JPH11143220A

JPH11143220A - 現像装置及びカラー画像形成装置

Info

Publication number: JPH11143220A
Application number: JP9302914A
Authority: JP
Inventors: Takeo Hirono; 武男広野; Kuninori Ono; 訓紀小野; Tatsumi Shimaya; 辰美島也; Takao Yorifuji; 隆雄依藤; Morimichi Takashika; 守通高鹿; Zenji Abe; 善治阿部; Hidefumi Kanai; 英文金井; Mitsugi Oishi; 貢大石
Original assignee: Casio Computer Co Ltd; Casio Electronics Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd; Casio Electronics Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1997-11-05
Filing date: 1997-11-05
Publication date: 1999-05-28
Also published as: AU8953598A; KR100286875B1; EP0915388A3; CA2252305A1; CA2252305C; AU714525B2; US6032012A; KR19990045015A; EP0915388A2

Abstract

(57)【要約】【課題】現象濃淡段差や感光体かぶりの発生しないカラ
ー画像形成装置を提供する。【解決手段】現像器４４はトナーホッパーを兼ねる匡体
６１の下部開口に現像ローラ４５を保持し、内部に非磁
性のトナー６２を収容し、トナー攪拌部材６３を備え、
下部には現像ローラ４５に圧接する供給ローラ６４が配
置される。現像ローラ４５の斜め右上周面に圧接してド
クターブレード６５が配設され下部周面に当接して導電
性の掬いシート６６が配設される。感光体ドラム３８へ
転写されなかった非画像部のトナーは現像ローラ４５の
回転に伴われて掬いシート６６を通過して匡体６１内に
回収される。掬いシート６６には電源７１から０Ｖ〜−
２５０Ｖの範囲のバイアス電圧が印加され、戻ってきた
トナー６１の現像ローラ４５への付着力を弱めて供給ロ
ーラ６４による掻き取りを容易にし、これにより新たな
付着量を常に一定に維持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式の画
像形成装置に組み込まれる現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子写真方式の画像形成装置
がある。通常この画像形成装置には感光体への静電潜像
の形成、そのトナー像化（現像）、及びトナー像の用紙
転写位置への搬送という一連の画像形成処理を行う画像
形成ユニットが組み込まれている。

【０００３】図１２(a) は、そのような画像形成ユニッ
トの側断面図であり、同図(b) は、その画像形成ユニッ
トに副ユニットとして組み付けられている現像ユニット
（現像装置）の主要部の分解斜視図である。図１２(a),
(b) 示すように、画像形成ユニットは、ドラムユニット
１と現像ユニット２の２つの副ユニットから構成されて
いる。

【０００４】上記一方のドラムユニット１には、感光体
ドラム３と、その左方に配置されたクリーナ４及び斜め
左上に配置された帯電ブラシ５を備え、真上に記録ヘッ
ド係合溝６が形成されている。上記のクリーナ４は、感
光体ドラム３に圧接するクリーナ掬いシート７、掻き取
りブレード８及び廃トナー送出パイプ９を備えている。
記録ヘッド係合溝６には、ここには図示しないが画像形
成装置本体側に固定して配設される記録ヘッドの光書込
み部が嵌入する。

【０００５】上記の感光体ドラム３は、導電性の金属ロ
ーラの表面に光導電体を一様に被着して成り、金属ロー
ラ部が接地され、図の矢印Ａで示すように時計回り方向
に回転する。帯電ブラシ５は、高圧電源に接続され、白
印字状態の帯電電位（一様に印加する初期化電位、プラ
ス極性で印加する方式とマイナス極性で印加する方式が
ある）を感光体ドラム３に印加する。これにより感光体
ドラム３の周表面の感光層が初期化され、例えば「−６
５０Ｖ（ボルト）」のマイナス高電位に一様に帯電す
る。記録ヘッドは、レーザー光源又はＬＥＤ光源を備え
ており、感光体ドラム３のマイナス高電位に帯電した周
表面を画像情報に応じて選択的に露光する。この露光に
より感光体ドラム３の表面には電位が略「−７０Ｖ」に
減衰したマイナス低電位部が形成され、その「−７０
Ｖ」の低電位部と上記予め帯電した「−６５０Ｖ」を維
持した高電位部とで構成される静電潜像が形成される。

【０００６】他方の現像ユニット２は、トナーホッパー
を兼ねる匡体１０を備え、その匡体１０の内側上部に、
クリーナ４から廃トナー送出パイプ９を介して送り出さ
れる廃トナーを回収するトナー回収袋１１が取り付けら
れ、下部開口に現像ローラ１２を回転可能に保持してい
る。匡体１１の内部ほぼ全体に、非磁性のトナー１３が
収容され、このトナー１３に埋没するようにトナー攪拌
部材１４が配設され、最下部にスポンジ体から成る供給
ローラ１５が現像ローラ１２に圧接して配置されてい
る。現像ローラ１２には、その斜め右上周面に圧接して
板バネ状のドクターブレード１６が配設され、下部周面
に当接して現像部掬いシート１７が配設されている。ド
クターブレード１６の両側部には匡体１０開口部の内部
と外部を隔絶してトナー１３の漏出を防止するための封
止部材１８ａが配設され、現像ローラ１２の両側部内側
にも同様に他の封止部材１８ｂが配設されている。

【０００７】図１３は、上記現像ユニットの組み立て状
態図である。上述の図１２(b) に右から左に並べて示し
た各部材は順次図１３に示すように匡体１０に組み付け
られて、押え板１９によって下方が固定された後、最後
に現像ローラ１２が、矢印Ｄで示すようにローラ支持部
２０に挿入され、軸受けに支持される。

【０００８】このローラ支持部２０に現像ローラ１２が
挿入され軸受けに支持されて位置固定されたとき、この
現像ローラ１２に押されて一方の封止部材１８ｂが現像
ローラ１２に密着し、同じく現像ローラ１２に押されて
ドクターブレード１６が所定の量だけ撓むことにより、
このドクターブレード１６に他方の封止部材１８ａが密
着してトナーを封止するようになっている。

【０００９】図１４(a) は、上述の画像形成ユニットの
各部材の幅方向（画像形成装置の幅方向であって、ドラ
ムやローラとしては軸方向になる）の相関を示す図であ
り、同図(b) は、そのクリーナ掬いシートの形状を示す
斜視図である。尚、同図(a),(b) には、図１２及び図１
３に示した構成部分と同じ構成部分には図１２及び図１
３と同一の番号を付与して示している。

【００１０】図１４(a),(b) に示すように、各部材の中
で感光体ドラム３が最も幅が長い。現像ローラ１２は感
光体ドラム３よりも短かく、両端の封止部材１８ａの幅
を差し引いた中央部が有効現像領域幅Ｅである。そして
例えばＡ３判の用紙２８を縦方向に搬送したときの通紙
幅を最大通紙幅Ｆして、この最大通紙幅Ｆよりも上記の
有効現像領域幅Ｅが大きくなるように設定されている。
図１２(a) に示したクリーナ４のクリーナ掬いシート７
及び掻き取りブレード８の幅は、感光体ドラム３の幅よ
りも短く、現像ローラ１２の幅よりも長く設定されてい
る。クリーナ掬いシート７は下端をシートホルダ７−１
に接着支持されて上端が感光体ドラム３周面に適宜の弾
力で接触している。この接触圧は経験的に０．５〜２ｇ
／ｃｍ程度に設定される。

【００１１】この構成において、図１２(a) に示す現像
ユニット２のトナー攪拌部材１４は回転しながらトナー
１３を攪拌してそのトナー１３を下方の供給ローラ１５
へ送り込む。供給ローラ１５はバイアス電源により例え
ば「−５００Ｖ」の供給バイアスを印加され、図の矢印
Ｃで示すように反時計回り方向に回転しながらスポンジ
体の表面を現像ローラ１２に圧接しトナー１３を擦り付
けるようにして現像ローラ１２の周面に供給する。現像
ローラ１２はバイアス電源により例えば「−２５０Ｖ」
の現像バイアスを印加され、図の矢印Ｂで示すように反
時計回り方向に回転する。その回転方向周面に適宜の力
で圧接するドクターブレード１６は、弱いマイナス電位
の摩擦電荷をトナー１３に与えて現像ローラ１２への付
着性を助成すると共にその付着層を一定の厚さに規制す
る。現像ローラ１２は、そのトナー層を感光体ドラム３
との対向部へ回転搬送する。

【００１２】その現像ローラ１２とドラムユニット１の
感光体ドラム３との対向部では、上記「−７０Ｖ」の静
電潜像の低電位部と現像ローラ１２との間に「−１８０
Ｖ」の電位差が形成され、これにより静電潜像の低電位
部は現像ローラ１２に対して相対的にプラス極性の電位
を形成する。この電位差による電界により、マイナス極
性に帯電している非磁性のトナー１３が感光体ドラム３
のプラス極性の静電潜像低電位部に転移してトナー像を
形成（反転現像）する。感光体ドラム３周面上に現像さ
れたトナー像は、感光体ドラム３の回転に伴われてドラ
ム下端に搬送される。感光体ドラム３の下端には図の右
方から左方へ搬送される不図示の用紙が当接している。
感光体ドラム３周面上の上記のトナー像は用紙面に転写
され、定着装置によって熱定着される。

