JPH0683182A - 現像装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的の一つは、弾性ブレードと現像
スリーブとの当接部における、トナーの過剰帯電及び回
収不良並びに飛び散り等を発生させることのない現像装
置を提供することにある。 【構成】 外径が３０ｍｍ以下の現像スリーブを用いる
現像装置において、該現像スリーブ３の下方にて現像剤
シール部材１を該現像スリーブ３に当接せしめ、該現像
スリーブ３と現像剤シール部材の摺接部の幅を２．０ｍ
ｍ以下に、また、現像容器の下部１０の内壁から上記現
像剤シール部材１までの間隔を上記摺接部近傍にて２．
０ｍｍ以上に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、小型複写機やページプ
リンタ等の画像形成装置に用いられる現像装置及びプロ
セスカートリッジに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の磁性一成分現像剤の現像装置の一
例を図１３に示す。現像装置９はホッパー２と現像剤担
持体たる現像スリーブ３とを備えており、潜像担持体た
る感光ドラム８上に形成した潜像に現像剤たるトナー４
を供給して可視化せしめるようになっている。

【０００３】上記ホッパー２内には現像剤搬送手段５が
設けられており、該ホッパー２内のトナーを現像スリー
ブ３へ搬送する。該現像スリーブ３は中空の円筒で、円
筒の軸を中心に一定速度で回転し、トナー４を現像位置
まで搬送する。これは、現像スリーブ３の内部に設置さ
れた多極マグネット６により上記トナー４を該現像スリ
ーブ３上に保持することにより行われる。

【０００４】一方、トナー４は現像位置へ搬送される途
上で現像スリーブ３に近接もしくは接触するように設置
されている現像剤規制部材たる現像ブレード７により、
塗布量を制限されると共に現像スリーブ３上に均一に塗
布される。また、トナー４は現像スリーブ３上に搬送さ
れる過程で現像スリーブ３の表面、弾性ブレード７もし
くはトナー自身に摺擦され帯電し、感光ドラム８上に形
成した潜像の可視化に供せられる。

【０００５】以上のような現像装置は小型の複写機及び
ページプリンタに用いられるが、最近ではメンテナンス
を容易にするため、上記現像装置をユニット化するか、
もしくは感光ドラムやクリーナ及び帯電装置（図示せ
ず）と共に一体化したカートリッジとして交換できる装
置が実用化されている。

【０００６】上記のカートリッジや現像ユニットにおい
ては、交換する際に現像装置に加えられる軽い衝撃など
によりトナーが漏れ出す虞があるため、現像装置には様
々なシーリングがなされている。特に、現像スリーブ３
上の未現像のトナーを現像装置内へ回収する開口部で
は、トナーの回収を阻害せずに現像装置内部のトナーが
装置外へ流出することを防ぐためのシール部材１が設け
られている。

【０００７】上記シール部材１は短冊型のシート状にな
っており、長手の一端を現像装置の下フレーム１０に固
定され一方の自由端を現像スリーブ３の回転方向に沿う
ようにして自らの弾性によって現像スリーブ３に接触
し、摺擦する。材質は薄いウレタンゴムやフィルム状の
腰の弱いポリカーボ、ＰＥＴ等が用いられている。トナ
ーの回収時には、図１４中の矢印のようにシール部材１
は現像装置内側に倒れてトナーの回収を阻害しない。ま
た、現像装置内部からのトナーの吹き出しに対しては現
像スリーブ３と密着して漏れを防止するようになってい
る。

【０００８】次に、図２３を用いてプロセスカートリッ
ジの別の従来例を説明する。図２３は、磁性一成分トナ
ーを用いた一成分現像方式を採用した現像装置を備え、
主な画像形成手段を一括してユニット化したプロセスカ
ートリッジを示している。図２３において、１０３は感
光ドラム、１０４は一次帯電器、１０５は現像装置、１
０９はクリーニング器であり、これらは一括してユニッ
ト化されているものである。それぞれの構成体はプロセ
スカートリッジ内では所定の相互配置関係をもって組み
付けられており、さらにそのプロセスカートリッジは画
像形成装置本体内の所定の場所に所定の要領にて挿入装
着され、また逆に画像形成装置本体内から所定の要領に
て取り外すことができる。

【０００９】ここで、プロセスカートリッジを中心に行
われる画像形成の概略を説明する。本体に固定された光
学系を経由したレーザ光が、一次帯電器１０４によって
一様な電位に帯電した感光ドラム１０３に照射されるこ
とにより感光ドラム１０３上に静電潜像が形成される。
一方、トナー容器１２３内のトナー１２４は撹拌部材１
１５によって撹拌されながら、現像スリーブ１２１に供
給される。現像スリーブ１２１はアルミニウムやステン
レススチールのパイプからできており、その内部には磁
極を有する磁石１２２が内蔵されている。図中１２６は
ウレタンゴム等からなる弾性ブレードであり、これは接
着剤によって板金１２７に接着され、その自由端部分は
現像スリーブ１２１に表面に腹の部分でトナー１２４を
介して接触しており、このトナー１２４に現像に必要な
電荷を与えると共にトナー層の厚みを規制している。こ
うして現像スリーブ１２１表面に形成されたトナー層１
２５は感光ドラム１０３と対向する位置で感光ドラム上
に形成された潜像をトナー像として顕像化する。このト
ナー像は本体内の所定の経路を通過してきた記録材に転
写される。このとき転写されずに感光ドラム１０３表面
に残ったトナーは、感光ドラム表面に接触するクリーニ
ングブレード１１６によって掻き落とされ、クリーニン
グ器１０９内に蓄積される。

【００１０】以上述べたように、プロセスカートリッジ
は本体内の所定の位置に確実に装着されていなければな
らず、その位置関係は感光ドラム１０３や現像スリーブ
１２１の駆動によらず一定に保たれていなければならな
い。そのためにプロセスカートリッジは十分な剛性を有
していなければならない。また、プロセスカートリッジ
の本体への着脱の際トナー容器あるいはクリーニング容
器などの部分を直接手で握ることになるため十分な強度
を要する。さらにまた、輸送の際に生じる衝撃などにも
耐えなければならない。したがって、従来のようにトナ
ー容器１２３やクリーニング器１０９をポリスチロール
やポリプロピレンやＡＢＳ等の樹脂によって成型する場
合、その肉厚を厚くしなければならないが、そうすると
コストが高くなってしまったり、重量が重くなるために
本体内への着脱が手軽にできなくなる等の弊害が生じ
た。そこで、樹脂の肉厚を厚くせずに剛性を保持する方
法として、リブをたてる方法が提案された。

【００１１】次に、一成分現像方式の従来の現像装置の
他の例を図２９に基づいて説明する。図２９において、
２２１はアルミニウムやステンレススチールのパイプか
ら形成された現像剤担持体としての非磁性現像スリーブ
で、現像スリーブ２２１は、現像装置の一成分現像剤と
しての磁性トナー２２４を収容した現像容器２２３内
に、画像形成装置の像担持体（図示せず）に対向した開
口部の箇所に回転自在に設置されている。この現像スリ
ーブ２２１内には、磁極Ｎ、Ｓが交互に複数個形成され
た磁石２２２が、現像スリーブ２２１の回転に対して不
動に設置されている。磁石２２２の磁気作用により現像
容器内のトナー２２４が、矢印方向へ回転する現像スリ
ーブ２２１の表面上に担持される。

【００１２】現像スリーブ２２１上の現像容器２２３の
位置には、現像剤規制部材としての弾性ブレード２２６
が板金２２７に接着して取り付けられている。弾性ブレ
ード２２６は、現像スリーブ２２１上に上方から垂下し
て、現像スリーブ２２１の矢印で示す回転方向と逆向き
に伸びた自由端部の腹部で現像スリーブ２２１上に当接
している。弾性ブレード２２６は、一般にウレタンゴ
ム、シリコーンゴム、ブチルゴム等からなっている。現
像スリーブ２２１上に担持されたトナー２２４は、弾性
ブレード２２６が当接する箇所を通過する間その層厚を
規制され、これにより現像スリーブ２２１上に薄層のト
ナー層２２５が形成される。

【００１３】上記の現像スリーブ２２１上のトナー層２
２５は、現像スリーブ２２１の回転により像担持体と対
向した現像部へと搬送され、そこで像担持体上に形成さ
れている潜像にトナー２２４が供給、付着されて、これ
により潜像が現像されてトナー像として可視化される。

【００１４】上記の現像装置においては、画像に生じる
スリーブゴーストや濃度ムラを防ぐために、上記弾性ブ
レード２２６の表面上に、トナー２２４の摩擦帯電極性
と逆極性の摩擦帯電材の樹脂からなる被覆層２２６ｂを
設けている。上記被覆層２２６ｂの例として、ナイロン
樹脂を用いることで、初期におけるトナー２２４の帯電
不足を防ぎ、良好な画像を得ることができる。

