブレード２０４表面の現像スリー
ブ２０３表面との微視的な接触面積を減らすことができ
るためにトルク増及びブレード２０４表面の破損を防止
可能となる。

【００７６】また、粗面化領域の長手幅Ｋを下部シール
部材２０７長手幅ｊより長くすると図２０中Ｌ部から僅
かずつ漏れたトナー２０６がＭ部にスジ状にコーティン
グされた際にＮ部に入り込む際に現像スリーブ２０３長
手方向両端部方向から下部シール部材２０７長手幅ｊよ
り外側に広がるため、この部分の端部シール部材２０８
表面で掻き落とされ、装置外にこぼれ落ちる。そこで、
粗面化領域の長手幅ｋを下部シール部材２０７の長手幅
ｊより短く構成することで、下部シール部材２０７の長
手幅ｊより外側のトナー２０６が広がらないようにで
き、トナー漏れを防止可能となる。

【００７７】すなわち、上記したように、現像スリーブ
２０３の粗面化領域ｋを参考例４に加えて新たに規定す
ることにより、トナー漏れの防止効果を高めることが可
能となった。

【００７８】〈参考例６〉 次に、本発明に係る参考例６を図２１に基づいて説明す
る。なお、参考例４との共通箇所の説明は省略する。

【００７９】図２１は本発明に係る参考例６の下部シー
ル部材２０７の形状を記したものであり、図２１におい
て現像スリーブ２０３方向から下部シール部材２０７を
見た図であるが、下部シール部材２０７の先端部の現像
スリーブ２０３と端部シール２０８との長手方向両端挟
持部分の自由長を他の自由長より短く構成している。こ
のような構成とすることによる作用を以下に示す。

【００８０】図２２に従来の下部シール部材２０７の形
状を示したが、このような構成をとると、下部シール部
材２０７は現像スリーブ２０３に対して腹当たり当接し
ており、さらにその両端部は現像スリーブ２０３と端部
シール２０８とで挟持されているため、下部シール部材
２０７の現像スリーブ２０３に対する当接ニップは図２
２中Ｏ部に記したように、その挟持部分においてやや拡
がりをもっている。この状態で現像スリーブ２０３がＰ
方向（図１８中ｂ方向）に動くと、挟持部分における下
部シール部材２０７のｑ方向に受ける力がその長手方向
内側のｒ方向に受ける力に比べ大きくなるために、下部
シール部材２０７が長手方向で歪みを生じ安くなり、下
部シール部材２０７の波打ちによるトナー漏れを招く場
合があった。そこで、上述したｑ方向に受ける力を弱め
るために、本参考例においては下部シール部材２０７の
長手方向両端挟持部分における自由長を図２１に示した
ように短くしている（図２１ａ〜ｄ）。このようにする
ことで、現像スリーブ２０３のｑ方向の回転に伴う下部
シール部材２０７のｓ方向に受ける力を下げることが可
能となり、その内側でｔ方向に受ける力とほぼ等しくで
き、下部シール部材２０７の波打ちを防止することがで
きる。

【００８１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
種類の異なるトナーを収容したカートリッジを用いる画
像形成装置において、非磁性トナーを用いるプロセスカ
ートリッジは、磁性トナーを用いる他のプロセスカート
リッジより現像剤担持体の直径を大きくし、現像剤担持
体と潜像担持体との間隔を狭くすることによって、カー
トリッジの識別手段、制御切替手段を備える必要がなく
なり、装置の簡略化、コストの低減化を図ることができ
る。

【００８２】

【００８３】

【００８４】

【００８５】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における磁性一成分用プロセ
スカートリッジの概略構成を示す断面図である。

【図２】本発明の実施例１における非磁性一成分用プロ
セスカートリッジの概略構成を示す断面図である。

【図３】図１及び図２のプロセスカートリッジを装着す
る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。

【図４】本発明の実施例２装置の概略構成を示す断面図
である。

【図５】本発明に係る参考例１装置の概略構成を示す図
である。

【図６】図５装置における現像剤担持体及び端部シール
部材の概略構成を示す一部拡大図である。

【図７】図６の左側面図である。

【図８】図６に示す端部シール部材の切り込みを示す図
である。

【図９】本発明に係る参考例２装置の概略構成を示す図
である。

【図１０】図９の左側面図である。

【図１１】図９に示す端部シール部材の切り込みを示す
図である。

【図１２】本発明に係る参考例３における端部シール部
材の切り込みを示す図である。

【図１３】従来例装置の概略構成を示す断面図である。

【図１４】図１３装置における現像剤担持体及び端部シ
ール部材の概略構成を示す図である。

【図１５】図１４の左側面図である。

【図１６】弾性体の現像ブレードを有する従来例装置の
概略構成を示す図である。

【図１７】図１６の左側面図である。

【図１８】本発明に係る参考例５装置の概略構成を示す
断面図である。

【図１９】図１８装置を潜像担持体側から見た正面図で
ある。

【図２０】本発明に係る参考例６装置の概略構成を示す
正面図である。

【図２１】本発明に係る参考例７における下部シール部
材の概略構成を示す正面図である。

【図２２】参考例７装置と比較される従来例装置のシー
ル部材の概略構成を示す正面図である。

【図２３】参考例５ないし参考例７と比較される従来例
装置の概略構成を示す断面図である。

【図２４】図２３装置を潜像担持体側から見た正面図で
ある。

【符号の説明】

１ 潜像担持体 ５ 枠（枠体） ４０，４３ 現像剤担持体

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−219071（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−245160（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−85657（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/08 - 15/095 G03G 15/01

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現像剤容器及び現像剤担持体並びに潜像
   担持体を枠体内に一体に有し、画像形成装置に着脱及び
   交換自在に配設された複数のプロセスカートリッジと、
   該プロセスカートリッジ内の潜像担持体と現像剤担持体
   の間に所定の電圧を印加する電圧印加手段とを備えた画
   像形成装置において、上記複数のプロセスカートリッジ
   は、現像剤容器内に磁性一成分現像剤を収容する磁性一
   成分用プロセスカートリッジと、現像剤容器内に非磁性
   一成分現像剤を収容する非磁性一成分用プロセスカート
   リッジを有しており、該非磁性一成分用プロセスカート
   リッジは、上記磁性一成分用プロセスカートリッジのも
   のと同径の潜像担持体と、上記磁性一成分用プロセスカ
   ートリッジのものよりも大径で潜像担持体との間隔が小
   さく設定された現像剤担持体とを備えており、上記電圧
   印加手段は、プロセスカートリッジの種類に依らず所定
   の電圧を印加するように設定されていることを特徴とす
   る画像形成装置。
2. 【請求項２】 現像剤担持体が潜像担持体に近接する現
   像領域は、上記非磁性一成分用カートリッジの方が上記
   磁性一成分用カートリッジよりも潜像担持体の画像露光
   部に近くなるように設定されていることとする請求項１
   に記載の画像形成装置。