【００１３】用紙への転写の終わった感光体ドラム３周
面上には、僅かながら転写しきれなかったトナーが残留
している。この残留トナーはクリーナ掬いシート７を通
過してクリーナ４内に入り、掻き取りブレード８によっ
て感光体ドラム３から掻き落とされる。この掻き落とさ
れたトナーが外部に洩れ出ないようにクリーナ掬いシー
ト７が封止している。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
画像形成ユニットの現像装置（現像ユニット）におい
て、例えばベタ画像を現像したときに、現像ローラの一
周目に相当する部分と二周目以後の部分の画像濃度が異
なって用紙１枚の画像に濃淡の段差が現れるという現象
がしばしば発生する。この濃度段差現象は、一度現像さ
れたトナー層と現像されなかったトナー層のトナー密度
の差によって生じるものである。つまり、現像ローラ１
２の回転によって供給ローラ１５から複数回のトナー１
３の供給を受け、ドクターブレード１６によって複数回
摩擦帯電された現像ローラ１２上のトナー層はトナーの
密度が高くなっている。このトナー層が現像によって感
光体ドラム３に転移した後の現像ローラ１２上にはトナ
ー１３は殆ど存在しない。このトナー１３の殆ど存在し
ない現像ローラ１２上に、供給ローラ１５からの一度の
供給とドクターブレード１６による一度の摩擦帯電で形
成されるトナー層は、上記複数回の供給と複数回の摩擦
帯電で形成されたトナー層と比較してトナー密度が低
い。このため上述した濃度段差現象（以下、現像メモリ
という）が発生する。

【００１５】この問題を解決するためには、感光体ドラ
ム３に対向する現像位置から匡体１０内に戻ってくる現
像ローラ１２の周面から付着トナーを一旦掻き取ってか
ら改めてトナー１３を供給するようにすれば、常に一度
の供給と一度の摩擦帯電によるトナー層が形成されるこ
とになって、現象メモリの発現は解消されるはずであ
る。供給ローラ１５が、図１２(a) に示すように、現像
ローラ１２との圧接部で現像ローラ１２の周面回転方向
と逆方向に周面が回転して現像ローラ１２に摺擦してい
るのは、上述した付着トナーの掻き取りも兼ねているか
らである。

【００１６】しかしながら、これでは上記の現像メモリ
の問題はなかなか解決されなかった。このため、現像ロ
ーラ１２の周面に摺擦する専用の掻き取り部材を設ける
例も知られている。しかし、いずれにしても、掻き取り
でトナーを除去するには摺擦力を一段と強くする必要が
あり、摺擦力を強くするには掻き取り部材の現像ローラ
への押圧力を上げなければならない。押圧力を上げると
現像ローラの回転抵抗が大きくなるからその駆動力を強
くしなければならない。駆動力を強くするには大型のモ
ータと頑丈な駆動伝達系が必要となる。そうすると、装
置全体が大型化すると共にコストが上昇するという問題
が発生する。

【００１７】また、図１３に示したように、ローラ支持
部２０に現像ローラ１２が挿入され軸受けに支持されて
位置固定されたときドクターブレード１６に密着する封
止部材１８ａは、スポンジ等の柔軟な材料を用いて形成
されてはいるが、ドクターブレード１６の先端部が１〜
２ｍｍ程度の曲げ部を有して形成されているため、この
曲げ部に押されて、どうしても外部への間隙が僅かなが
ら生じてしまう。このため近年特に微細化されてきてい
るトナーの漏出防止が完全に達成できない。

【００１８】図１５(a),(b) は、上記のような封止部材
１８ａの不具合を示す図であり、同図(a) は現像ユニッ
ト（匡体１０）の側断面図、同図(b) は、その状態を現
像ローラ１２を取り除いた正面外側から見た図である。
同図(a),(b) に示すように、ドクターブレード１６先端
部の曲げ部周囲で、上下に間隙２１ａ、２１ｂが出来て
いる。この間隙２１（２１ａ、２１ｂ）を通って同図
(b) に矢印Ｇ、Ｇ′で示すように、トナー１３が漏出す
る。このため、梱包輸送時におけるトナー洩れ汚染によ
る商品価値の低下や、使用時における機内汚染による画
像障害の発生という問題が発生した。

【００１９】図１６(a),(b) は、上記の問題を解決すべ
く工夫されたトナー封止方法であり同図(a) はドクター
ブレード１６と新封止部材の斜視図、同図(b) はその現
像ユニットへの取り付け状態図である。同図(a) に示す
ように、ドクターブレード１６は、その両端部（図では
一端のみを示している）に、曲げ部に添うように新たな
封止部材２２が取り付けられている。これにより、同図
(b) に示すように現像ユニット（匡体１０）に組み付け
られたとき、上述した間隙２１が封止部材１８ａと新た
な封止部材２２の弾性で吸収されて解消される。ところ
が、上記の新封止部材２２のドクターブレード１６への
取り付けには細心の注意を要し、さもないと、折角トナ
ー漏出を防止しても、他の不具合が発生する。

【００２０】図１７(a),(b) は、そのような新封止部材
２２の不具合を示す図であり、同図(a) はドクターブレ
ード１６と新封止部材２２の不具合発生の状態を示す斜
視図、同図(b) はその現像ユニット内における不具合を
示す図である。同図(a) に示すように、新封止部材２２
の取り付け時にその先端がドクターブレード１６の曲げ
部の稜線１６−１から背後に僅かでも突き出ると、同図
(b) に示すように、現像ローラ１２とドクターブレード
１６の間に新封止部材２２の上記突き出た先端が挟み込
まれ、これがためドクターブレード１６の両端部で曲げ
部の稜線６−１が現像ローラ１２に接触できず、したが
って、トナー層が不均一になって画像障害が発生する。
このため、新封止部材２２のドクターブレード１６への
取り付けには極めて高い精度が要求され、組立時に手数
がかかるという問題が派生した。

【００２１】尚、前述した図１５(a),(b) において、封
止部材１８ａのドクターブレード１６の曲げ部が突き入
る部分に切り込みを入れて封止部材１８ａに逃げを形成
する方法もあるが、その場合、今度は封止部材１８ａと
ドクターブレード１６の配置に高い精度が要求されるこ
とになって、上記の場合と同様の問題が派生する。

【００２２】このように、匡体１０内に収容されるトナ
ー１３の外部への漏出防止には種々の方法が採られてい
るが、トナーの漏出防止策は、軸が外部に突出するトナ
ー攪拌部材１４や供給ローラ１５の軸受部にも施されて
いる。

【００２３】図１８(a) は、現像ユニット（匡体１０）
の上記軸受部の構成を示す正面断面図であり、同図(b)
はその一部（同図(a) の丸印Ｍで示す部分）を拡大して
示す図である。同図(a),(b) に示すように、供給ローラ
１５は、その軸２３の端部において、トナー封止部材２
４に外嵌され、軸受２５の孔に挿通され、ギア２６が固
着されている。トナー封止部材２４は、ＣＲゴムスポン
ジ又は羊毛フェルト等を材料とする円環状の部材であ
り、匡体１０内部からのトナー１３の漏出を防止すると
共に、軸受部へのトナーの侵入を防止している。

【００２４】ところが、このトナー封止部材２４は耐久
性にやや難があり、限界がくると軸２３との間に緩みを
生じ、その緩んだ間隙を伝わって同図(b) の矢印Ｈおよ
び矢印Ｊで示す経路に従い、太い実線で示すように、最
初はトナー封止部材２４を汚染し、やがては軸受２５の
摺接部に侵入して回転負荷を増大させるという不具合を
引き起こす。これは同図(a) の丸印Ｋで示すトナー攪拌
部材１４の軸端部においても同様である。このことは、
現像ユニットの寿命が比較的短い構成の場合には支障は
ないが、長寿命の現像ユニットを構成しようとすると大
きな障害となってくる。

【００２５】また、前述の図１４(a) に示した各部材の
幅寸法相関図において、幅Ｐ及び幅Ｑで示すように、図
１５(a),(b) に示した間隙２１からのトナー洩れが発生
する。また、この間隙２１の発現を何等かの方法で解消
できたとしても、封止部材１８ａからのトナー洩れは僅
かながら発生する。前述した梱包輸送時の不具合とは別
に、装置使用中にトナー洩れが発生すると、この洩れ出
したトナーは感光体ドラム３に転移して付着する。図１
４(a) に示すように、この付着位置Ｖ及びＷは、有効画
像領域幅Ｅより外側であるから、この有効画像領域幅Ｅ
よりも通紙幅が充分内側に設定されている用紙への画像
形成上の影響はないといってよい。しかし、この付着ト
ナーがクリーナ４に回収される際に不具合が発生する。

