JPH11223992A

JPH11223992A - 空間保持部材及びこれを用いたプロセスカートリッジ、現像装置、並びに、画像形成装置

Info

Publication number: JPH11223992A
Application number: JP10027133A
Authority: JP
Inventors: Teruhiko Sasaki; 輝彦佐々木; Satoshi Kurihara; 敏栗原; Tsutomu Nishiuwatoko; 力西上床; Yoshiya Nomura; 義矢野村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-02-09
Filing date: 1998-02-09
Publication date: 1999-08-17

Abstract

(57)【要約】【課題】高温条件下でも、圧延変形や摩耗し難いスペ
ーサーコロ（空間保持部材）を実現して、装置本体の小
型化、静粛化、コスト化を実現する上での課題を解決す
る。【解決手段】現像装置における像担持体に対して、現
像剤担持体が、その円筒形状部との間に０．２ｍｍから
０．５ｍｍの空間を維持するために、２３℃から５５℃
の範囲における曲げ弾性率が略同一でかつ２０００Ｍｐ
ａ以上となる材質の絶縁材で構成され、少なくともその
一部が環状形状に形成され、前記環状形状の部分の外周
面の直径が、前記現像剤担持体の円筒形状部の外周面の
直径よりも大きく、かつ、前記現像剤担持体の円筒形状
部と略同軸にて、前記現像剤担持体に被嵌されるように
構成されていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真技術を用
いた、レーザープリンタ、複写機、ファクシミリなどの
画像形成装置、それに用いられる現像装置、プロセスカ
ートリッジ、並びに空間保持部材に関するものである。

【０００２】

【従来例】電子写真技術を用いた、図２および図３に示
すような、通常の画像形成装置１では、帯電装置３０に
て、一様かつ均一に帯電された像担持体（以下、感光ド
ラムと称す）２０を、露光装置３にて選択的に露光する
ことで、感光ドラム２０上に潜像を形成し、該潜像を現
像剤（トナー）Ｔで現像し、現像された像を記録媒体
（紙、ＯＨＴなど）Ｐに転写し、更に、定着装置９にて
記録媒体Ｐ上の転写像を加圧・加熱定着させて、画像記
録を行っている。なお、像の転写の工程を終えた感光ド
ラム２０は、クリーニング装置５０にて、残留トナーを
除去された後、再び、帯電から始まる画像形成プロセス
に供される。

【０００３】このような画像形成装置に用いられる感光
ドラム２０としては、図５に示されるような、基材２１
としてアルミニウムなどの導電性の筒材を用い、これに
感光層２２として、光導電材料をコーティングしたもの
が知られている。この光導電材料としては、セレン、硫
化カドニウム、酸化亜鉛などの無機光導電材料、あるい
は、ポリビニルカルバゾール、オキサジアゾール、フタ
ロシアニンなどの有機光導電材料が従来より用いられて
いる。特に、この有機光導電材料を用いる場合には、増
感のために、図６に示されるように電荷発生層２２ａと
電荷輸送層２２ｂとを積層した機能分離型の感光層２２
を用いることが知られている。ここで、表層となる電荷
輸送層２２ｂとしては、ポリカーボネートをバインダー
として用いたものが実用化されている。

【０００４】現像装置４０としては、現像剤（トナー）
Ｔを内包したトナー室４５と、現像剤供給室４４と、現
像剤担持体（現像ローラ）４１と、現像剤規制部材（現
像ブレード）４２とで構成されてものが実用化されてい
る。

【０００５】ここでは、現像ローラ４１がアルミニウム
などの導電材質で形成され、感光ドラム２０から所定の
ギャップ、好ましくは、０．２ｍｍから０．５ｍｍのギ
ャップをもって回転自在に保持される。現像ローラ４１
は、更に、その内部に複数の磁極を有するマグネットロ
ーラ４３を内蔵する。このマグネットローラ４３は、現
像装置枠体４６によって、回転不能に保持される。ま
た、現像ブレード４２は、その一端側が現像ローラ４１
の外周面に押圧されるように、現像装置枠体４６に固定
されている。