【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。先ず図
１４に示す従来例によれば、シール部材１の裏側にトナ
ーが大量に入り込むと様々な不具合が発生する。例え
ば、図１５に示すようにシール部材１の裏のトナーがマ
グネット６の磁力に引きつけられて図１５中の１Ａから
１Ｂのように現像スリーブ３に沿って変形し、現像スリ
ーブ３との摺擦域が図中のＷ１からＷ２のように拡大
し、回収されるトナー４と現像スリーブ３との過度の摺
擦によりトナー４が現像スリーブ３に固着する等の問題
が起こった。現像スリーブ３へのトナー固着は、現像ス
リーブ３が小径化する程摺擦回数が増えることから、現
像スリーブ３の外径が３０ｍｍ以下の現像装置で特に問
題となっていた。

【００１６】また、シール部材１の裏に流入したトナー
４が現像装置内壁との間で図１６のＢに示すようにブロ
ッキングして、現像スリーブ３上の未現像のトナーの回
収を阻害し、トナーが飛散したり、最悪の場合には回収
できずに溜ったトナーがこぼれ落ちることがあった。

【００１７】例えば、重量平均粒径が８μｍ以下のトナ
ーは、従来用いられてきたトナー（重量平均粒径１０〜
１５μｍ）に比べて、流動状態では細かい部分に流入し
易く、ブロッキングする際には高密度に押し固まる傾向
があるため上記の問題が起こり易かった。特に、帯電
性、流動性、画像の解像度等に優れる下記の磁性一成分
現像剤（以下、トナーαとする）を用いた場合は、顕著
にブロッキングし易い。 結着樹脂及び磁性酸化鉄を少なくとも含有し、磁性酸
化鉄は、ケイ素元素の含有率が鉄元素を基準として、
０．５〜４．０重量％であり、磁性酸化鉄の鉄元素溶解
率が２０重量％までに存在するケイ素元素の含有量Ｂと
磁性酸化鉄のケイ素元素の全含有量Ａとの比（Ｂ／Ａ）
×１００が４４〜８４％であり、磁性酸化鉄の表面に存
在するケイ素元素の含有量Ｃと含有量Ａとの比（Ｃ／
Ａ）×１００が１０〜５５％のトナー。 重量平均粒径が６〜８μｍであり、５．０μｍ以下の
粒径を有するトナーが１７〜６０個数％含有され、６．
３５〜１０．０８μｍの粒径を有するトナーが５〜５０
個数％含有され、１２．７０μｍ以上の粒径を有するト
ナーが２．０体積％以下で含有され、５．００μｍ以下
の粒径を有するトナー粒子群が下記式を満たすトナー。

【００１８】

【数１】Ｎ／Ｖ＝−０．０５Ｎ＋ｋ

【００１９】式中、Ｎは５．０μｍ以下の粒径を有する
トナーの個数％を示し、Ｖは５．０μｍ以下の粒径を有
するトナーの重量％を示し、ｋは値として４．６〜６．
７のいずれかの正数を有し、Ｎは値として１７〜６０の
いずれかの正数を有する条件を満たす。

【００２０】また、トナーが現像スリーブ３上に供給さ
れる際に（特に使用を開始して最初にトナーが供給され
る際に）図１７に示すように現像スリーブ３とシール部
材１で作る楔形の空間（図中Ｋ）にトナーが勢いよく入
り込むと、シール部材を１Ｅから１Ｆの位置に押し下げ
てトナーが吹き出すことがあった（図中４’）。これ
は、特に、小径化した現像スリーブで発生し易かった。

【００２１】また、図２３に示す従来例装置によれば、
トナー容器内にリブを設置する場合、そのリブによって
トナーの現像スリーブへの供給が不安定になってしまう
という問題が生じてしまった。トナー容器内に設置した
リブによって、トナー容器内のトナーの循環が現像スリ
ーブ長手方向で不均一になる。新品のトナーは現像スリ
ーブに接触したり、現像スリーブと弾性ブレードによっ
て摺擦されることによって初めて電荷を持つ。これらの
電荷を持ったトナーの全てが直ちに現像されるわけでは
なく、一部のものは弾性ブレードによって規制され、ト
ナー容器内に戻され、また他の一部のものは現像位置に
達したものの非画像形成部に対応する等のため現像残り
トナーとして再びトナー容器内に戻される。これらのト
ナーはトナー容器内で新品のトナーと共に撹拌され、再
び現像スリーブへ供給されることになる。ところが、ト
ナー容器内に設置したリブによってトナー容器内のトナ
ーの循環が規制されると、現像スリーブ表面に供給され
るトナーの供給量、およびトナーの電荷量が現像スリー
ブ長手方向で分布を持つようになってしまう。現像スリ
ーブ表面のトナー層のコート量、あるいは電荷量が不均
一になると現像条件が変わってしまうためプリントされ
た画像に濃度ムラとして現れてしまうという問題点があ
った。

【００２２】また、図２９に示す従来例によれば、弾性
ブレード２２６ａの表面上にナイロン等の樹脂層２２６
ｂを被覆した場合、トナー層２２５の上層は弾性ブレー
ド２２６の正帯電性の強い被覆層２２６ｂと接触を繰り
返すことで、その度に摩擦帯電電荷を付与され、トナー
２２４は過剰帯電となる。このため、トナー２２４の現
像スリーブ２２１への鏡映力が非常に強くなり、像担持
体たる感光ドラム（図示せず）上に形成されている潜像
に供給、付着されにくくなり、これによって得られる画
像には、濃度ムラ、スリーブゴースト、あるいはトナー
の凝集による斑点状のムラが発生し易くなるという問題
が生じる。

【００２３】本発明の第一の目的は、上記問題点を解決
し、弾性ブレードと現像スリーブとの当接部における、
トナーの過剰帯電及び回収不良並びに飛び散り等を発生
させることのない現像装置を提供することにある。

【００２４】本発明の第二の目的は、上記問題点を解決
し、現像スリーブに対するトナーの供給を不均一にする
ことなく、プロセスカートリッジの剛性を高めることの
できる現像装置及びプロセスカートリッジを提供するこ
とにある。

【００２５】本発明の第三の目的は、上記問題点を解決
し、樹脂製の被覆層を有する弾性ブレードを備えた場合
に、トナーの過剰帯電を生ずることのない現像装置を提
供することにある。

【００２６】

【課題を解決するための手段】本願第一発明によれば、
上記第一の目的は、開口部を有して現像剤を収容せしめ
る現像容器と、該開口部にて回転自在に配設され現像剤
を担持搬送せしめる現像剤担持体と、該現像剤担持体内
部に配設された磁界発生手段と、上記開口部にて一端を
上記現像剤担持体の下方の現像容器壁に取り付け、他端
の自由端を上記現像剤担持体の表面に摺擦するように配
設された弾性体の現像剤シール部材とを備えた現像装置
において、上記現像剤担持体は外径が３０ｍｍ以下に、
上記現像剤シール部材と該現像剤担持体との摺擦部の幅
は２．０ｍｍ以下に、上記現像容器の内壁から現像剤シ
ール部材までの間隔は上記摺擦部近傍にて２．０ｍｍ以
上に、それぞれ設定されていることにより達成される。

【００２７】また、本願第二発明によれば、上記第二の
目的は、開口部を有して現像剤を収容せしめる現像容器
と、該開口部にて回転自在に配設され現像剤を担持搬送
せしめる現像剤担持体と、上記現像容器内に回転自在に
配設され現像剤を撹拌せしめる現像剤撹拌部材とを備え
た現像装置において、上記現像剤担持体の周囲５ｍｍの
領域を囲む円と、上記現像剤撹拌部材の回転軌道の周囲
５ｍｍの領域を囲む円と、両円に接する直線とで囲まれ
る領域の外側に現像容器補強用のリブを配設したことに
より達成される。

【００２８】さらに、本願第三発明によれば、上記第三
の目的は、開口部を有し、一成分現像剤を収容せしめる
現像容器と、該開口部に回転自在に配設された現像剤担
持体と、一端を現像容器側に取り付け他端の自由端を上
記現像剤担持体表面上に当接させて該当接部を通過する
一成分現像剤と摺擦するように配設された現像剤規制部
材とを有する現像装置において、上記現像剤規制部材の
上記現像剤担持体との当接面には、摩擦帯電性部材が二
層に設けられており、上層よりも下層の帯電特性の方が
低く設定されていることにより達成される。

【００２９】

【作用】本願第一発明においては、外径が３０ｍｍ以下
の小径の現像剤担持体を用いた場合でも、該現像剤担持
体に下方で摺擦する現像剤シール部材と該現像剤担持体
との摺擦部の幅を２．０ｍｍ以下にしたことによって、
過度に摺擦されることがなくなり、現像剤担持体表面へ
の現像剤の固着が生じないことが分かった。また、現像
容器内壁から現像剤シール部材までの間隔を上記摺擦部
近傍にて２．０ｍｍ以上にしたことにより、現像剤シー
ル部材と現像容器内壁との間の現像剤が磁界発生手段の
磁力と現像剤担持体の回転によって確実に回収され、ブ
ロッキングを発生させないことが分かった。したがっ
て、現像剤担持体と現像剤シール部材の摺擦部における
現像剤の通過を円滑にし、現像剤の飛散や現像剤漏れを
生じさせない。