【００２６】図１９は、その洩れトナーによる不具合を
説明する図である。上記の洩れトナーは図１２(a),(b)
及び図１３に示すドクターブレード１６から摩擦電荷を
与えられておらず、一方、封止部材１８ａは樹脂等で出
来ているため摺擦によっても充分な電荷をトナーに与え
ることができない。このため上記の洩れトナーは、帯電
極性の弱いトナーとなって感光体ドラム３上に付着して
いる。この洩れトナーが、図１９に示すように、クリー
ナ４のクリーナ掬いシート７を通過しようとするとき
に、帯電極性の弱さからくる感光体ドラム３への吸着力
の弱さのゆえに、クリーナ掬いシート７を通過出来ずに
感光体ドラム３から掻き取られて、クリーナ掬いシート
７の外側に付着する。これが徐々に溜まって擬集トナー
塊１３−１を形成する。これが何等かの衝撃によって図
の矢印Ｚで示すように落下して、機内に飛散する。ある
いは画像形成ユニットの交換時に機外にこぼれて周囲を
汚染するという問題があった。

【００２７】本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、
現象メモリの発生を防止し、現像ローラ両端からのトナ
ー洩れを防止し、現像ユニット軸受け部のトナー封止性
を向上させ、クリーナ掬いシート外面のトナー溜りを解
消して、不具合の発生しない現像装置及びカラー画像形
成装置を提供することである。

【００２８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明の現
像装置は、静電潜像が形成される感光体に対向すべく開
口部を有する現像ホッパーと、上記開口部に一部が臨む
べく設けられ上記現像ホッパー内に収納される非磁性一
成分トナーを表面に保持して該トナーを上記感光体の静
電潜像に付与すべく搬送する現像ローラと、上記開口部
よりも上記現像ローラの搬送方向上流側で上記トナーを
上記現像ローラ上に薄層状に形成すべく規制するドクタ
ーブレードと、上記現像ホッパー内に配設され上記ドク
ターブレードよりも上記現像ローラの搬送方向上流側で
上記現像ローラに圧接するトナー供給ローラと、上記開
口部よりも上記現像ローラの搬送方向下流側で上記現像
ローラに軽圧接し上記現像ホッパー内に上記トナーが戻
るのを許容すると同時に上記現像ホッパー内からのトナ
ーの流出を規制する導電性規制シート部材と、上記トナ
ーの帯電極性と同極性のバイアス電圧を上記現像ローラ
と上記トナー供給ローラに印加するバイアス電圧印加手
段と、上記現像ホッパー内に戻ろうとするトナーの上記
現像ローラに対する付着力を弱めるように上記導電性規
制シート部材と上記現像ローラとの間に電位差を生じさ
せる導電性規制シートバイアス手段とを備えて構成され
る。

【００２９】上記導電性規制シートバイアス手段は、例
えば請求項２記載のように、上記導電性規制シート部材
に０ボルトの電圧値から上記現像ローラに印加される現
像バイアス電圧値の間のバイアス電圧を印加するように
構成され、また、例えば請求項３記載のように、上記ト
ナーの帯電量に基づいて上記導電性規制シート部材に印
加する電圧値を異ならせて設定するように構成される。

【００３０】上記導電性規制シート部材に印加される電
圧値は、例えば請求項４記載のように、上記トナーの帯
電量が大きいものほど現像バイアスとの差を大きく設定
され、上記トナーの帯電量が小さいものほど現像バイア
スとの差を小さく設定される。

【００３１】そして、上記現像装置は、例えば請求項５
記載のように、上記現像装置の使用度合いを検出する手
段と、該検出手段の検出結果に基づいて上記使用度合い
の増大に応じて上記導電性規制シート部材に印加される
電圧値を上記現像バイアス電圧値に近づけるべく可変す
る制御手段とを更に備えて構成される。

【００３２】また、上記現像ホッパーは、例えば請求項
６記載のように、内部に配設される回転部材の軸受け部
において、封止部材と、該封止部材が配置される外側に
位置し軸の周面に沿って切り欠かれたワッシャ溝と、上
記軸の径よりも小さな内径を有し該軸を挿通されるべく
内径部に弾力を有して上記ワッシャ溝に嵌合する封止ワ
ッシャとを備えて構成される。

【００３３】請求項７記載の発明のカラー画像形成装置
は、静電潜像が形成される感光体に対向すべく開口部を
有する現像ホッパーと、上記開口部に一部が臨むべく設
けられ上記現像ホッパー内に収納される非磁性一成分ト
ナーを表面に保持して該トナーを上記感光体の静電潜像
に付与すべく搬送する現像ローラと、上記開口部よりも
上記現像ローラの搬送方向上流側で上記トナーを上記現
像ローラ上に薄層状に形成すべく規制するドクターブレ
ードと、上記現像ホッパー内に配設され上記ドクターブ
レードよりも上記現像ローラの搬送方向上流側で上記現
像ローラに圧接するトナー供給ローラと、上記開口部よ
りも上記現像ローラの搬送方向下流側で上記現像ローラ
に軽圧接し上記現像ホッパー内に上記トナーが戻るのを
許容すると同時に上記現像ホッパー内からのトナーの流
出を規制する導電性規制シート部材と、上記トナーの帯
電極性と同極性のバイアス電圧を上記現像ローラと上記
トナー供給ローラに印加するバイアス電圧印加手段と、
上記現像ホッパー内に戻ろうとするトナーの上記現像ロ
ーラに対する付着力を弱めるように上記導電性規制シー
ト部材と上記現像ローラとの間に電位差を生じさせる導
電性規制シートバイアス手段とを備えた現像装置を複数
個備えてなるカラー画像形成装置であって、上記各々の
現像装置に使用されるトナーの帯電性に応じて上記導電
性規制シート部材に印加される電圧値を異ならせるよう
に構成される。

【００３４】そして、例えば請求項８記載のように、上
記感光体上の残留トナーを清掃するクリーナ装置に配設
され該クリーナ装置内に回収される残留トナーの通過を
許容すると共に上記クリーナ装置のクリーニング部材に
よる上記感光体上から除去される上記残留トナーが上記
クリーナ装置外に洩れ出ることを防止するために設けら
れ上記感光体に当接する縁部の両端に位置する有効現像
領域外において上記感光体との当接圧が有効現像領域部
の当接圧よりも弱くなるように形成されて成るクリーナ
掬いシートを備えて構成される。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。図１は、一実施の形態におけ
るカラー画像形成装置の内部構成を模式的に示す側断面
図である。先ず、同図を用いて全体構成を説明する。同
図に示すように、このカラー画像形成装置（本体装置）
３０は、その後面（図の左方）に開閉トレー３１を備
え、下部には本体装置前方（図の右方）から着脱自在な
用紙カセット３２を備えている。用紙カセット３２には
多枚数の用紙が載置・収容されている。また、本体装置
３０の上面に上蓋３３を備えている。上蓋３３の前部側
方には図では見えないが電源スイッチ、液晶表示装置、
複数の入力キー等が配設されている。上蓋３３は、その
後部が本体装置３０の後部上面とともに排紙トレー３４
を形成している。

【００３６】本体装置３０の内部には、略中央に、偏平
なループ状の用紙搬送ベルト（以下、単にベルトとい
う）３５が前後に延在して配置され、そのループの水平
方向の両端部を駆動ローラ３６と従動ローラ３７に保持
されている。このベルト３５は、駆動ローラ３６により
駆動され、図の矢印Ｒで示す反時計回り方向に循環移動
する。このベルト３５の上循環部に、４個の感光体ドラ
ム３８（３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄ）が用紙搬送
方向（図の右から左方向）に多段式に並設されている。

【００３７】これらの感光体ドラム３８を夫々取り囲む
ようにして（以下、代表的に感光体ドラム３８ｄの周囲
装置についてのみ符号を付して示す）、クリーナ４１、
初期化帯電ブラシ４２、書込ヘッド４３、及び現像器４
４が配置されている。また、特には図示していないが接
触型の転写器が、ベルト３５を介して感光体ドラム３８
に圧接して転写部を形成している。

【００３８】現像器（現像ホッパー）４４は、その下部
開口部に回転可能に支持する現像ローラ４５を感光体ド
ラム３８周面に当接させて現像部を形成している。書込
ヘッド４３は、上蓋３３の裏面に支持部材４６を介して
配設されており、上蓋３３の開閉に伴われて円弧を描い
て昇降し、上蓋３３の閉成により降下して初期化帯電ブ
ラシ４２と現像ローラ４５との間に位置決めされて記録
部を形成している。

【００３９】ベルト３５の上循環部の上流側端部には、
吸着ローラ４７が、ベルト３５を介して従動ローラ３７
に圧接し、ここに用紙搬入部を形成している。吸着ロー
ラ４７は、用紙搬入部に搬入されてくる用紙に吸着バイ
アスを印加しながらベルト３５に押圧して、ベルト３５
に用紙を静電的に吸着させる。