【０００６】トナー室４５のトナーＴは、自重、あるい
は、適切な搬送手段（図示せず）によって、トナー室４
５から現像剤供給室４４へ搬送され、マグネットローラ
４３の磁力によって、現像ローラ４１近傍へ引き寄せら
れる。現像ローラ４１近傍に搬送されたトナーＴは、現
像ローラ４１の回転によって現像ブレード４２の方向に
搬送され、現像ブレード４２によって、その層厚を規制
され、感光ドラム２０方向に搬送される。ここで、層厚
規制されたトナーＴには、現像ブレード４２と現像ロー
ラ４１とのニップを通過する際に、所定の電荷を付与さ
れる。

【０００７】前述の現像装置４０において、現像ローラ
４１と感光ドラム２０とを所定の間隔で安定的に保持す
る手段が考案され、実用化されている。この保持手段
は、例えば、ポリアセタールで形成され、図１、図４に
示すように、その肉厚が０．２ｍｍから０．５ｍｍの、
略筒形状の空間保持部材（スペーサーコロ）６０を現像
ローラ４１の両端に回転自在に被嵌させ、付勢手段とし
ての圧縮バネ５４で、現像ローラ４１を感光ドラム２０
方向に押圧した構成になっている。

【０００８】また、図７に示すように、ポリアセタール
で形成した、現像ローラ４１の外形より０．３ｍｍから
１．０ｍｍ大きい外形を有するスペーサーコロ６０を、
現像ローラ４１のフランジ部４１ａに取り付けて、圧縮
バネ５４で、現像ローラ４１を感光ドラム２０方向に押
圧したものも考案され、実用化されている。

【０００９】このような画像形成装置１では、長時間に
及んで使用されると、トナーＴの補給や、感光ドラム２
０を始めとする、各種プロセス手段の調整・清掃・交換
が必要となる。このような保守作業を行うのは、専門知
識を有するサービスマン以外では、実際上、困難であっ
た。

【００１０】この点を解決するために、トナーＴと、感
光ドラム２０、現像装置４０、帯電装置３０、クリーニ
ング装置５０などのプロセス手段とを、一体化して、プ
ロセスカートリッジ２の形でユニット化し、このプロセ
スカートリッジ２を画像形成装置１に着脱自在とするこ
とで、メンテナンス性を向上させるものが考案、実用化
されている。

【００１１】

【発明が解決しようとしている課題】近年の画像形成装
置１の普及に伴い、画像形成装置（装置本体）１の小型
化や、静粛化、更に、ローコスト化が求められている。
これら静粛化、ローコスト化の手段としては、排気ファ
ンの省略、また、ローコスト化のその他の手段として
は、本体フレーム１ａを板金から樹脂に変更すること
が、既に、研究、実用化されている。しかし、このよう
な装置本体１の小型化、静粛化、ローコスト化を実現す
るに当たり、従来のスペーサーコロ６０を用いた画像形
成装置１では、下記のような問題があった。

【００１２】即ち、装置本体１は、前述の定着装置９を
始めとする各種の発熱源を内包しており、装置本体１の
小型化を試みると、装置本体１内が昇温し易くなる。更
に、前述のような、排気ファンを備えない装置本体１に
おいては、装置本体１内の昇温が顕著となる。

【００１３】一方、スペーサーコロ６０には、繰り返し
の圧縮応力が負荷される。このため、装置本体１を小型
化したり、排気ファンを省略した場合に、スペーサーコ
ロ６０には、高温条件下で、繰り返し圧縮応力が負荷さ
れる結果、図１に示すような現像ローラ４１端部に被嵌
して、用いた場合には、スペーサーコロ６０が圧延変形
されたり、摩耗し易いという問題があった。

【００１４】また、スペーサーコロ６０の外周側は、通
常、感光ドラム２０の感光層２２に押圧されるが、ここ
で、スペーサーコロ６０と感光層２２とは、繰り返し、
接触、剥離、摺擦し合うため、スペーサーコロ６０の外
周面は、帯電し易い環境にある。一方、感光ドラム２０
は、その感光層２２が短い方が、製造工程上でも、ま
た、コスト的にも好ましいために、図６に示すように、
画像形成にかかわらない端部領域に感光層２２を設けず
に、感光ドラム２０の基材２１を露出させるている。