【００３０】また、本願第二発明によれば、現像容器内
の現像剤は現像剤撹拌部材によって撹拌され、さらに現
像剤担持体に供給されて現像に供されるが、該現像剤担
持体に供給された現像剤のうちの一部の現像剤は再び現
像剤撹拌部材側に戻される。このように、現像剤は現像
剤撹拌部材と現像剤担持体との間において循環するが、
現像容器補強用のリブは、現像剤担持体の周囲５ｍｍの
領域を囲む円と、現像剤撹拌部材の回転軌道円の周囲５
ｍｍの領域を囲む円と、両円に接する直線とで囲まれる
領域、すなわち現像剤の循環領域の外側に配設されてい
るので、上記現像剤の循環を妨げない。かくして、現像
剤の良好な循環によって現像剤担持体表面に供給される
現像剤の供給量及び現像剤の電荷量は現像剤担持体長手
方向にて均一になり、かつ、現像容器補強用のリブによ
って十分な現像容器の強度が得られる。

【００３１】さらに、本願第三発明によれば、現像剤規
制部材の現像剤担持体との当接面に設けられた摩擦帯電
性部材のうち、上層の部材は帯電特性が下層のものより
も高く、現像装置の使用初期においては新しい現像剤を
十分に帯電せしめる。そして、上記上層の部材は経時的
に摩滅し、上記当接面には下層の部材が現れるが、該下
層の部材は帯電特性が上層のものより低いので、繰り返
し使用されてきた現像剤を過剰に帯電させない。かくし
て、本発明の現像装置によれば、常に適当な電荷を現像
剤へ付与し、濃度低下及び現像剤の凝集による斑点状の
ムラを生じることなく、良好な画像を形成する。

【００３２】

【実施例】本発明の実施例１ないし実施例８を図面に基
づいて説明する。

【００３３】〈実施例１〉先ず、本発明の実施例１を図
１ないし図７に基づいて説明する。図１において、１は
現像剤シール部材であり、フィルム状のＰＥＴを用いて
いる。該現像シール部材１が当接する現像スリーブ３の
外径は、２０ｍｍであり、該現像スリーブ３の内部には
マグネット６が設置されている。このマグネット６の磁
力により現像スリーブ３上にトナー４を保持し、感光ド
ラム８へ搬送する。搬送途上で現像スリーブ３上のトナ
ー４は現像ブレード７により現像スリーブ上に均一に塗
布され、現像スリーブ３と感光ドラム８が対向する現像
領域において感光ドラム８上に転移し現像に供される。
現像に寄与しなかったトナー４は現像スリーブ３上に残
り、現像スリーブ３下の開口部より回収される。

【００３４】本実施例では、シール部材１に自由長が
６．０ｍｍ、厚みが５０μｍのものを用いた。設定は、
図２に示すように、現像スリーブ３との当接位置にてシ
ール部材１の先端が２．０ｍｍ重なるように設置した。
このときシール部材１と現像スリーブ３の摺擦部Ｗは、
シール部材１の自由端から約０．５ｍｍの剰余部分Ｖに
続く約１．０ｍｍ幅の部分となる。シール部材１の摺擦
部Ｗの幅は、現像スリーブ３との摺擦による傷やトナー
に含まれる含量等の色素が付着している部分の幅であ
り、現像スリーブ３の回転後のシール部材１を観察すれ
ば容易に測定できる。また、上記摺擦部Ｗと現像スリー
ブ３の間隔は最小で２．０ｍｍとなっている。

【００３５】以上のような設定で、ブロッキング及びト
ナー固着が発生し易い高温高湿度環境（温度３５℃、湿
度８５％）で、数種類のトナー（トナーαを含む）を通
紙耐久試験を行ったがトナー固着及びトナーの回収不良
は発生しなかった。

【００３６】次に、トナー固着及びトナー回収不良を起
こす条件を求めるために行った実験について説明する。

【００３７】（実験１）シール部材１の位置設定を図２
に示した設定とし、シール部材１の自由長のみを変え、
高温高湿度環境（温度３５℃、湿度８５％）でトナーを
補給しながら約１５，０００枚の通紙耐久試験を行っ
た。使用したトナーは従来例で説明したトナーαであ
る。実験の結果を以下に示す。

【００３８】

【表１】 ＊トナー固着欄の数字は最も短い固着発生通紙枚数を示
す（〜３Ｋ → 約３０００枚） ＊また、○印はトナー固着、回収不良が無いことを示す ＊さらに、×印は回収不良が発生したことを示す（％は
発生頻度を示す）

【００３９】実験によれば、シール部材の裏に回ったト
ナーは図１５のように、現像スリーブ３内のマグネット
６の磁力でシール部材１を現像スリーブ３に沿って押し
付けるため、ほぼ自由長の増加分だけ摺擦幅が増加し、
摺擦幅が２．０ｍｍを超えるとトナー固着が発生するこ
とが分かった。摺擦幅が２．０ｍｍ以上では摺擦幅が広
がるに従い急速にトナー固着が発生し易くなる。また、
図３のように、シール部材１の位置を１Ｅ（図２に示さ
れるのシール部材１の位置）から１Ｆとなるようにシー
ル部材の固定座面の設定を変えても結果に大きな変化は
なかった。

【００４０】（実験２）実験１と同様にシール部材１の
位置設定を図２に示した設定とし、シール部材１の厚さ
が１００μｍのものを用いて自由長を変え、高温高湿度
環境（温度３５℃、湿度８５％）でトナーを補給しなが
ら約１５，０００枚の通紙耐久試験を行った。使用した
トナーはトナーαである。実験の結果を下に示す。

【００４１】

【表２】 ＊トナー固着欄の数字は最も短い固着発生通紙枚数を示
す（〜３Ｋ → 約３０００枚） ＊また、○印はトナー固着、回収不良が無いことを示す ＊さらに、×印は回収不良が発生したことを示す（％は
発生頻度を示す）

【００４２】実験によれば、厚いシートでは腰が強くな
り、現像スリーブ３に沿って曲がることがなくなって摺
擦幅は自由長の長さに依らなくなることが分かった。こ
の場合には現像スリーブ３との当接圧がかなり高くなる
と予想されるが、実際には。上記のように摺擦幅が２．
０ｍｍを超えなければトナー固着は起こりにくい。

【００４３】実験１及び実験２よりシール部材１と現像
スリーブ３の摺擦幅が２．０ｍｍ以下であればトナー固
着はほとんど発生しないことが分かった。トナーを現像
スリーブ３に固着させる主要因は、現像スリーブ３への
当接圧ではなく、現像スリーブ３との摺接幅である。表
１に示すようにトナー固着は摺擦幅２．０ｍｍでも発生
する場合があるが、トナーがなくなると現像装置を交換
する使い切りタイプの現像装置の場合は使用可能枚数が
多くても８，０００〜１０，０００枚であるので、摺擦
幅２．０ｍｍでも使用可能である。当然ながら、トナー
漏れを防止できるならば、摺擦幅は小さい程トナー固着
に対し有利であり、１．５ｍｍ以下が望ましい。

【００４４】トナーの回収不良については、上記実験１
及び実験２の耐久終了後、現像装置を６０℃の恒温槽に
入れてトナーを固めて現像装置内を調べた。その結果、
トナーの回収不良を起こしていないものはシール部材１
と現像装置内壁との間に空隙があったが、回収不良を起
こしたものはトナーが詰まっていた。

【００４５】シール部材が短い場合（例えば、実験２に
おいてシール部材１の長さ６ｍｍの場合）には、図４の
ようにシール部材１と現像装置内壁とで挟まれる空間に
トナーが入り込んでも、マグネット６の磁力と現像スリ
ーブ３の回転によってシール部材１の裏のトナーが引き
出される。しかし、シール部材１が長い場合（例えば、
実験２においてシール部材１の長さ９ｍｍの場合）に
は、図５のように、シール部材１と現像装置内壁とで挟
まれる空間に入り込んだトナーはほとんど引き出される
ことなく滞留して（図中Ａ）その一部がブロッキング
（図中Ｂ）する。

【００４６】上記のようにトナーの回収不良は、主にシ
ール部材１と現像装置内壁とで挟まれる空間にトナーが
入り込んでブロッキングすることにより発生する。そこ
で、シール部材１の摺擦部と現像装置内壁との間隔Ｄと
トナー回収不良の関係を明確にすべく以下の実験を行っ
た。

【００４７】（実験３）実験１と同様の条件で、シール
部材１の自由長を７．０ｍｍとし、シール部材１の摺擦
部と現像装置内壁との間隔Ｄを変え、高温高湿度環境
（温度３５℃、湿度８５％）でトナーを補給しながら約
１５，０００枚の通紙耐久試験を行った。使用したトナ
ーはトナーαである。実験の結果を下に示す。