【００４０】上記用紙搬送方向最上流の感光体ドラム３
８ａに対応する現像器４４から最下流の感光体ドラム３
８ｄに対応する現像器４４まで、各現像器４４には、減
法混色の三原色であるＭ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、
Ｙ（イエロー）の各色トナー及び文字や画像の黒色部の
印字に専用されるＢｋ（ブラック）トナーが夫々収容さ
れている。

【００４１】ベルト３５より更に搬送方向上流側（図の
右方）には、待機ロール対４８、それから下方に給紙案
内路４９が配置され、その給紙案内路４９の下端部には
給送ロール対５１が配設されている。給送ロール対５１
の上流（下方）に、前述した用紙カセット３２の給紙端
が位置している。用紙カセット３２の給紙端上方に給紙
コロ５２が配設されている。給紙コロ５２は一回転毎
に、用紙カセット３２に収容されている最上部の用紙一
枚を取り出して給送ロール対５１へ給紙する。

【００４２】一方、ベルト３５よりも用紙搬送方向下流
（図の左方）には、定着器５３、排紙ロール対５４、切
り換えレバー５５が設けられる。定着器５３は、断熱性
の匡体内に組み付けられた圧接ローラ、定着ローラ、発
熱ローラ、用紙分離爪、周面清掃器、オイル塗布部材、
サーミスタ等から構成され、用紙上に転写されたトナー
像を紙面に熱定着させる。

【００４３】切り換えレバー５５は、同図に示すように
下の位置にあるときは、上方の排出路５６及び排紙ロー
ル対５７を介して排紙トレー３４へ用紙を案内する。一
方、上に回動しているときは、本体装置後面に開成され
る開閉トレー３１へ用紙を案内する。

【００４４】ベルト３５と用紙カセット３２の間には回
路基板を装着可能な電装部５８が配設され、その回路基
板には複数の電子部品からなる制御装置が搭載されてい
る。制御装置はコントローラ部とエンジン部からなり、
コントローラ部はＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ
（読出し専用メモリ）、ＥＥＰＲＯＭ（再書込み可能な
読出し用メモリ）、フレームメモリ、イメージデータ転
送回路等を備えて、ホストコンピュータ等から入力され
る印刷データを解析し、印字用データを作成してエンジ
ン部に転送する。

【００４５】エンジン部は、ＣＰＵやＲＯＭ等を備え、
入力側にはコントローラ部からのデータや指令信号、温
度センサの出力、用紙検知センサの出力等が入力し、出
力側には不図示のモータを駆動するモータドライバ、そ
のモータの駆動を各部に伝達する駆動系を切り替えるク
ラッチドライバ、書込ヘッド４３を上記印字用データに
基づいて駆動する印字ドライバ、初期化帯電ブラシ４
２、現像ローラ４５、転写器、吸着ローラ４７、後述す
るトナー供給ローラ、ドクターブレード、現像部掬いシ
ート等に所定のバイアス電圧を供給するバイアス電源ド
ライバ等が接続されている。エンジン部はコントローラ
部からのデータや指令信号、温度センサの出力、用紙検
知センサの出力等に基づいて各部を駆動制御する。

【００４６】以下、このカラー画像形成装置３０の基本
的な動作を説明する。先ず、電源が投入され、使用する
用紙の紙質、枚数、印字モード、その他の指定がキー入
力あるいは接続するホスト機器からの信号として入力さ
れると、不図示の駆動機構により給紙コロ５２が一回転
して、用紙カセット３２に載置収容されている用紙を給
送ロール対５１を介して待機ロール対４８へ給送する。
待機ロール対４８は回転を一時停止して、一対のローラ
で形成される挟持部に用紙先端を当接させた状態で搬送
タイミングを待機する。

【００４７】続いて、駆動ローラ３６が反時計回り方向
に回転し、従動ローラ３７が従動して同じく反時計回り
方向に回転する。これによりベルト３５は、上循環部が
４個の感光体ドラム３８に当接して全体が反時計回り方
向へ循環移動する。

【００４８】これと共に各現像器４４及び感光体ドラム
３８が印字タイミングに合わせて順次駆動される。感光
体ドラム３８は時計回り方向に回転し、初期化帯電ブラ
シ４２は、感光体ドラム３８周面に一様な高マイナス電
荷を付与し、書込ヘッド４３は、その感光体ドラム３８
周面に画像信号に応じて露光を行って低電位部を形成す
る。これにより、上記初期化による高マイナス電位部
と、露光による低マイナス電位部からなる静電潜像が形
成される。現像器４４の現像ローラ４５は、その静電潜
像の低電位部にトナーを転移させて感光体ドラム３８周
面上にトナー像を形成（反転現像）する。

【００４９】最上流の感光体ドラム３８ａ周面上のトナ
ー像の先端が、ベルト３５との対向点に回転搬送されて
くるタイミングで、その対向点に用紙の印字開始位置が
一致するように、待機ロール対４８が回転を開始して用
紙を用紙搬入部へ給送する。従動ローラ３７と吸着ロー
ラ４７は、給送された用紙をベルト３５と共に挟持して
搬送する。用紙は、ベルト３５に吸着され、感光体ドラ
ム３８ａと転写器により形成されている最初の転写部へ
搬送される。

【００５０】転写器は、転写バイアス電源から出力され
る転写電流をベルト３５を介して用紙に印加する。この
転写器から印加される転写電流により感光体ドラム３８
ａ上のＭ（マゼンタ）のトナー像が用紙に転写される。
続いて、感光体ドラム３８ｂと転写器により形成されて
いる上流から２番目の転写部においてＣ（シアン）のト
ナー像が転写され、更に感光体ドラム３８ｃと転写器に
より形成されている上流から３番目の転写部でＹ（イエ
ロー）のトナー像が転写される。そして、感光体ドラム
３８ｄと転写器により形成されている最下流の転写部で
Ｂｋ（ブラック）のトナー像が順次転写される。

【００５１】このようにして、４色のトナー像を転写さ
れた用紙は、ベルト３５から分離して定着器５３に搬入
される。定着器５３は、トナー像を用紙に熱定着させ
る。この画像定着後、用紙は、排紙ロール対５４によっ
て後面の開閉トレー３１上にトナー像を上にして、又は
上部の排紙トレー３４上にトナー像を下にして排出され
る。

【００５２】このように動作する本実施の形態における
カラー画像形成装置３０において、上記の現像器４４及
びクリーナ４１には、感光体ドラム３８上に安定したト
ナー画像を形成するための特別の工夫が凝らされてい
る。以下、これについて説明する。

【００５３】図２は、上記現像器４４の主要部を模式的
に示す側断面図である。同図に示す現像器４４は、上記
特別の工夫の凝らされた細部の構造を除いては、基本的
な構成は図１２(a),(b) に示したものと略同様である。
すなわち現像器４４は、トナーホッパーを兼ねる匡体６
１を備え、その匡体６１の下部開口に現像ローラ４５を
回転可能に保持し、匡体６１の内部には、非磁性のトナ
ー６２を収容し、このトナー６２に埋没するように配設
されたトナー攪拌部材６３を備えている。また、最下部
にスポンジ体から成る供給ローラ６４が現像ローラ４５
に圧接して配置されている。現像ローラ４５には、その
斜め右上周面に圧接して板バネ状のドクターブレード６
５が配設され、下部周面に当接して現像部掬いシート
（導電性規制シート）６６が配設されている。ドクター
ブレード６５の両側部には匡体６１開口部の内部と外部
を隔絶してトナー６２の漏出を防止するための封止部材
６７が配設されている。

【００５４】ところで、感光体ドラム３８への現像を終
って現像ローラ４５周面上に残っている非現像部分のト
ナー６２を現像メモリの解消のために匡体６１内で掻き
落とすために必要とされる供給ローラ６４の摺擦力は、
トナー６２の現像ローラ４５への付着力によって異な
る。すなわち、付着力の強いトナーに対しては強い摺擦
力を必要とするが、付着力の弱いトナーに対しては弱い
摺擦力で間に合う。このトナー６２の現像ローラ４５へ
の付着力は、略トナー６２の帯電能力によって決定され
るといってよい。すなわち、摩擦帯電量の小さいものほ
ど付着力が弱く、したがって現像ローラ４５から掻き落
とし易い。

【００５５】しかしながら、トナー６２の摩擦帯電量
は、現像時に生じる不具合となる非画像部分への付着現
象（以下、感光体かぶりという）と密接な関係を有して
おり、帯電量の少ないトナーほど感光体かぶりを発生さ
せ易い。したがって、このような感光体かぶりを生じさ
せないためには、トナー６２の摩擦帯電量を高くする必
要がある。そして、トナー６２の摩擦帯電量を高くする
と現像ローラ４５への付着力が増すから、供給ローラ６
４に強い摺擦力を与える必要が生じてくる。