【００１５】このため、スペーサーコロ６０表面が帯電
し、その電荷が感光ドラム２０の基材露出面２１ａに放
電されて電界放射電圧が発生する場合があった。そのた
め、スペーサーコロ６０と感光層２２との組み合わせに
よっては、電界放射電圧が装置本体１外部に放射される
のを防止するために、装置本体１のフレーム１ａを板金
で構成するなどの、電気的なシールドを施すことが必要
となり、装置本体１のフレーム１ａを樹脂で構成する上
で、妨げとなっていた。

【００１６】また、図７に示す、現像ローラ４１のフラ
ンジ部４１ａに配置されるスペーサーコロ６０を用いた
装置の場合には、その構成上、装置の長手方向の寸法短
縮が困難であり、小型化の妨げとなっていた。また、前
述の現像ローラ４１に被嵌可能なスペーサーコロ６０と
同様に、スペーサーコロ６０の外周面が帯電して、感光
ドラム２０の基材露出面４１ａに放電するような電界放
射電圧を発生するという問題があり、装置本体１の本体
フレーム１ａを樹脂で構成する上で妨げとなっていた。

【００１７】本発明は、上記事情に基づいてなされたも
ので、高温条件下でも、圧延変形や摩耗し難いスペーサ
ーコロ（空間保持部材）を実現して、装置本体の小型
化、静粛化、コスト化を実現する上での課題を解決する
ことを目的とする。

【００１８】また、本発明の第２の目的は、高温条件か
でも圧延変形・磨耗し難く、かつ、帯電し難いスペーサ
コロを実現することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】このため、本発明では、
現像装置における像担持体に対して、現像剤担持体が、
その円筒形状部との間に０．２ｍｍから０．５ｍｍの空
間を維持するために、２３℃から５５℃の範囲における
曲げ弾性率が略同一、即ち、２３℃から５５℃における
曲げ弾性率が変化しないか、変化したとしても１０％未
満でかつ２０００Ｍｐａ以上となる材質の絶縁材で構成
され、少なくともその一部が環状形状に形成され、前記
環状形状の部分の外周面の直径が、前記現像剤担持体の
円筒形状部の外周面の直径よりも大きく、かつ、前記現
像剤担持体の円筒形状部と略同軸にて、前記現像剤担持
体に被嵌されるように構成されていることを特徴とする
空間保持部材を提供する。

【００２０】この場合、前記絶縁材は、ポリフェニレン
サルファイドにて構成されていること、ポリフェニレン
サルファイド、チタン酸カリウムの複合材であること、
ポリフェニレンサルファイド、チタン酸カリウム、フッ
素の複合材であること、ポリフェニレンサルファイド、
カーボンの複合材であること、ポリフェニレンサルファ
イド、カーボン、フッ素の複合材であること、更には、
ポリフェニレンサルファイドを、少なくとも５０％以上
含む材質で構成されていることが好ましい。

【００２１】また、本発明では、現像剤供給室に配置し
た現像剤担持体を回転駆動し、その周面を像担持体周面
に転接して、前記現像剤担持体周面に担持した現像剤
を、前記像担持体周面の静電潜像に転移するように、前
記現像室、現像剤担持体、像担持体、帯電手段、クリー
ニング手段を含む現像部をカートリッジ本体に組み込ん
で、画像形成装置本体に着脱自在に装填するように構成
したプロセスカートリッジにおいて、前記現像剤担持体
の周面と前記像担持体の周面との隙間を一定に保持する
ための環状の空間保持部材を、前記現像剤担持体の両端
部に回転自在に被嵌せてなり、かつ、前記空間保持部材
の材質をポリフェニレンサルファイドにしたこと、チタ
ン酸カリウムを添加したポリフェニレンサルファイドに
したこと、カーボンを添加したポリフェニレンサルファ
イドにしたこと、更には、フッ素を添加したポリフェニ
レンサルファイドにしたことを特徴とする。

【００２２】なお、本発明の他の特徴は、以下に述べる
実施の形態において詳細に説明することになる。

【００２３】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）先ず、本発
明に係わる画像形成装置、および、これに用いるプロセ
スカートリッジの全体構成について説明し、続いて、現
像装置、および、これに用いる空間保持部材について説
明する。

【００２４】図２には、本発明に係わる画像形成装置
１、及び、プロセスカートリッジ２の概略が示されてい
る。この画像形成装置１は、プロセスカートリッジ２を
着脱自在に装着した、電子写真技術を利用したレーザー
プリンタである。ここで、プロセスカートリッジ２が画
像形成装置本体１に装着された時、プロセスカートリッ
ジ２の上側には、露光装置（レーザースキャナユニッ
ト）３が配置され、また、前記プロセスカートリッジ２
の奥側（図１において右側）には、画像形成対象となる
記録媒体（シート材）Ｐを収容したシートトレイ４が配
置されている。