【００４８】

【表３】 ○：回収不良無し ×：回収不良発生

【００４９】間隔Ｄが１．０〜１．５ｍｍでは図６（間
隔Ｄが１ｍｍの場合）に示すように、実験した全数にブ
ロッキング（図中Ｂ）が原因のトナー回収不良が発生し
た。これは間隔Ｄが狭いので、シール部材裏に入り込ん
だトナー（図中Ａ）が非常に詰まり易くなっているため
である。間隔Ｄが２．０ｍｍ以上では、シール部材１の
裏に少量のトナー（現像スリーブ３内のマグネット６の
磁力の影響によるもの）があるだけで、その下ではトナ
ーがほとんど現像スリーブ３上に回収されて空洞となっ
ていた（図４参照）。

【００５０】間隔Ｄが０．５ｍｍの場合は、シール部材
１の裏に殆どトナーが存在せず、したがって回収不良も
発生しない。これは間隔Ｄが狭いためトナーの流入が妨
げられているためと考えられる。しかし、現像装置交換
の際に様々な応力が加わることを考慮すれば、現像スリ
ーブ３と現像装置内壁が接触して現像スリーブ３を傷つ
けることも考えられ、構成上不利となる。また、この間
隔を維持しようとすれば、現像装置を構成する部材とし
て強度、精度の高いものが必要となるためコスト高とな
る。

【００５１】また、トナー回収不良は摺擦部近傍でトナ
ーがブロッキングを起こさなければ発生しない。図７に
示すようにシール部材１の固定座面を移動し、摺擦幅を
２．０ｍｍ、剰余長を０．５ｍｍとしたままシール部材
１の自由長を９．０ｍｍとした場合について耐久実験を
行った。結果はシール部材１が長いため一部でトナーが
滞留していたが、摺擦部近傍ではほとんどトナーが存在
せず、当然ながらトナー回収不良は発生しなかった。

【００５２】よって、シール部材１の摺擦幅が２．０ｍ
ｍ以下で、シール部材１の摺擦部と現像装置内壁との間
隔Ｄが２．０ｍｍ以上確保できれば、シール部材裏に入
り込んだトナーは押し固まることなく磁力により再び現
像スリーブ３上に引き戻すことができ、トナー回収不良
は発生しなかった。

【００５３】同様の実験を２００μｍのＰＥＴフィルム
をシール部材１として行ったが、シール部材１としては
素材が固いため現像スリーブ３と均一に密着せず軽い衝
撃でもトナー漏れを起こした。また、如何なる設定でも
摺擦幅に無関係にトナーの回収不良が発生した。本発明
はシール部材の材質、厚さ等を規定するものではない
が、当然ながらシール部材として不適なものは除外す
る。

【００５４】以上説明したように、現像スリーブ３とシ
ール部材１の摺擦部の幅が２．０ｍｍ以下で、上記摺擦
部の近傍でシール部材１と現像装置内壁との間隔が２．
０ｍｍ以上であるならば、現像スリーブ３上へのトナー
固着、トナー回収不良が解消できる。

【００５５】なお、上記実施例では、ブロッキングし易
いトナーαを用いたが、当然ながら通常用いられる他の
トナーについても上記の条件を満たせば現像スリーブ上
へのトナー固着、トナー回収不良が解消できる。

【００５６】〈実施例２〉次に、本発明の実施例２を図
８及び図９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。

【００５７】本実施例では、図８に示すように実施例１
で定めた条件下（現像スリーブ３とシール部材１の摺擦
部の幅が２．０ｍｍ以下で、上記摺擦部の近傍でシール
部材１と現像装置内壁との間隔が２．０ｍｍ以上）で現
像スリーブ３’の外径を変えた場合について述べる。

【００５８】図９に実施例２の詳細図を示す。図９中に
示した現像スリーブ３’の外径は１０．０ｍｍであり、
シール部材１の摺擦部から自由長までの非摺擦部Ｖ（以
下剰余部とする）の長さ（以下剰余長とする）が１．５
ｍｍである。また、このときのシール部材１は厚さ１０
０μｍのＰＥＴであり、摺擦幅Ｗは１．１ｍｍ、摺擦部
の近傍でシール部材１と現像装置内壁との間隔は２．０
ｍｍである。

【００５９】上記設定で実験例１と同様の耐久試験を行
ったが、当然ながらトナー固着、トナー回収不良は発生
せず、また以下に述べるようなトナー漏れも発生しな
い。

【００６０】トナー供給時（特に使用開始直後）にシー
ル部材１の剰余部と現像スリーブ３との間の楔状の空間
（図１７参照；図中Ｋ）にトナーが勢いよく入り込む
と、上述したようにシール部材１を押し下げてトナー漏
れ（トナー吹き出し）を起こす場合があった（シール部
材１の裏に若干量のトナーが存在すると、現像スリーブ
３内のマグネット６の磁力でシール部材１を現像スリー
ブ３に押し付けて漏れ防止能力が高まる。使用開始時に
トナー漏れが発生し易いのは、シール部材１の裏に全く
トナーが存在しないためである）。このトナー吹き出し
の発生頻度は、上記楔状の空間を形作るシール部材１の
剰余長に依存し、剰余長が長い程発生し易い。また、現
像スリーブ３の外径が小さい程現像スリーブ３の曲率が
大きいことから、若干腰の強いシール部材１を用いる
と、シール部材１が現像スリーブ３に沿って曲がらず、
上記楔状の空間が形成され易いため、軽い衝撃でもトナ
ー漏れが発生することがあった。シール部材１の剰余長
とトナー漏れの発生頻度の関係を明確にするため以下の
ような実験を行った。

【００６１】（実験４）シール部材１の位置設定を図９
に示した設定とし、シール部材１の自由長（剰余長）を
変え、高さ２０ｃｍからトナー補給直後の現像装置を三
回続けて落下させた。シール部材１の厚さは１００μ
ｍ。現像スリーブ３’の外径は１０．０ｍｍ。使用した
トナーはトナーαである。実験の結果を以下に示す。

【００６２】

【表４】 ○：トナー漏れ無し ×：トナー漏れ発生（％は発生
頻度）

【００６３】表４に示すように、トナー漏れは剰余長が
２．０ｍｍを超えると発生し始める。上記結果はシール
部材１の厚みを１５０μｍとした場合も同様であった。

【００６４】なお、１０．０ｍｍの現像スリーブ３’の
外径は、内蔵したマグネット６の磁力が現像スリーブ
３’表面で必要とされる磁力を得られるほぼ下限の現像
スリーブ３’の外径である。一方、現像スリーブ３’の
外径がおおよそ２０ｍｍ以上の場合は、実施例１で定め
た条件に従えば、上述のような剰余長が２．０ｍｍ超え
る設定となることは殆どない。したがって、本実施例が
対象とするのは１０〜２０ｍｍの外径の現像スリーブを
持つ現像装置である。

【００６５】上記よりシール部材１の剰余長を２．０ｍ
ｍ以下とすることで、外径１０〜２０ｍｍの小径現像ス
リーブを持つ現像装置で、使用開始時に発生するトナー
漏れを防止することができる。シール部材１の剰余部は
トナー漏れ防止には何の寄与もしない部分であるから剰
余長はなるべく短い方が望ましい。当然ながら、現像ス
リーブ３’とシール部材１の摺擦部の幅が２．０ｍｍ以
下という条件を守れるならば、シール部材１は腰の弱い
材質や厚さであることが望ましい。

【００６６】〈実施例３〉次に、本発明の実施例３を図
１０ないし図１２に基づいて説明する。なお、実施例１
との共通箇所については同一符号を付して説明を省略す
る。

【００６７】本実施例では、図１０に示すように実施例
１に加えてマグネット６の現像極以外の磁極の一つを、
シール部材１と現像スリーブ３の摺擦部近傍で、摺擦部
から現像領域までの間に設置したものである。図１１は
その詳細図である。

【００６８】実施例１のようにブロッキングによるトナ
ーの回収不良を除いても、摺擦部でのシール部材１の当
接圧が高めになると、図１２のように現像スリーブ３上
のトナーを若干ながら掻き均し（図中Ｃ）、飛散させる
傾向があり、特に流動性の高いトナーで顕著になる。し
かし、図１１で示すように磁極を設けることにより、摺
擦部に至る直前でトナーを現像スリーブ３上に強く保持
して（図中Ｄ）トナーが掻き落とされるのを抑えて回収
を容易にする効果がある。上記磁極の磁力は現像スリー
ブ３の法線方向成分が２０ｍＴ（２００Ｇａｕｓｓ）以
上で上記効果があることを確認した。磁力が高い程上記
効果は大きい。

【００６９】磁極の位置は摺擦部の磁力の法線方向成分
が２０ｍＴ（２００Ｇａｕｓｓ）以上であれば、どこに
位置してもよいが、当然ながら摺擦部近傍に設置するこ
とが望ましい。しかしながら、摺擦部に対向する位置も
しくは摺擦部の現像スリーブ回転方向下流に磁極を設置
することは、先の実施例で述べたようにシール部材１の
裏にトナーを誘引し、かつ滞留させやすくするため避け
るべきである。よって、摺擦部の現像スリーブ回転方向
上流でトナーを感光ドラム８に供給している現像領域ま
での間に磁極を設置することにより、トナーの回収不良
等の弊害を助長させることなくトナーの飛散防止を行う
ことができる。