【００５６】このような強い摺擦力で長時間の回転を繰
り返すと、トナーの帯電能力の低下や流動性の低下など
トナー特性の劣化を引き起こして好ましくない。例え
ば、帯電量が低下すると上述した感光体かぶりが発生
し、流動性が低下すると網点印刷の現像欠落が発生す
る。

【００５７】このような問題を抱えている現像器４４に
おいて、本実施の形態では、先ず、現像ローラ４５を、
芯金とこの芯金を取り巻く円筒状の半導電性（１０⁶Ω
ｃｍ）のウレタンゴムとで形成し、芯金には「−２５０
Ｖ」の現像バイアスをバイアス電源６８から印加する。
また、供給ローラ６４を、芯金とこの芯金を取り巻く円
筒状の半導電性（１０⁶Ωｃｍ）のウレタンスポンジと
で構成し、芯金には「−５００Ｖ」の供給バイアスをバ
イアス電源６９から印加する。更に、ドクターブレード
６５を弾性金属板で形成し、このドクターブレード６５
にも上記バイアス電源６９から「−５００Ｖ」の供給バ
イアスを印加する。そして、供給ローラ６４の上流側に
位置する現像部掬いシート６６を導電性部材（１０³Ω
ｃｍ）で構成して、これに０Ｖ（ボルト）から現像ロー
ラ４５のバイアス電圧までの範囲の電圧をバイアス電源
７１により印加するようにしている。

【００５８】このように現像部掬いシート６６を導電性
部材で構成して、これに０Ｖ（ボルト）から現像ローラ
４５のバイアス電圧までの範囲のバイアス電圧を印加す
るのは、本実施の形態における新規の工夫の一つであ
り、現像ローラ４５上に付着するトナー６２の電荷を減
少させる目的で行われているものである。これにより、
供給ローラ６４による弱い摺擦力によっても容易に現像
ローラ４５上に付着して戻ってきた非現像部分のトナー
を掻き取ることができるようにしている。

【００５９】図３(a) は、摩擦帯電性の異なる複数種類
のトナーを用意してトナーの帯電性と現像メモリの関係
を調査した結果を示す図表である。同図(a) は現像メモ
リの発生状態を示すもので、左端縦列に７種類のトナー
６２の帯電量を示し、上端横行に現像部掬いシート６６
に可変して印加したバイアス電圧を示している。これら
に対応する升目欄に示す「○」、「○△」、「△」及び
「×」は現像メモリ現象の評価を示している。「○」は
現像メモリ無し即ち良好、「○△」は若干現像メモリが
あるも使用上は問題無し、「△」は現像メモリがあって
実用上難あり、そして、「×」は現像メモリが強く良く
ない（ＮＧ）ものである。

【００６０】また、上記トナーの帯電量の測定は以下の
方法によって求めた。先ず、現像器４４の導電性の現像
部掬いシート６６を取り除き、代わりに零れ防止のため
に絶縁シートを装着し、匡体６１にトナー６２を満た
し、各部（現像ローラ４５の芯金、供給ローラ６４の芯
金、ドクターブレード６５）にバイアス電圧を印加した
状態で空運転を行ってトナー６２を摩擦帯電する。次
に、現像ローラ４５にファラデーゲージを接続した状態
で現像ローラ４５上のトナーを吸引して現像ローラ４５
からトナーを剥離する。そして、現像ローラ４５上に残
った電荷を測定した値と、吸引されたトナーの量からト
ナーの帯電量を求めるようにした。

【００６１】次に、現像メモリの判定は、本実施の形態
における導電性の現像部掬いシート６６を取り付けた現
像器４４に上記のトナーを投入し、現像部掬いシート６
６に印加するバイアス電圧を種々可変しながら、画像形
成を行って、目視により図３(a) に示すような評価が得
られたものである。

【００６２】これでみると、摩擦帯電量の高いトナーほ
ど（左端縦列で下に行くほど）現像部掬いシート６６の
負極性のバイアス電圧を下げる（負帯電トナーの電荷を
減少させるためにプラス側にする、つまり「０Ｖ」方向
に変化させる）必要があり、他方、摩擦帯電量の低いト
ナーほど（左端縦列で上に行くほど）現像部掬いシート
６６のバイアス電圧を下げても下げなくてもよい（「−
２５０Ｖ」のままでもよく「０Ｖ」方向に下げてもよ
い）ことが判明する。

【００６３】ところが、上記の中で現像メモリは発生し
ないが画像欠損がある即ちトナーの搬送性に問題が発生
していることが発見された。そこで、上記と同様に各種
の帯電量のトナーを用意し、現像部掬いシート６６に印
加するバイアス電圧を種々可変しながら、画像形成を行
って、画像欠損の発生状態を調べることとした。

【００６４】図３(b) は、その結果として得られたトナ
ーの摩擦帯電量と画像欠損（トナー搬送不良）との関係
を示す図表である。同図(b) も、左端縦列に７種類のト
ナー６２の帯電量を示し、上端横行に現像部掬いシート
６６に可変して印加したバイアス電圧を示している。こ
れらに対応する升目欄に示す「○」及び「×」は、画像
欠陥の評価を示している。「○」は画像欠陥無し即ち良
好、「×」は画像欠陥あり即ち良くないものである。

【００６５】これをみると、上記とは逆に、摩擦帯電量
の高いトナーほど（左端縦列で下に行くほど）現像部掬
いシート６６のバイアス電圧を下げても下げなくてもよ
く（「−２５０Ｖ」のままでもよく「０Ｖ」方向に下げ
てもよく）、他方、摩擦帯電量の低いトナーほど（左端
縦列で上に行Ｖくほど）現像部掬いシート６６の負極性
のバイアス電圧を上げる（「−２５０Ｖ」に維持する、
又はその近傍にする）必要のあることが判明する。

【００６６】図４(a),(b) は、上記の図３(a),(b) の図
表で得られた評価値（記号）の分布を示すグラフであ
る。図４(a),(b) は、縦軸に現像部掬いシート６６に印
加するバイアス電圧を示し、横軸にトナー帯電量を示し
ている。同図(a) に示す現像メモリに対する評価分布で
は右上方向に「×」の評価が集中しており、同図(b) に
示すトナー搬送性（画像欠陥）に対する評価では左下方
向に「×」の評価が集中している。

【００６７】図５は、上記の図４(a),(b) の２つの評価
分布図から得られる現像部掬いシートバイアス電圧と現
像メモリ及びトナー搬送性との関係を示す特性図であ
る。同図に見るように、トナー帯電量と現像部掬いシー
トバイアス電圧との間には、現像メモリ発生回避とトナ
ー搬送性確保の両方を満足させる図の「良好な領域」で
示す或る一定の範囲（図４(a),(b) で「×」の評価が集
中した領域を除く部分）が存在する。この範囲に収まる
ように、トナー６２の帯電量に応じて現像部掬いシート
６６に印加するバイアス電圧を設定すれば、現像メモリ
が発生せず、画像欠損もない、常に良好な画像形成を行
うことができる。

【００６８】尚、画像形成の回数（用紙枚数）が進む
と、トナーの摩擦帯電回数が増加してトナー特性が劣化
することは前述したが、現像器の使用度合いを検出する
手段として、例えば使用した用紙枚数を計数するカウン
タを用意して使用枚数を検出し、この検出結果に基づい
て、つまり使用度合いの増大に応じて、現像部掬いシー
トバイアス電圧を、初期値から徐々に変化させていくよ
うにすれば、トナー特性の劣化による画質低下を防止す
ることができる。

【００６９】また、図には示していないが、現像部掬い
シート６６にプラス極性のバイアス電圧を印加すると仮
え摩擦帯電量の多い１３．６μＣ／ｇのトナーの場合で
も搬送不良を生じ且つ感光体かぶりが増加することが判
明している。

【００７０】また、本例では、接触現像法について説明
しているが、現像ローラ上にトナーの薄層を形成して行
う非接触現像法でも同様の結果が得られる。また、現像
ローラに弾性ローラを用いているが、金属ローラを用い
てもよく、この場合も同様の結果が得られることが判明
している。

【００７１】ところで、カラー画像形成装置に不可欠な
カラー用のトナーは、同一の定着器で熱定着するため
に、同一樹脂製のトナーを使用する必要がある。また、
これに用いられる帯電制御剤としては、包むトナーが色
トナーであるから無色又は白色の帯電制御剤を用いる必
要がある。このような帯電制御剤は極めて特性が限定さ
れ選択の余地が狭い。通常、この中で最も帯電性の良い
ものを選んで用いるが、着色剤である顔料が帯電性に大
きな影響を与えるため、同一の帯電制御剤を使用しても
トナーの色が異なると同一の帯電能力を付与することが
できない。そこで、各カラートナーについて個別に上述
したと同様の調査を行った。