【００２５】更に、前記画像形成装置本体１には、シー
ト材Ｐの搬送方向に沿って、給紙ローラー５、転写ガイ
ド６、転写用帯電ローラー７、搬送ガイド８、定着装置
９、排紙ローラー対１０、排紙トレイ１１などが、樹脂
製の装置本体フレーム１ａ上に配置されている。

【００２６】プロセスカートリッジ２は、図３、図４に
示すように、像担持体（感光ドラム）２０と、帯電装置
３０と、現像装置４０と、クリーニング装置５０との４
種のプロセス装置を一体的に収容している。感光ドラム
２０と帯電装置３０は、クリーニング装置５０のクリー
ニング枠体５１に取り付けられており、クリーニング枠
体５１の両端の側板部には、孔５１ａが設けられてい
る。

【００２７】現像装置４０は、その両端部付近に、結合
孔４８ａを穿った結合アーム４８を有する。孔２１ａと
結合孔４８ａとには、結合軸７０が貫通され、これによ
って、現像装置４０は、クリーニング枠体５１に回転自
在に取り付けられる。更に、現像装置４０とクリーニン
グ枠体５１との間には、付勢手段である圧縮バネ５４が
配置され、現像装置４０は、図４において時計方向回り
に付勢される。なお、プロセスカートリッジ２は、少な
くとも感光体２０と、現像装置４０とを備えていればよ
い。

【００２８】次に、画像形成の概略を説明する。プリン
トスタート信号に基づいて、感光体２０は、矢印Ｒ１の
方向に、所定の周速度（プロセススピード）をもって、
回転駆動される。感光体２０の外周面には、バイアス電
圧が印加された帯電装置３０が接触していて、その帯電
装置３０によって、感光体２０の外周面は、一様、均一
に帯電される。

【００２９】また、レーザースキャナユニット３から
は、目的の画像情報を時系列的に得るために、電気デジ
タル画素信号に対応して変調されたレーザー光Ｌが出力
され、プロセスカートリッジ１の上面の露光窓部５３か
ら、プロセスカートリッジ１内部に入光され、感光体２
０の外周面（感光層２２）を走査露光することで、感光
体２０の外周面（感光層）には、目的の画像情報に対応
した静電潜像が形成されて行く。この静電潜像は、現像
装置４０にある現像剤規制部材（現像ブレード）４３に
よって層厚が規制されて現像剤担持体（現像ローラ４
１）４２上に塗布された現像剤（トナー）Ｔによって、
トナー像として現像される。

【００３０】一方、レーザー光Ｌの出力するタイミング
と合わせて、給紙ローラ５が働き、これによって、シー
ト材Ｐが、シートトレイ４から給紙され、転写ガイド６
を経由して、感光ドラム２０と転写用帯ローラ７との間
の転写位置へ、所要のタイミングで供給される。この転
写位置において、トナー像は、感光ドラム２０からシー
ト材Ｐに順次、転写されて行く。

【００３１】トナー像が転写されたシート材Ｐは、感光
ドラム２０から分離されて、搬送ガイド８に沿って、定
着器９に搬送され、定着ローラ９ａと加圧ローラ９ｂと
のニップ部を通過するが、このニップ部で、加圧・加熱
定着処理が行われて、トナー像はシート材Ｐに定着され
る。次いで、トナー像の定着処理を受けたシート材Ｐ
は、排紙ローラ対１０まで搬送され、排紙トレイ１１に
排紙される。

【００３２】一方、転写後の感光体２０は、クリーニン
グ装置５０により、外周面上の残留トナーを除去され、
再び、帯電から始まる作像作業に供される。

【００３３】次に、図５を参照して、感光ドラム２０の
構成について説明する。感光ドラム２０は、アルミニウ
ム製の筒材の基材２１と、前記基材２１の外周面にコー
ティングされた感光層２２とで構成される。感光ドラム
２０には、その一端にドラムギア２３が固定され、その
他端にドラムフランジ２４が固定される。ドラムフラン
ジ２４には、接地板金２５が取り付けられている。この
接地板金２５は、その一部が基材２１に接触しており、
更には、ドラム軸２６と接地手段（図示せず）によっ
て、電気的に接地される。