【００７０】〈実施例４〉次に、本発明の実施例４を図
１８ないし図２１に基づいて説明する。図１８は、実施
例４装置の概略構成を示す図であり、図１９はプロセス
カートリッジを備える画像形成装置の断面図である。図
１９において１０１は、レーザ、ポリゴンミラー、補正
系レンズ系を含むスキャナユニットであり、該スキャナ
ユニット１０１からは画像信号に応じて変調されたレー
ザ光がスキャン出力され、このレーザ光は折り返しミラ
ー１０２で反射して、プロセスカートリッジＫに内蔵さ
れた像担持体たる感光ドラム１０３上に照射される。そ
して、感光ドラム１０３は同プロセスカートリッジＫに
内蔵された帯電ローラからなる一次帯電器１０４によっ
て予め均一に帯電され、その表面上にはレーザ光の照射
によって静電潜像が形成される。この静電潜像は現像装
置内のトナー１２４によってトナー像として現像されて
顕像化される。

【００７１】一方で、カセット１０７ａ内に収納された
記録材１０７は、給紙ローラｐによって感光ドラム１０
３での潜像の形成と同期してレジストローラｒまで供給
される。そして、この記録材１０７はレジストローラｒ
によって感光ドラム１０３上に形成された潜像の先端と
同期して、コロナ放電器からなる転写帯電器１０６に搬
送され、該転写帯電器１０６によって上述トナー像が該
記録材１０７に転写される。トナー像を転写された記録
材１０７は搬送ガイドｇに沿って搬送され、定着装置１
０８によってトナー像を永久定着された後、最後に装置
外部に排出される。

【００７２】図１８は主な画像形成手段である感光ドラ
ム１０３、一次帯電器１０４、現像装置１０５、クリー
ニング器１０９を一括してユニット化されているプロセ
スカートリッジＫの断面図である。プロセスカートリッ
ジＫ内での画像形成にかかわるプロセスの概略を説明す
ると、プロセスカートリッジＫ内の現像容器１２３に貯
蔵されている一成分磁性トナー１２４は撹拌棒１１５に
よって撹拌されながらスリーブ１２１に供給される。現
像スリーブはアルミニウムのパイプからできており、そ
の内部には磁極を有する磁石１２２が内蔵されている。
トナー１２４は現像スリーブ１２１が矢印方向へ回転す
ることによって弾性ブレード１２６との当接部に向かっ
て搬送される。弾性ブレード１２６はウレタンゴムから
なり、接着剤によって板金１２７に接着され、自由端部
分は現像スリーブ１２１の表面に腹の部分でトナー１２
４を介して接触しており、このトナー１２４に現像に必
要な電荷を与えると共にトナー層の厚みを規制してい
る。こうして現像スリーブ１２１表面に形成されたトナ
ー層１２５は感光ドラム１０３と対向する位置で感光ド
ラム上に形成された潜像をトナー像として顕画像化す
る。

【００７３】なお現像後に感光ドラム１０３上に残留し
たトナーはクリーニング器１０９によって除去される。
カバー１１１はプロセスカートリッジＫを装置本体から
外した際の感光ドラム１０３に対する遮光及びゴミ付着
防止機能を有する。

【００７４】それぞれの構成体はプロセスカートリッジ
Ｋ内で所定の相互配置関係をもって組み付けされてお
り、該プロセスカートリッジＫは画像形成本体内の所定
部に対して所定の要領にて挿入装着され、また逆に画像
形成本体内から抜き外し自由である。

【００７５】また、現像スリーブ１２１としては直径１
６ｍｍのアルミニウム製パイプを、１００番メッシュの
アランダム砥粒で粗したものを用い、該現像スリーブ１
２１には６０〜８５ｍＴ（６００〜８５０Ｇａｕｓｓ）
の磁極を四極有するマグネット１２２を内蔵せしめた。

【００７６】さらに、負帯電性トナー１２４としては、
スチレン−アクリル樹脂にマグネタイトを１００部混練
し、粉砕により５〜８μｍに粒度分布の中心があるよう
にしたものを用い、外添剤としてシリカを１．２重量％
用いた。さらに、弾性ブレード１２６としては厚さ１．
３ｍｍ、硬度６５度（ＪＩＳ−Ａ）のウレタンゴムを用
いた。

【００７７】そして、本発明によるリブ１１７は同図中
現像装置１０５内のトナー１２４がスリーブ１２１へ供
給され、あるいはトナー容器１２３内で撹拌される際の
循環経路の外側である位置に配置されている。

【００７８】本発明に依るリブ１１７はポリスチロール
製でトナー容器１２３と一体成型されており、肉厚２ｍ
ｍの板が３ｃｍ間隔で現像スリーブ１２１の長手方向五
カ所に設置してある。

【００７９】以上の構成によって実際に画像をプリント
したところ、現像スリーブ１２１上のトナー層１２５の
コート量や電荷量はスリーブ長手方向にも均一であり、
プリントされた画像は濃度ムラのない良好なものであっ
た。

【００８０】次に、プロセスカートリッジＫの強度を上
げることに対する、本発明によるリブの効果を調べた。

【００８１】先ず、プロセスカートリッジＫを手でもっ
た場合を想定し、図２０に示すようにリブ１１７を固定
した状態で、トナー容器１２３の底面に１．５ｋｇの荷
重を行ったところ、０．１ｍｍ以下であったのに対し
て、リブがない場合の変位量は約０．７ｍｍに達した。

【００８２】また、プロセスカートリッジＫを本体内に
着脱する際に無理な力がかかった場合を想定し、図２１
に示すようにトナー容器１２３の開口側を固定し、非開
口側の底面に１０ｋｇの荷重を行ったところ、リブがあ
る場合の変位量は最大でも０．１ｍｍ以下であったのに
対して、リブがない場合の変位量は約０．９ｍｍに達し
た。

【００８３】なお、リブの厚みが１ｍｍ以下の場合には
強度アップの効果が半減してしまった。逆に７ｍｍより
厚くしても強度アップに対する効果は変わらず、カート
リッジの重量が増し、トナー容器の要領が小さくなって
しまうだけであった。ただし、リブの形状、材質などは
本実施例で取り上げたものに限るものではなく、リブ間
の間隔を短くしたり、リブを平行に設置するだけでな
く、交差させたりすることにより、リブの厚さはより薄
いものでも可能になる。

【００８４】また、リブを設置する位置を、撹拌部材の
回転半径に５ｍｍ加えた半径を持つ円とスリーブの半径
より５ｍｍ大きい半径を持つ円との二つの円に接する直
線に囲まれた領域の内側に設定した場合には、プリント
された画像に濃度ムラが発生してしまった。

【００８５】〈実施例５〉次に、本発明の実施例５を図
２２に基づいて説明する。なお、実施例４との共通箇所
には同一符号を付して説明を省略する。

【００８６】本実施例は、補給のためのリブをトナー容
器の外側にも配置するところが実施例４と異なる。カー
トリッジ寿命をより長くしようとした場合、トナーの充
填量のアップ及びトナー容器の容量アップ等が行われ
る。トナー重量がアップすれば、カートリッジの強度も
それにともなってアップさせなければならない、大容量
カートリッジの場合、トナー容器の内側だけでなく外側
にもリブを配置することによりトナー容器の強度アップ
を図ることが容易になる。

【００８７】図２２は本実施例のプロセスカートリッジ
の概略断面図である。プロセスカートリッジＫ内での画
像形成にかかわるプロセスの概略を説明すると、プロセ
スカートリッジＫ内の現像容器１２３内に貯蔵されてい
る一成分磁性トナー１２４は撹拌棒１１５によって撹拌
されながら現像スリーブ１２１に供給される。現像スリ
ーブ１２１はアルミニウムのパイプからできており、そ
の内部には磁極を有する磁石１２２が内蔵されている。
トナー１２４は現像スリーブ１２１が矢印方向へ回転す
ることによって弾性ブレード１２６との当接部に向かっ
て搬送される。弾性ブレード１２６はウレタンゴムから
なり、接着剤によって板金１２７に接着され、自由端部
分は現像スリーブ１２１の表面に腹の部分でトナー１２
４を介して接触しており、このトナー１２４に現像に必
要な電荷を与えると共にトナー層の厚みを規制してい
る。こうして現像スリーブ１２１表面に形成されたトナ
ー層１２５は感光ドラム１０３と対向する位置にて感光
ドラム上に形成された潜像をトナー像として顕画像化す
る。

【００８８】なお、現像後に感光ドラム１０３上に残留
したトナーはクリーニング器１０９によって除去され
る。カバー１１１はプロセスカートリッジＫを装置本体
から外した際の感光ドラム１０３に対する遮光及びゴミ
付着防止機能を有する。

【００８９】それぞれの構成体はプロセスカートリッジ
Ｋ内で所定の相互配置関係をもって組み付けられてお
り、該プロセスカートリッジＫは画像形成装置本体内の
所定部に対して所定の要領にて挿入装着され、また逆に
画像形成装置本体内から抜き外し自由である。