【００７２】図６は、同一の樹脂を用い、同一の帯電制
御剤を用い、トナーの粒径を８．５μｍに調整して作成
したマゼンタ、シアン、イエロー、及び黒のトナーを、
上述した方法で摩擦帯電量を測定した結果を示す図表で
ある。同図に示すように、各トナーの帯電量は夫々異な
り、マゼンタは８．５μＣ／ｇ、シアンは１２．０μＣ
／ｇ、イエローは１２．５μＣ／ｇ、そして黒は１０．
１μＣ／ｇであった。これによって、このままで通常の
画像形成装置を行うと色によっては現像メモリが発生
し、良好なカラー画像ることができない理由が明確にな
った。

【００７３】しかし、ここで、本実施の形態における現
像器４４を用いて、各トナー毎にそれらの帯電量に応じ
た異なるバイアス電圧を現像部掬いシート６６に印加し
てやると、極めて良好な結果が得られた。すなわち、マ
ゼンタの現像器４４では「−１２５Ｖ」、シアンの現像
器４４では、「−５０Ｖ」、イエローの現像器４４では
「０Ｖ」、そして黒の現像器４４では「−１００Ｖ」を
印加して画像を作成したところ画像メモリも搬送不良も
ない良好な画像を得ることが出来た。

【００７４】また、この状態で使用し続けてみると、各
々トナー帯電量の低下が見られ、トナー６２が無くなる
直前のトナー帯電量を測定してみると、マゼンタは６．
１μＣ／ｇ、シアンは９．６μＣ／ｇ、イエローは１
０．２μＣ／ｇ、そして黒は７．５μＣ／ｇになってい
た。しかし画像メモリや搬送不良は認められなかった。
尚、この状態で試みに現像部掬いシート６６のバイアス
電圧を「０Ｖ」にしたところ、黒の現像器４４とマゼン
タの現像器４４に搬送不良が発生した。

【００７５】前述したようにトナー組成には限定される
要因があるため、一般に、カラートナーの場合、各カラ
ートナーの摩擦帯電量の性能を同一にすることは至難で
ある。しかし、このような現況において、上記のよう
に、夫々の色トナーの摩擦帯電量の性能に応じて異なる
バイアス電圧を画像部掬いシート６６に印加することに
より、現像メモリを回避し、トナー搬送不良を防止して
良好な画像形成を行うことができる。

【００７６】本実施の形態においては、上述した現像メ
モリの解消と、トナー搬送不良の防止の他に、ドクター
ブレードと封止部材との係合部におけるトナー洩れ防止
の新たな工夫も行っている。

【００７７】図７(a),(b) は、図２に示した現像器４４
のドクターブレード６５と封止部材６７との係合部の構
成を詳しく示す図である。同図(a),(b) に示すように、
ドクターブレード６５は、ドクターブレード６５と現像
ローラ４５とが接触する点における現像ローラ４５に対
する接線と、ドクターブレード６５の先端の曲げ部６５
−１とがなす角度θが、９０度を越える角度（鈍角）に
なるように、ドクターブレード６５の先端の曲げ部６５
−１が形成されている。そして、ドクターブレード６５
の側端部の内側に封止部材７２が貼着されている。

【００７８】このように、ドクターブレード６５と現像
ローラ４５の接触点における接線との角度θを鈍角とす
ることにより、図１５(a) に示したドクターブレード１
６の曲げ部下方にできるべき間隙２１ｂが、図７(a) で
は封止部材６７の弾性により吸収されて解消される。そ
して、ドクターブレード６５の曲げ部上方に形成される
べき間隙は、ドクターブレード６５側の封止部材７２の
弾性よって吸収されて解消される。

【００７９】この封止部材７２のドクターブレード６５
内面への貼着は、曲げ部の内側に封止部材７２の先端が
当接又は圧接していれば良く、さほど組み立て精度も要
求されるものではないから、組み立て能率の低下を招く
ことはない。また、封止部７２の先端が曲げ部６５−１
の外側にくることは無いから、誤って稜線６５−２を越
えることもなく、図１７(a),(b) に示したような不具合
も解消される。

【００８０】このような現像器４４において、通常、軸
受け部にはトナー封止部材と軸受け部材が軸に嵌合して
組み込まれるが、本実施の形態においては、更に封止ワ
ッシャを組み込んで、トナーの漏出を完全に防止してい
る。

【００８１】図８(a),(b),(c) は、図２に示した現像器
４４の軸受け部の構成を詳しく示す図である。同図(a),
(b) に示すように、現像器４４の供給ローラ６４の軸７
３には、先ず円環状の封止部材７４が外嵌する。封止部
材７４はＣＲゴムスポンジ又はウレタンスポンジ等の柔
軟な弾性体からなる。この封止封止部材７４が軸７３に
外嵌して組み付けられた外側の位置となる軸７３の周面
に沿って、ワッシャ溝７５が形成されている。このワッ
シャ溝７５に封止ワッシャ７６が嵌合する。この封止ワ
ッシャ７６の孔径（内径）は、軸７３の外径よりも小さ
く、ワッシャ溝７５の底径よりも大きく形成されてお
り、ＰＥＴフィルム又はウレタンシート等の柔軟で弾力
のある材料から出来ている。このように封止ワッシャ７
６は柔軟な弾性部材から成るので、その内径が軸７３の
外径より小さくても挿通が可能であり、ワッシャ溝７５
に嵌入させて固定することが可能である。この後、軸受
７７を嵌合させて供給ローラ６４を現像器４４に位置固
定する。

【００８２】このように、ワッシャ溝７５の凹部と封止
ワッシャ７６内径の凸部とが組み合うことにより、トナ
ーの漏出路がジグザグになって抵抗が大きくなるばかり
でなく、トナー内蔵部から軸受け部までの封止距離も長
くなり、したがって、同図(b) に示すように、部材間の
間隙Ｔや封止部材７４の脆化による軸７３との緩み間隙
を伝わって太い実線で示すように外部方向へ浸出してき
たトナーが封止ワッシャ７６の所で足踏み状態となっ
て、その漏出が抑制される。

【００８３】尚、封止ワッシャ７６を、封止部材７４の
外側ではなく、同図(c) に示すように、封止部材７４の
内側に配置するようにしてもよい。また、ここには図示
しないが、封止部材７４の内側と外側の両位置に配設す
るようにしてもよい。

【００８４】図９(a) は、封止ワッシャの形状の他の例
を示す図、同図(b),(c) は、封止部材の構成の他の例を
示す図である。同図(a) は上述した封止ワッシャ７６と
同様の材料から作成した封止ワッシャ７６ａの内径部に
複数のスリット７６ａ−１を形成したものである。この
ように内径部にスリットを設けると、封止ワッシャ７６
ａを軸７３に組み付ける際に、軸７３の挿通が容易にな
って、作業性が向上する。

【００８５】また、同図(b) に示す封止部材７４′は、
上述した封止部材７４と同様にスポンジ部材からなる柔
軟な弾性体であるが、その一方の端面に、樹脂層７８が
接着又はコーテングにより一体に形成されている。封止
部材７４′の孔径φｄは、軸７３への密着性を確実にす
るために軸７３の外径φＤよりも小さく「φｄ＜φＤ」
となっている。この封止部材７４′を軸７３に組み付け
ると、同図(c) に示すように封止部材７４′の孔径は軸
７３によってやや押し広げられ、樹脂層７８の孔径部分
がワッシャ溝７５に嵌入する。このように構成しても上
記同様の封止性が得られ、また、作業性が一層向上す
る。

【００８６】図１０(a),(b) は、図１９で説明した感光
体ドラムからクリーナに回収される洩れトナーによる不
具合を解消するための構成を示す図である。同図(a) は
図１に示したカラー画像形成装置の現像器４４、感光体
ドラム３８、及びクリーナ４１の各部材の幅方向（本体
装置の幅方向つまりドラムやローラの軸方向）の相関を
示す図であり、同図(b) はクリーナ４１に配設されてい
るクリーナ掬いシートの形状を示す斜視図である。尚、
同図(a),(b) には、図１及び図２に示した構成部分と同
じ構成部分には図１及び図２と同一の番号を付与して示
している。

【００８７】図１０(a),(b) に示すように、各部材の中
で感光体ドラム３８が最も幅が長く現像ローラ４５は感
光体ドラム３８よりも短かく、両端の封止部材６７の幅
を差し引いた中央部ａが有効現像領域に設定されてい
る。この中央部ａの有効現像領域は、例えばＡ３判の用
紙８１を縦方向に搬送したときの通紙幅ｂ（最大通紙
幅）よりも充分大きくなるように設定されている。そし
て、感光体ドラム３８の有効現像領域上の残留トナーや
有効現像領域外の端部上の現像器（封止部材６７）から
の洩れトナーを掻き取って除去するための掻き取りブレ
ード８２が、現像ローラ４５の幅よりも長く感光体ドラ
ム３６の幅よりも短く形成されて、感光体ドラム３８の
円周面に圧接している。この掻き取りブレード８２と同
じ全長のクリーナ掬いシート８３が掻き取りブレード８
２より下方で感光体ドラム３８の円周面に接触してい
る。