【００３４】次に、図３を参照して、現像装置４０を説
明する。現像装置４０は、現像剤（トナー）Ｔを内包し
たトナー室４５と、現像剤供給室４４と、現像剤担持体
（現像ローラ）４１と、現像剤規制部材（現像ブレー
ド）４２とで構成される。現像ローラ４１は、アルミニ
ウム製筒材にカーボンコート（図示せず）を施したもの
であり、一端側にスリーブギア４７を取り付け、また、
現像装置枠体４６に対して回転自在に保持される。

【００３５】この現像ローラ４１の両端部には、スペー
サーコロ（空間保持部材）６０が回転自在に被嵌され
る。現像ローラ４１の内部には複数の磁極を有するマグ
ネットローラ４３が配置され、このマグネットローラ４
３は現像装置枠体４６に対して回転不能に保持される。
一方、現像ブレード４２は、その一端側が上述の現像ロ
ーラ４１の外周面に押圧されるように、現像装置枠体４
６に固定されている。

【００３６】現像ローラ４１の両端に回転自在に取り付
けられるスペーサーコロ６０は、ポリフェニレンサルフ
ァイド（ＰＰＳ）にて構成されており、図１に示すよう
に、感光ドラム２０と当接する当接部６１と、現像ロー
ラ４１の端面に突き当たって現像ローラ４１に対するス
ラスト方向の位置を規制するための位置規制部６２とを
具備している。特に、この実施の形態におけるスペーサ
ーコロ６０は、薄肉成形体であり、当接部６１の肉厚
は、例えば、０．２ｍｍから０．５ｍｍ、この実施の形
態では、約０．３ｍｍとなっている。

【００３７】このようなプロセスカートリッジ２の状態
において、現像ローラ４１は、圧縮バネ５４の作用で、
感光ドラム２０方向に押圧されるが、この際に、スペー
サーコロ６０の当接部６１が、現像ローラ４１と感光ド
ラム２０との間に挟み込まれ、現像ローラ４１と感光ド
ラム２０との空間を、安定した所定値に維持する。そし
て、ここでは、スペーサーコロ６０の当接部６１が感光
ドラム２０の感光層２２に当接する。また、スリーブギ
ア４７とドラムギア２３とは、互いにかみ合い、伝動ギ
ア列を形成する。

【００３８】画像形成装置の稼動時には、駆動ギア手段
（図示せず）によって、感光ドラム２０は、ｋ１の方向
に回転駆動され、現像ローラ４１は、ギア列によって、
ｋ２の方向に回転駆動されるが、この際、スペーサーコ
ロ６０は、感光ドラム２０の、ｋ１の方向の回転と、現
像ローラ４１の、ｋ２の方向の回転に伴って、ｋ２の方
向に回転する。一方、画像形成装置の稼動時には、定着
装置９、レーザースキャナユニット３、コントローラ
（図示せず）などが発熱するが、この熱は、装置本体１
内部に蓄熱される。このため、スペーサーコロ６０の当
接部６１には、高温条件下（この実施の形態における画
像形成装置では、４０℃〜５０℃）で、繰り返し、圧縮
応力が印加されるが、本発明のＰＰＳ製のスペーサーコ
ロ６０では、従来のポリアセタール（ＰＯＭ）のスペー
サーコロに比べて、下記のように、耐圧延性・耐摩耗性
を大幅に向上させている。

【００３９】表１は、耐久性についての実験例を示すも
ので、この実施の形態の画像形成装置１にて、レター紙
を２，５００枚、印刷した際の、ＰＰＳ製のスペーサー
コロ６０とＰＯＭ製のスペーサーコロ６０との、変形の
有無と、その当接部６１の肉厚の変化量を記載したもの
である。この表１にあるように、従来のＰＯＭ製のスペ
ーサーコロ６０では５．５μｍの肉厚の変化に加えて、
変形が認められたが、本発明のＰＰＳ製のスペーサーコ
ロ６０では、肉厚の変化量が１．５μｍに留められ、変
形も認められない。