【００９０】以上のような本実施例装置において、リブ
１１７は同図中トナー容器１２３の外側に配置されてい
る。以下、具体例を説明する。

【００９１】本発明によるリブ１１７はポリスチロール
製でトナー容器１２３と一体成型されており、実施例４
と同様に肉厚２ｍｍの板が３ｃｍ間隔で現像スリーブ１
２１の長手方向五カ所に配置してある。さらにカートリ
ッジの外側には、肉厚１．５ｍｍ、高さ１ｃｍのリブが
１ｃｍ間隔でトナー容器１２３の上面に現像スリーブ１
２１の長手方向に平行に五枚、トナー容器１２３の底面
には肉厚１．５ｍｍ、高さ０．７〜１．３ｃｍのリブが
１ｃｍ間隔で三枚配置してある。

【００９２】なお、現像スリーブ１２１としては直径１
６ｍｍのアルミニウム製パイプを、１００番メッシュの
アランダム砥粒で粗したものを用い、該スリーブには６
０〜８５ｍＴ（６００〜８５０Ｇａｕｓｓ）の磁極を四
極有するマグネット１２２を内蔵せしめた。

【００９３】また、負帯電性トナー１２４としては、ス
チレン−アクリル樹脂にマグネタイトを１００部混練
し、粉砕により５〜８μｍに粒度分布の中心があるよう
にしたものを用い、外添剤としてシリカを１．２重量％
用いた。さらに、弾性ブレード１２６としては厚さ１．
３ｍｍ、硬度６５度（ＪＩＳ−Ａ）のウレタンゴムを用
いた。

【００９４】以上の構成によって実際に画像をプリント
したところ、現像スリーブ１２１上のトナー層１２５の
コート量や電荷量はスリーブ長手方向にも均一であり、
プリントされた画像は濃度ムラのない良好なものであっ
た。

【００９５】次に、プロセスカートリッジＫの強度を上
げることに対する、本発明によるリブの効果を実施例１
と同様に調べた。

【００９６】先ず、プロセスカートリッジＫを手で持っ
た場合を想定した１．５ｋｇの荷重ではリブがある場合
の変位量は０．１ｍｍ以下であったのに対して、リブが
ない場合の変位量は約０．７ｍｍも変位していた。

【００９７】また、プロセスカートリッジＫを本体内に
着脱する際に無理な力がかかった場合を想定し、図２１
に示すように、トナー容器１２３の開口側を固定し、非
開口側の底面に１０ｋｇの荷重を行ったところ、リブが
ある場合の変位量は最大でも０．１ｍｍ以下であったの
に対して、リブがない場合の変位量は約０．９ｍｍも変
位していた。

【００９８】本実施例のように補給リブをトナー容器の
外側に配置した場合にはプロセスカートリッジの本体へ
の着脱の際、手で持った場合でも滑らずに作業が容易に
なるというメリットもあった。

【００９９】〈実施例６〉次に、本発明の実施例６を図
２４及び図２５に基づいて説明する。図２４は、実施例
６における現像装置の概略構成を示す図であり、図２５
は図２４の現像装置を備える画像形成装置の断面図であ
る。本画像形成装置は、図２５に示すように、レーザ、
ポリゴンミラー、補正系レンズ系を含むスキャナユニッ
ト２０１を備える。このスキャナユニット２０１から画
像信号に応じて変調されたレーザ光が出力され、折り返
しミラー２０２で反射して、像担持体たる感光ドラム２
０３上に照射される。この感光ドラム２０３はＯＰＣ
（有機光導電体）などからなり、コロナ帯電器からなる
一次帯電器２０４によって予め負極性に均一に一次帯電
されている。感光ドラム２０３は、レーザ光の照射によ
り露光され、静電潜像が形成される。感光ドラム２０３
上に形成された静電潜像は、本実施例の現像装置２０５
内の一成分現像剤たるトナー２０４により現像され、ト
ナー像として可視化される。

【０１００】一方で、カセット２０７ａ内に収納された
普通紙、プラスチックシート等の記録材２０７は、一時
的に停止しているレジストローラｒまで給紙ローラｐに
より感光ドラム２０３への静電潜像の形成と同期して給
送される。レジストローラｒは記録材２０７を感光ドラ
ム２０３上に形成された静電潜像の先端と同期して、コ
ロナ放電器からなる正極性の転写帯電器２０６へと搬送
する。記録材２０７は、転写帯電器２０６によって感光
ドラム２０３上のトナー像を転写された後、搬送ガイド
ｇに沿って定着装置２０８まで搬送され、そこで記録材
２０７上にトナーが永久定着された後、画像形成装置の
機外に排出される。

【０１０１】感光ドラム２０３上に残留したトナー２２
４は、クリーニング器２０９により除去された後、前露
光器２１０により露光されて帯電履歴が消去される。

【０１０２】なお、上記感光ドラム２０３、一次帯電器
２０４、現像装置２０５及びクリーニング器２０９等
は、画像形成ユニットのカートリッジＫとして、カバー
２１１内に一体的に内蔵され、画像形成装置本体に着脱
自在に設けられている。カバー２１１は、カートリッジ
Ｋを画像形成装置本体から取り外した際に、感光ドラム
２０３に対する遮光及びゴミの付着を防止する機能を備
えている。

【０１０３】次に、図２４に基づき、本発明の現像装置
について説明する。本現像装置２０５は、図２９の従来
例と現像装置と同様、磁性トナー２２４を収容した現像
容器２２３内に現像剤担持体としての現像スリーブ２２
１を備え、現像スリーブ２２１は、現像容器２２３の図
２５の感光ドラム２０３に対向した開口部の箇所に回転
自在に設置され、現像スリーブ２２１内には、磁極Ｎ、
Ｓが交互に複数個形成された磁石２２２が不動に設置さ
れている。また、現像スリーブ２２１上の現像容器２２
３の位置には、現像剤規制部材としてのゴムや金属板バ
ネ製の弾性ブレード２２６が板金２２７に接着して取り
付けられている。

【０１０４】弾性ブレード２２６は、現像スリーブ２２
１上に上方から垂下して、現像スリーブ２２１の矢印で
示す回転方向と逆向きに（同方向でもよい）伸びた自由
端部の腹部で現像スリーブ２２１上に当接している。現
像スリーブ２２１上に担持されたトナー２２４は、弾性
ブレード２２６が当接する箇所を通過する間にその層厚
を規制され、これにより現像スリーブ２２１上に薄層の
トナー層２２５が形成される。また、トナー２２４は現
像スリーブ２２１との摩擦で潜像を現像する極性の摩擦
帯電電荷を獲得するが、この弾性ブレード２２６による
規制時に最も活発に摩擦帯電する。

【０１０５】本発明によれば、上記弾性ブレード２２６
は、その表面上にトナー２２４の摩擦帯電極性と反対極
性の摩擦帯電材料からなる二種類の被覆層２２６ｂ，２
２６ｃを設けている。上記被覆層２２６ｂ，２２６ｃ
は、現像剤の摩擦帯電極性と逆極性の摩擦帯電材である
が、上層２２６ｃには、帯電性の高い摩擦帯電材を用
い、それに対して下層２２６ｂには、帯電性の低い摩擦
帯電材を用いる。本実施例では、トナー２２４は、負帯
電極性とされ、ウレタンゴム製のブレード本体２２６ａ
の表面上に下層では正帯電材料のナイロン樹脂に導電性
微粒子を含有したものからなる被覆層２２６ｂと、上層
に正帯電材料のナイロン樹脂からなる薄い被覆層２２６
ｃを設けて、弾性ブレード２２６を形成している。

【０１０６】上記の弾性ブレード２２６によれば、二つ
の被覆層２２６ｂ，２２６ｃを形成しているナイロン樹
脂が正帯電性で電子供与性があるため、負帯電性のトナ
ーはこれらの被覆層２２６ｂ、あるいは２２６ｃに接触
して摩擦されると、負に良好に摩擦帯電される。上層の
ナイロン樹脂からなる被覆層２２６ｃは現像動作の初期
の帯電されていないトナー２２４に対して、良好な付与
効果により、高い電荷を有することができる。上層のナ
イロン樹脂からなる被覆層２２６ｃは、現像動作の初期
以降に削り取られて（摩滅）しまう。これにより、現像
動作の初期以降は、トナー２２４は下層のナイロン樹脂
に導電性微粒子を含有したものからなる被覆層２２６ｂ
に接触し、負に摩擦帯電される。下層の被覆層２２６ｂ
は、ナイロン樹脂に導電性微粒子を含有することで、上
層のナイロン樹脂からなる被覆層２２６ｃに対し、弱電
子供与性である。このため、トナー２２４との摩擦帯電
において、トナーの過剰帯電を防ぎ、良好な電荷を有す
ることができる。このため現像スリーブ２２１上のトナ
ー層２２５の上層は、弾性ブレード２２６により充分な
負の摩擦帯電電荷が付与され、トナー層２２５は現像ス
リーブ２２１から摩擦帯電電荷を付与される下層から上
層に亘る全層で均一かつ高い電荷を有するようになる。
また、下層２２６ｂの樹脂層に導電性微粒子を含有して
いるため、トナー２２４に付与した負の摩擦帯電電荷
は、弾性ブレード２２６との接触により、過剰電荷が導
電性微粒子にリークされ、トナー２２４は長手方向に均
一な電荷を保持し、トリボムラを防止することができ
る。