【００８８】クリーナ掬いシート８３は、同図(b) にも
示すように、シートホルダ８４に支持され、感光体ドラ
ム３８に接触する上部縁部８３−１の有効現像領域外、
すなわち感光体ドラム３８に洩れトナーが付着する領域
に対応する両端部８３−２がやや切り欠かれた状態に形
成されている。

【００８９】クリーナ掬いシート８３の上部縁部８３−
１の感光体ドラム３８周面への接触圧は０．５〜２ｇ／
ｃｍの範囲で上記有効現像領域上の残留トナーをクリー
ナ内への通過を許容する圧力に設定されている。この設
定状態で、両端部８３−２を適宜に切り欠いて形成する
ことにより、両端部８３−２の感光体ドラム３８周面へ
の接触圧は０．０５〜０．５ｇ／ｃｍ程度に設定され
る。この接触圧は、感光体ドラム３８の有効現像領域外
において図のｃ及びｃ′で示す部分に集中的に付着する
帯電性のはっきりしない（付着力の弱い）現像器からの
洩れトナーに対してクリーナ内への通過を可能にする。
これによって、図１９に示したような不具合が解消され
る。

【００９０】尚、上記の例では、クリーナ掬いシート８
３の両端部を切り欠くことにより、両端部の感光体ドラ
ム３８との接触圧を弱くしているが、切り欠かずに上記
両端部８３−２に対応する部分の上部縁部８３−１の厚
みを薄く形成するようにしてもよい。また、両端部８３
−２に対応する部分のみを、材質の異なる例えばＰＥＴ
フィルム（１０〜５０μｍ）等の別部材に置き換えても
同様の結果を得ることができる。

【００９１】ところで、本実施の形態におけるカラー画
像形成装置のように感光体ドラムや現像器からなる画像
形成部を用紙搬送方向に多段式に並設したタンデム型の
画像形成装置では、電源が投入され、画像形成を開始す
る際には、４個の感光体ドラム及びこれらに対応する現
像器が同時に駆動開始され、用紙にカラー画像が形成さ
れ、定着されて、機外に排出されると、それら４個の感
光体ドラム及びこれらに対応する現像器が同時に駆動停
止される。

【００９２】図２０(a) は、そのようなタンデム型画像
形成装置の従来の駆動状態のタイムチャートであり、同
図(b) はその画像形成部の疲労度を示すグラフである。
同図(a) に示すように、４個の感光体ドラムに対応する
書込ヘッドの被駆動部であるＬＥＤ（第１）、ＬＥＤ
（第２）、ＬＥＤ（第３）及びＬＥＤ（第４）が時刻ｔ
1 から時刻ｔ2 までの間に順次発光駆動される。これに
先立って、時刻ｔ0 から初期化帯電電圧（ＨＶＣ）の印
加が開始され、同時に現像電圧（ＨＶＢ）の印加が開始
され、更にモータが用紙搬送のために回転を開始する。
このモータの回転に伴われて、この駆動系に連結してい
る感光体ドラム及び現像器の回転部材も回転を開始され
る。そして、上記の時刻ｔ2 を経過した後も、用紙排出
のためにモータが時刻ｔ4 まで回転することにより、感
光体ドラム及び現像器の回転部材も回転を継続する。

【００９３】各色の画像形成部（感光体ドラムと現像
器）において画像形成に必要な時間は夫々一定であっ
て、この時間は用紙の先端が自装置の転写部に搬入され
その用紙の後端が自装置の転写部を通過するまでの時間
である。しかし、上述のように、用紙への画像形成が終
了し後、その用紙が定着され、機外に排出されるまでの
全工程が終了する時刻ｔ4 まで各画像形成部が駆動され
ていたのでは、耐久性の点で種々の問題が発生する。

【００９４】例えば、図１、図２、図７〜図１０に示し
た各部において、感光体ドラム８２における掻き取りブ
レード３８との摩擦、初期化帯電ブラシ４２の磨耗と汚
れ、現像器４４（現像ローラ４５、供給ローラ６４、ド
クターブレード６５）の磨耗、現像器内のトナー６２の
特性劣化、感光体ドラム３８と現像ローラ６６による空
回転時のトナーの無用の消耗等が全て増大し、装置の寿
命が短期化する。すなわち、図２０(b) に示すように、
用紙６０００枚の画像形成を行った後の画像形成状態
は、画像濃度が初期時の１．４から１．２に低下し、一
方、感光体かぶりが初期時の１％から３％に上昇して、
画像の劣化が顕著になる。

【００９５】本実施の形態においては、駆動系を特には
図示していないが、四つの画像形成部を夫々別個に駆動
するようにして、画像形成部の長寿命化を計っている。
図１１(a) は、本実施の形態におけるタンデム型カラー
画像形成装置の駆動状態のタイムチャートであり、同図
(b) はその画像形成部の疲労度を示すグラフである。同
図(a) に示すように、画像形成時には、先ず時刻Ｔ0 か
ら一連の画像形成の全工程が終了する時刻Ｔn まで、画
像形成部を駆動する以外の用紙搬送及びその他の駆動を
行うモータが回転する。そして、時刻Ｔ2 〜Ｔ3 で、最
上流の感光体ドラム３８ａに対応する書込ヘッド４３の
ＬＥＤ（第１）が駆動され、この時間帯と近接して前後
する時刻Ｔ1 〜Ｔ4 の間で、感光体ドラム３８ａ専用の
バイアス電源から初期化帯電電圧ＨＶＣ（第１）が印加
され、更にその現像器専用のバイアス電源から現像電圧
ＨＶＢ（第１）が印加される。また、この間に、この画
像形成部専用のモータ（第１）が回転して感光体ドラム
３８ａ及びこれに対応する現像器４４の回転部材を駆動
して時刻Ｔ4 で停止する。

【００９６】この最上流の画像形成部で用紙上に形成さ
れた画像に重ねて次段の画像形成部で画像を形成するタ
イミングである時刻Ｔ1 ー 2 から時刻Ｔ4 ー 2 までの間
において、同様に、次段の感光体ドラム３８ｂに対応す
る書込ヘッドのＬＥＤ（第２）が発光駆動され、これよ
り前後して、この画像形成部専用のバイアス電源により
初期化帯電電圧ＨＶＣ（第２）及び現像電圧ＨＶＢ（第
２）が印加され、専用のモータ（第２）が回転して感光
体ドラム３８ｂ及びこれに対応する現像器４４を駆動す
る。

【００９７】同図には、これより下流側の感光体ドラム
３８ｃ及び３８ｄに対応する画像形成部のタイムチャー
トの図示を省略しているが、これらに対応するＬＥＤ
（第３、第４）の発光駆動、専用バイアス電源による初
期化帯電電圧ＨＶＣ（第３、第４）及び現像電圧ＨＶＢ
（第３、第４）の印加、並びに専用モータ（第３、第
４）の回転についても、上記同様に用紙上に画像を重ね
るタイミングで順次必要な時間だけ行われる。

【００９８】これにより、同図(b) に示すように、用紙
６０００枚の画像形成を行った後も本実施の形態におけ
るカラー画像形成装置では、画像濃度が初期時の１．４
から殆ど低下することなく、また、感光体かぶりについ
ても初期時の１％から殆ど尾上昇することがなかった。

【００９９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、トナーの現像ローラへの付着力を弱めるように掬
いシートを導電性にしてこの掬いシートと現像ローラ間
にトナーの帯電量に応じた電位差を生じさせるので、現
像ホッパー内に戻ったトナーを現像ローラから容易に掻
き取ることができ、したがって、常に現像ローラに一定
の付着量のトナーを供給することが可能となり、これに
より、現像メモリのない且つ感光体かぶりのない画像を
形成することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施の形態におけるカラー画像形成装置の内
部構成を模式的に示す側断面図である。

【図２】カラー画像形成装置の現像器の主要部を模式的
に示す側断面図である。

【図３】(a),(b) は摩擦帯電性の異なる複数種類のトナ
ーを用意してトナーの帯電性と現像メモリの関係を調査
した結果を示す図表である。

【図４】(a),(b) は図３(a),(b) の図表で得られた評価
値の分布を示すグラフである。

【図５】図４(a),(b) の評価分布図から得られる現像部
掬いシートバイアス電圧と現像メモリ及びトナー搬送性
との関係を示す特性図である。

【図６】同一の樹脂を用い同一の帯電制御剤を用いトナ
ーの粒径を８．５μｍに調整して作成したマゼンタ、シ
アン、イエロー及び黒のトナーの摩擦帯電量の測定結果
を示す図表である。