【０１０７】このため本実施例の現像装置によれば、ト
ナー層２２５を現像スリーブ２２１によって感光ドラム
２０３と対向した現像部へ搬送して、トナー２２４で感
光ドラム２０３上の静電潜像を現像することにより、濃
度が均一で高くスリーブゴーストやカブリのない画像を
得ることができる。

【０１０８】本実施例では、下層の被覆層２２６ｂのナ
イロン樹脂に導電性微粒子を含有したものの代わりに、
アクリル樹脂、セルロースなど、ナイロン樹脂に対して
帯電特性の低い材料を用いてもよい。また、ブレード本
体２２６ａのウレタンゴムに代えてブチルゴム、リン青
銅等を用いても良い。このように、弾性ブレード２２６
は、ブレード本体２２６ａ、下層の被覆層２２６ｂ、上
層被覆層２２６ｃの順に帯電特性が低いものを選択する
ことで、トナー２２４のに良好な均一の帯電電荷を保有
させることができる。

【０１０９】また、トナー２２４が正帯電性であるとき
は、被覆層２２６ｂ及び２２６ｃには、電子吸引性があ
る負帯電性の物質、例えば、フッ素樹脂、ポリエチレ
ン、ポリ塩化ビニル等を選択すれば良い。

【０１１０】〈実施例７〉次に、本発明の実施例７を図
２６及び図２７に基づいて説明する。なお、実施例６と
の共通箇所には同一符号を付して説明を省略する。

【０１１１】本実施例では、現像スリーブ２２１とし
て、図２６，図２７に示すように直径１６ｍｍのアルミ
ニウム製パイプ２２１ａに、導電性微粒子を含有する樹
脂層２２１ｂを有し、導電性微粒子と樹脂による二次粒
子２２１ｃが表面に突出しており、しかもこの膜２２１
ｂの体積抵抗率が１０²〜１０^-3Ω・ｃｍであるような
現像スリーブを用いる。この現像スリーブを用いると、
トナーと現像スリーブ表面との接触抵抗を小さくするこ
とができるため、トナーの過剰電荷をリークさせるの
で、トナーの過剰帯電による濃度低下などを引き起こさ
ないため、弾性ブレード２２６の電荷付与層の電荷付与
性を高めることができ、現像装置の初期使用時の画像濃
度をより高めることができる。

【０１１２】現像スリーブ２２１として直径１６ｍｍの
アルミニウム製パイプにカーボンとグラファイトからな
る導電性微粒子をフェノール樹脂中に適量分散したもの
を５μｍの厚さに塗布して熱硬化を行い、適度の導電性
を付与したものを用い、該スリーブには６００〜８５０
ガウスの磁極を四極有するマグネットを内蔵せしめた。

【０１１３】弾性ブレードとしては、厚さ１．３ｍｍ、
硬度６５度（ＪＩＳ−Ａ）のウレタンゴム２２６ａに、
ポリアミド樹脂にカーボンとグラファイトからなる導電
性微粒子を適量分散した厚さ１５μｍの電荷付与層２２
６ｂ、そしてポリアミド樹脂からなる厚さ１μｍの電荷
付与層２２６ｃを形成したものを用いた。

【０１１４】トナーとしては、実施例６で用いたものと
同じものを用いたところ、トナーに対する電荷付与性は
実施例６で用いた弾性ブレードより高いものを示した
が、低湿環境下においても濃度低下やトナー同士の凝集
による斑点状のムラの発生もなく良好な画像が得られ
た。特に現像装置の初期使用時の画像濃度を高める効果
が顕著となった。

【０１１５】本実施例では、現像スリーブ表面の導電性
微粒子を含有した樹脂層として、カーボンとグラファイ
トからなる導電性微粒子をフェノール樹脂中に適量分散
したものを用いた画像、導電性微粒子てとして、金属微
粒子、ＴｉＯ₂、ＳｎＯ₂、Ｓｉアルコキシド系の導電性
セラミックスなどを用いることもでき、また、樹脂とし
ては、分散性がよく、耐摩擦摩耗性に優れるものを選ぶ
のがよく、例えばエポキシ樹脂、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、メタクリル樹脂、ポリアセタールなどが使用
可能である。

【０１１６】〈実施例８〉次に、本発明の実施例８を図
２８に基づいて説明する。なお、実施例６との共通箇所
には同一符号を付して説明を省略する。

【０１１７】本実施例の特徴とするところは、トナーへ
の電荷供与性を有する被覆層を持つ弾性ブレードを非磁
性一成分トナーを用いる現像装置に適用することであ
る。

【０１１８】図２８は本実施例の現像装置の概略断面図
である。現像スリーブ２２１はステンレス製の表面に、
導電性微粒子を含有した樹脂層を有する直径１６ｍｍの
パイプからなり、矢印Ａ方向に回転する。現像スリーブ
２２１には、発泡ポリウレタンの直径８ｍｍのローラ２
２８が押し当てられ、矢印Ｂ方向に回転しながら、現像
スリーブ２２１上の現像後のトナーを剥ぎ取りながら新
たなトナーを供給する。負帯電トナーとしては、スチレ
ンアクリル樹脂に赤のアゾ系顔料を内添した７〜１０μ
ｍに粒度分布の中心があるようにしたものを用いた。

【０１１９】弾性ブレード２２６としては、厚さ１．３
ｍｍ、硬度６５度（ＪＩＳ−Ａ）のウレタンゴム２２６
ａに、ポリアミド樹脂にカーボンとグラファイトからな
る導電性微粒子を適量分散した厚さ１５μｍの電荷付与
層２２６ｂ、そしてポリアミド樹脂からなる厚さ１μｍ
の電荷付与層２２６ｃを形成したものを用いた。弾性ブ
レード２２６は、現像スリーブ２２１に２１ｇ／ｃｍの
線圧で当接させた。

【０１２０】以上の構成で画像をプリントしたところ、
低湿環境下においても、トナーの初期使用時やトナー補
給時にも、安定したトナー層をスリーブ上に形成するこ
とができ、スリーブ長手方向に均一な反射濃度１．２以
上の画像濃度を得ることができ、良好な画像であった。

【０１２１】なお、この現像装置は、主たる画像形成手
段を一括して画像形成装置本体に対して着脱可能なユニ
ット体にしたプロセスカートリッジに適用してもよく、
またはこれらの画像形成手段が本体に直接組み付けられ
ている画像形成装置に適用しても良い。プロセスカート
リッジに適用した場合、該プロセスカートリッジを交換
する度にトナーもトリボをもたない新しいものに代わ
る。プロセスカートリッジに内蔵されている弾性ブレー
ドに、トナーに対する適度な電子供与性をもたせると
は、濃度低下やトナーの凝集による斑点状のムラを生じ
ることのない良好な出力画像を得るために極めて有効で
ある。また、主たる画像形成手段が画像形成装置本体に
直接組み付けられている場合にも、特に、トナー補給時
などに多くみられる濃度低下やトナーの凝集による斑点
状のムラを解消することができた。

【０１２２】本発明による弾性ブレードはトナーやスリ
ーブに対する潤滑性を示すため当接部が剥れたり削れた
りすることが少ない。本実施例で用いた弾性ブレードに
は、初期の状態で２０μｍの電荷付与層が被覆されてお
り、２万枚プリントした後にも１０μｍ程度の厚みがあ
り、トナーへのトリボ付与効果は充分現れていた。

【０１２３】非磁性トナーは、磁性トナーのように内部
に高融点物質を含まないので、現像スリーブ２２１と弾
性ブレード２２６の当接部で融着し、画像上スジ状のム
ラが生じ易い。しかし、本実施例によれば、当接圧を２
１ｇ／ｃｍと低くすることができるため、また、ブレー
ドの潤滑性が良いため、ブレード部でのトナーの滞留が
生じず、上のような問題が生じなかった。

【０１２４】

【発明の効果】以上説明したように、本願第一発明によ
れば、現像剤担持体の外径が３０ｍｍ以下の現像装置に
おいて、現像剤シール部材と現像剤担持体の摺擦部の幅
を２．０ｍｍ以下とし、摺擦部の近傍でシール部材と現
像装置内壁との間に少なくとも２．０ｍｍ以上の間隔を
設けることにより、現像スリーブ上の未現像トナーの回
収を阻害したり、過剰な摺擦によりトナーが現像スリー
ブに固着することを防止することができる。本発明は特
に、ブロッキングし易い小粒径の磁性一成分現像剤を使
用した場合でも上記効果を奏するため、解像度の高い良
好な画像を得ることができる。

【０１２５】また、本願第二発明によれば、現像容器内
のトナーが循環する領域の外側に容器補強のためのリブ
を配置することにより、現像スリーブ上のトナー層のコ
ート量、電荷量が均一になり、プリントされた画像に濃
度ムラを生じることなく容器の強度を十分なものとする
ことができた。

【０１２６】さらに、本願第三発明によれば、現像剤担
持体上に担持された一成分現像剤を規制して現像剤の薄
層を形成する現像剤規制部材の表面上に、現像剤の摩擦
帯電極性と逆極性であり、帯電特性が異なる摩擦帯電性
材料の被覆層を二層設けたことで、現像剤規制部材の弾
性を損なうことなく、現像剤担持体上への現像剤規制部
材の当接圧を低くした状態で一成分現像剤に均一かつ高
い摩擦帯電電荷を与えることができ、これにより現像を
良好に行わせて、濃度が均一で高く、スリーブゴースト
がない画像を得ることができる。さらに、現像剤規制部
材の表面上の被覆層の上層を、現像剤担持体との摩擦に
より順次削り取られる厚さとすることにより、現像剤の
過剰帯電防止を一層向上でき、低温低湿環境下等での現
像剤の過剰帯電による画像濃度の低下を防ぐことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１装置の概略構成を示す断面図
である。

【図２】図１装置における現像剤シール部材の設定を示
す図である。

【図３】図１装置と比較のために現像剤シール部材の固
定座面を変えた装置の概略構成を示す図である。

【図４】図１装置と比較される短い現像剤シール部材を
用いた装置における現像剤の動きを説明するための図で
ある。

【図５】図１装置と比較される長い現像剤シール部材を
用いた装置における現像剤の動きを説明するための図で
ある。

【図６】図１装置と比較のために現像剤シール部材と現
像容器内壁の間隔を短くした装置における現像剤の動き
を説明するための図である。

【図７】図１装置と比較のために現像剤シール部材と現
像容器内壁の間隔を図１装置と同じく設定し現像剤シー
ル部材の固定座面を変えた装置の概略構成を示す図であ
る。

【図８】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９】図８装置における現像剤シール部材の設定を示
す図である。

【図１０】本発明の実施例３装置の概略構成を示す断面
図である。

【図１１】図１０装置における現像剤シール部材と磁界
発生手段の磁極の位置関係を示す図である。

【図１２】図１０装置と比較される従来例装置の現像剤
の飛散を説明する図である。

【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シール部材の作用
を説明する図である。

【図１５】図１３装置において現像剤シール部材が変形
した場合の状態を示す図である。

【図１６】図１３装置において現像剤のブロッキングが
生じた場合の状態を示す図である。

【図１７】図１３装置において生じる現像剤の吹き出し
の状態を説明する図である。

【図１８】本発明の実施例４装置の概略構成を示す断面
図である。

【図１９】図１８装置が組み込まれる画像形成装置の概
略構成を示す断面図である。

【図２０】図１８装置について行った強度試験の概要を
説明する図である。

【図２１】図１８装置について行った別の強度試験の概
要を説明する図である。

【図２２】本発明の実施例５装置の概略構成を示す断面
図である。

【図２３】従来の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２４】本発明の実施例６装置の概略構成を示す断面
図である。

【図２５】図２４装置が配設される画像形成装置の概略
構成を示す断面図である。

【図２６】本発明の実施例７における現像剤担持体表面
の状態を示す断面図である。

【図２７】本発明の実施例７における現像剤担持体表面
の状態を示す斜視図である。

【図２８】本発明の実施例８装置の概略構成を示す断面
図である。

【図２９】従来例装置の概略構成を示す断面図である。

【符号の説明】 １ 現像剤シール部材 ２ ホッパー（現像容器） ３ 現像スリーブ（現像剤担持体） ４ トナー（現像剤） ６ マグネット（磁界発生手段） １１５ 撹拌棒（現像剤撹拌部材） １１７ リブ １２１ 現像スリーブ（現像剤担持体） １２４ トナー（現像剤） １２３ 現像容器 ２２１ 現像スリーブ（現像剤担持体） ２２３ 現像容器 ２２４ トナー（一成分現像剤） ２２６ 弾性ブレード（現像剤規制部材） ２２６ｂ 下層の摩擦帯電性部材 ２２６ｃ 上層の摩擦帯電性部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｇ 15/08 １１３ 9222−2Ｈ 9/083 15/00 １０１ 8910−2Ｈ (72)発明者 居波 聡 東京都大田区下丸子三丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 長谷川 浩人 東京都大田区下丸子三丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 大久保 正晴 東京都大田区下丸子三丁目30番２号キヤノ ン株式会社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 開口部を有して現像剤を収容せしめる現
   像容器と、該開口部にて回転自在に配設され現像剤を担
   持搬送せしめる現像剤担持体と、該現像剤担持体内部に
   配設された磁界発生手段と、上記開口部にて一端を上記
   現像剤担持体の下方の現像容器壁に取り付け、他端の自
   由端を上記現像剤担持体の表面に摺擦するように配設さ
   れた弾性体の現像剤シール部材とを備えた現像装置にお
   いて、上記現像剤担持体は外径が３０ｍｍ以下に、上記
   現像剤シール部材と該現像剤担持体との摺擦部の幅は
   ２．０ｍｍ以下に、上記現像容器の内壁から現像剤シー
   ル部材までの間隔は上記摺擦部近傍にて２．０ｍｍ以上
   に、それぞれ設定されていることを特徴とする現像装
   置。
2. 【請求項２】 現像剤担持体は外径が１０〜２０ｍｍで
   あり、現像剤シール部材の摺擦部から自由端までの非摺
   擦部の長さは２．０ｍｍ以下であることとする請求項１
   に記載の現像装置。
3. 【請求項３】 磁界発生手段は、多極の磁石であり、該
   磁石の磁極の一つは、現像剤シール部材と現像剤担持体
   の摺擦部近傍であって、該摺擦部よりも該現像剤担持体
   の回転方向上流で、該現像剤担持体と潜像担持体の対向
   する現像領域と該摺擦部との間に位置することとする請
   求項１に記載の現像装置。
4. 【請求項４】 現像剤は、磁性一成分現像剤で結着樹脂
   及び磁性酸化鉄を少なくとも含有し、該磁性酸化鉄は、
   ケイ素元素の含有率が鉄元素を基準として０．５〜４．
   ０重量％であり、該磁性酸化鉄の鉄元素溶解率が２０重
   量％までに存在するケイ素元素の含有量Ｂと該磁性酸化
   鉄のケイ素元素の全含有量Ａとの比（Ｂ／Ａ）×１００
   が４４〜８４％であり、該磁性酸化鉄の表面に存在する
   ケイ素元素の含有量Ｃと含有量Ａとの比（Ｃ／Ａ）×１
   ００が１０〜５５％であり、重量平均粒径が１３．５μ
   ｍ以下であり、粒径１２．７μｍ以上の現像剤の含有率
   が５０重量％以下であることとする請求項１に記載の現
   像装置。
5. 【請求項５】 現像剤は、重量平均粒径が６〜８μｍで
   あり、５．０μｍ以下の粒径を有するトナーが１７〜６
   ０個数％含有され、６．３５〜１０．０８μｍの粒径を
   有するトナーが５〜５０個数％含有され、１２．７０μ
   ｍ以上の粒径を有する現像剤が２．０体積％以下で含有
   されるものであり、５．０μｍ以下のの粒径を有する現
   像剤の個数％を示し１７〜６０のいずれかの値をとるＮ
   と、５．０μｍ以下の粒径を有する現像剤の重量％を示
   すＶとが、４．６〜６．７のいずれかの値をとる正数ｋ
   を用いて、Ｎ／Ｖ＝−０．０５Ｎ＋ｋの関係を有するこ
   ととする請求項３に記載の現像装置。
6. 【請求項６】 開口部を有して現像剤を収容せしめる現
   像容器と、該開口部にて回転自在に配設され現像剤を担
   持搬送せしめる現像剤担持体と、上記現像容器内に回転
   自在に配設され現像剤を撹拌せしめる現像剤撹拌部材と
   を備えた現像装置において、上記現像剤担持体の周囲５
   ｍｍの領域を囲む円と、上記現像剤撹拌部材の回転軌道
   の周囲５ｍｍの領域を囲む円と、両円に接する直線とで
   囲まれる領域の外側に現像容器補強用のリブを配設した
   ことを特徴とする現像装置。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の現像装置と、潜像担持
   体を含む画像形成手段とを枠体内に一体として備えたプ
   ロセスカートリッジ。
8. 【請求項８】 開口部を有し、一成分現像剤を収容せし
   める現像容器と、該開口部に回転自在に配設された現像
   剤担持体と、一端を現像容器側に取り付け他端の自由端
   を上記現像剤担持体表面上に当接させて該当接部を通過
   する一成分現像剤と摺擦するように配設された現像剤規
   制部材とを有する現像装置において、上記現像剤規制部
   材の上記現像剤担持体との当接面には、摩擦帯電性部材
   が二層に設けられており、上層よりも下層の帯電特性の
   方が低く設定されていることを特徴とする現像装置。
9. 【請求項９】 上層及び下層の摩擦帯電部材は現像剤の
   摩擦帯電極性と逆極性の樹脂層であることとする請求項
   ８に記載の現像装置。