【図７】(a),(b) は現像器のドクターブレードと封止部
材との係合部の構成を詳しく示す図である。

【図８】(a),(b),(c) は現像器の軸受け部の構成を詳し
く示す図である。

【図９】(a) は封止ワッシャの形状の他の例を示す図、
(b),(c) は封止部材の構成の他の例を示す図である。

【図１０】(a),(b) は感光体ドラムからクリーナに回収
される洩れトナーによる不具合を解消するための構成を
示す図である。

【図１１】(a) は本実施の形態におけるタンデム型カラ
ー画像形成装置の駆動状態のタイムチャート、(b) はそ
の画像形成部の疲労度を示すグラフである。

【図１２】(a) は従来の画像形成ユニットの側断面図、
(b) は副ユニットとして組み付けられている現像ユニッ
ト（現像装置）の主要部の分解斜視図である。

【図１３】従来の現像ユニットの組み立て状態図であ
る。

【図１４】(a) は従来の現像クリーナ掬いシートの形状
を示す図、(b) は画像形成ユニットの各部材の幅方向の
相関を示す図である。

【図１５】従来の封止部材の不具合を示す図であり、
(a) は現像ユニットの側断面図、(b) はその状態を現像
ローラを取り除いた正面外側から見た図である。

【図１６】従来のトナー封止方法の改良型を示す図であ
り、(a) はドクターブレードと新封止部材の斜視図、
(b) はその現像ユニットへの取り付け状態図である。

【図１７】従来のトナー封止方法改良型の不具合を示す
図であり、(a) はドクターブレードと新封止部材の不具
合発生の状態を示す斜視図、(b) はその現像ユニット内
における不具合を示す図である。

【図１８】(a) は従来の現像ユニットの軸受部の構成を
示す正面断面図、(b) はその一部を拡大して示す図であ
る。

【図１９】従来の洩れトナーによる不具合を説明する図
である。

【図２０】(a) は従来のタンデム型画像形成装置の駆動
状態のタイムチャート、(b) はその画像形成部の疲労度
を示すグラフである。

【符号の説明】

１ドラムユニット２現像ユニット３感光体ドラム４クリーナ５初期化帯電ブラシ６記録ヘッド係合溝７クリーナ掬いシート７−１シートホルダ８掻き取りブレード９廃トナー送出パイプ１０トナーホッパーを兼ねる匡体１１トナー回収袋１２現像ローラ１３トナー１３−１擬集トナー塊１４トナー攪拌部材１５供給ローラ１６ドクターブレード１７現像部掬いシート１８ａ、１８ｂ封止部材１９押え板２０ローラ支持部２１ａ、２１ｂ間隙２２新封止部材２３軸２４トナー封止部材２５軸受２６ギア２８用紙３０カラー画像形成装置（本体装置）３１開閉トレー３２用紙カセット３３上蓋３４排紙トレー３５ベルト（用紙搬送ベルト）３６駆動ローラ３７従動ローラ３８（３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄ）感光体ドラ
ム４１クリーナ４２初期化帯電ブラシ４３書込ヘッド４４現像器４５現像ローラ４６支持部材４７吸着ローラ４８待機ロール対４９給紙案内路５１給送ロール対５２給紙コロ５３定着器５４排紙ロール対５５切り換えレバー５６排出路５７排紙ロール対５８電装部６１匡体６２非磁性のトナー６３トナー攪拌部材６４供給ローラ６５ドクターブレード６５−１先端の曲げ部６６現像部掬いシート６７封止部材６８、６９、７１バイアス電源７２封止部材７３軸７４、７４′ 封止部材７５ワッシャ溝７６、７６ａ封止ワッシャ７６ａ−１スリット７７軸受７８スキン層８１用紙ａ有効画像領域ｂ通紙幅（最大通紙幅）８２掻き取りブレード８３クリーナ掬いシート８３−１上部縁部８３−２両端部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者島也辰美東京都東大和市桜が丘２丁目229 番地カシオ電子工業株式会社内 (72)発明者依藤隆雄東京都東大和市桜が丘２丁目229 番地カシオ電子工業株式会社内 (72)発明者高鹿守通東京都東大和市桜が丘２丁目229 番地カシオ電子工業株式会社内 (72)発明者阿部善治東京都東大和市桜が丘２丁目229 番地カシオ電子工業株式会社内 (72)発明者金井英文東京都東大和市桜が丘２丁目229 番地カシオ電子工業株式会社内 (72)発明者大石貢東京都東大和市桜が丘２丁目229 番地カシオ電子工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静電潜像が形成される感光体に対向すべ
く開口部を有する現像ホッパーと、前記開口部に一部が
臨むべく設けられ前記現像ホッパー内に収納される非磁
性一成分トナーを表面に保持して該トナーを前記感光体
の静電潜像に付与すべく搬送する現像ローラと、前記開口部よりも前記現像ローラの搬送方向上流側で前
記トナーを前記現像ローラ上に薄層状に形成すべく規制
するドクターブレードと、前記現像ホッパー内に配設され前記ドクターブレードよ
りも前記現像ローラの搬送方向上流側で前記現像ローラ
に圧接するトナー供給ローラと、前記開口部よりも前記現像ローラの搬送方向下流側で前
記現像ローラに軽圧接し前記現像ホッパー内に前記トナ
ーが戻るのを許容すると同時に前記現像ホッパー内から
のトナーの流出を規制する導電性規制シート部材と、前記トナーの帯電極性と同極性のバイアス電圧を前記現
像ローラと前記トナー供給ローラに印加するバイアス電
圧印加手段と、前記現像ホッパー内に戻ろうとするトナーの前記現像ロ
ーラに対する付着力を弱めるように前記導電性規制シー
ト部材と前記現像ローラとの間に電位差を生じさせる導
電性規制シートバイアス手段と、を備えたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】前記導電性規制シートバイアス手段は、
前記導電性規制シート部材に０ボルトの電圧値から前記
現像ローラに印加される現像バイアス電圧値の間のバイ
アス電圧を印加することを特徴とする請求項１記載の現
像装置。
【請求項３】前記導電性規制シートバイアス手段は、
前記トナーの帯電量に基づいて前記導電性規制シート部
材に印加する電圧値を異ならせて設定することを特徴と
する請求項１又は２記載の現像装置。
【請求項４】前記導電性規制シート部材に印加される
電圧値は、前記トナーの帯電量が大きいものほど現像バ
イアスとの差を大きく設定され、前記トナーの帯電量が
小さいものほど現像バイアスとの差を小さく設定される
ことを特徴とする請求項１、２又は３記載の現像装置。
【請求項５】前記現像装置の使用度合いを検出する手
段と、該検出手段の検出結果に基づいて前記使用度合い
の増大に応じて前記導電性規制シート部材に印加される
電圧値を前記現像バイアス電圧値に近づけるべく可変す
る制御手段とを更に備えることを特徴とする請求項１、
２、３又は４記載の現像装置。
【請求項６】前記現像ホッパーは、内部に配設される
回転部材の軸受け部において、封止部材と、該封止部材
が配置される外側に位置し軸の周面に沿って切り欠かれ
たワッシャ溝と、前記軸の径よりも小さな内径を有し該
軸を挿通されるべく内径部に弾力を有して前記ワッシャ
溝に嵌合する封止ワッシャと、を備えたことを特徴とす
る請求項１記載の現像装置。
【請求項７】静電潜像が形成される感光体に対向すべ
く開口部を有する現像ホッパーと、前記開口部に一部が
臨むべく設けられ前記現像ホッパー内に収納される非磁
性一成分トナーを表面に保持して該トナーを前記感光体
の静電潜像に付与すべく搬送する現像ローラと、前記開口部よりも前記現像ローラの搬送方向上流側で前
記トナーを前記現像ローラ上に薄層状に形成すべく規制
するドクターブレードと、前記現像ホッパー内に配設され前記ドクターブレードよ
りも前記現像ローラの搬送方向上流側で前記現像ローラ
に圧接するトナー供給ローラと、前記開口部よりも前記現像ローラの搬送方向下流側で前
記現像ローラに軽圧接し前記現像ホッパー内に前記トナ
ーが戻るのを許容すると同時に前記現像ホッパー内から
のトナーの流出を規制する導電性規制シート部材と、前記トナーの帯電極性と同極性のバイアス電圧を前記現
像ローラと前記トナー供給ローラに印加するバイアス電
圧印加手段と、前記現像ホッパー内に戻ろうとするトナーの前記現像ロ
ーラに対する付着力を弱めるように前記導電性規制シー
ト部材と前記現像ローラとの間に電位差を生じさせる導
電性規制シートバイアス手段と、を備えた現像装置を複数個備えてなるカラー画像形成装
置であって、前記各々の現像装置に使用されるトナーの帯電性に応じ
て前記導電性規制シート部材に印加される電圧値を異な
らせることを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項８】前記感光体上の残留トナーを清掃するク
リーナ装置に配設され該クリーナ装置内に回収される残
留トナーの通過を許容すると共に前記クリーナ装置のク
リーニング部材による前記感光体上から除去される前記
残留トナーが前記クリーナ装置外に洩れ出ることを防止
するために設けられ前記感光体に当接する縁部の両端に
位置する有効現像領域外において前記感光体との当接圧
が有効現像領域部の当接圧よりも弱くなるように形成さ
れて成るクリーナ掬いシートを備えたことを特徴とする
請求項７記載のカラー画像形成装置。