【００４０】

【表１】また、表２は、本発明のプロセスカートリッジ２を、４
５℃の環境下で、レター紙を１０，０００枚、印刷する
際、相当の時間、単独稼動した場合の、ＰＰＳ製のスペ
ーサーコロ６０の変形の有無と、その当接部６１の肉厚
の変化量とを記載したものであるが、ここでも、ＰＰＳ
製のスペーサーコロ６０の変形は認められず、当接部６
１の肉厚の変化量も３．２μｍに留められている。

【００４１】

【表２】次に、ＰＯＭで形成したスペーサーコロと、ＰＰＳで形
成したスペーサーコロとの肉厚の変化量を計算した結果
について説明する。図８は、ＰＯＭ材の温度と見かけ弾
性率の関係を模式化したグラフ、図９は、ＰＰＳ材の温
度と見かけ弾性率の関係を模式化したグラフである。ま
た、表３は、スペーサーコロ６０がクリープ変形するも
のとみなして、ヘルツ面圧の式と、常温（２３℃）での
弾性率を３５℃環境に補正した見かけ弾性率とを用い、
３５℃の環境下で、本発明の画像形成装置１で、レター
紙を４８，０００枚、印刷した際の、肉厚の変化量を計
算した結果を示したものである。

【００４２】表３に記載するように、理論上も、従来の
ＰＯＭ製のスペーサーコロ６０では４．２μｍの肉厚の
変化量が計算されるのに対して、ＰＰＳ製のスペーサー
コロ６０では、肉厚の変化量の計算値が２．７μｍに留
められる。

【００４３】

【表３】なお、この実施例では、ＰＰＳで形成されたスペーサー
コロを示したが、本発明では、これに限定されるもので
はなく、弾性率の温度依存性が低い材質、具体的には、
常温から５５℃の範囲での見かけ弾性率が略同一となる
材料で、かつ、前記温度範囲における初期の弾性率が２
０００ＭＰａ以上で、かつ、絶縁性の材料で形成された
スペーサーコロであればよい。

【００４４】（第２の実施の形態）以下に、本発明の第
２の実施の形態について説明する。この実施の形態に係
わるプロセスカートリッジ２は、先述の実施の形態と同
様に、感光ドラム２０と、帯電装置３０と、現像装置４
０と、クリーニング装置５０との４種のプロセス装置を
一体的に収容しており、現像装置４０は、クリーニング
枠体５１に回転自在に取り付けられ、更に、現像装置４
０とクリーニング枠体５１との間に配置された圧縮バネ
５４の作用によって、図４の時計方向回りに付勢されて
いる。

【００４５】感光ドラム２０は、アルミニウム製の筒材
の基材２１と、基材２１の外周面にコーティングされた
感光層２２とで構成される。感光層２２は、ポリビニル
カルバゾール、オキサジアゾール、フタロシアニンなど
の有機光導電材料を用いた電荷発生層２２ａと、ポリカ
ーボネートをバインダーとして用いた電荷輸送層２２ｂ
とを積層したものである。

【００４６】この実施の形態において、感光層２２は、
図６のように、画像形成領域とスペーサーコロ６０の当
接部とを含む領域にのみ施され、感光ドラム２０の両端
部には、基材の露出部２０ａがある。なお、感光ドラム
２０には、先述の実施の形態と同様に、その一端にドラ
ムギア２３が固定され、また、その他端にドラムフラン
ジ２４が固定される。ドラムフランジ２４には、接地板
金２５が取り付けられており、その接地板金２５は、一
部が基材２１とドラム軸２６とに接触しており、更に
は、画像形成装置１に設けられた接地手段（図示せず）
によって、電気的に接地される。

【００４７】また、スペーサーコロ６０は、ポリフェニ
レンサルファイド（ＰＰＳ）にチタン酸カリウムとフッ
素とを、それぞれ１０〜２０％添加した材料にて構成さ
れていて、図１のように、当接部６１と位置規制部６２
とを有する環状体である。

【００４８】ここで示すように、感光ドラム２０の端部
に基材露出部２０ａが設けられている画像形成装置にお
いては、スペーサーコロ６０の当接部６１が感光ドラム
２０の感光層２２の電荷輸送層２２ｂに当接、摺擦する
ことで、スペーサーコロ６０の当接部６１の表面が帯電
し、更に、その電荷が、感光ドラム２０の基材露光面２
１ａに向けて縁面放電されて電界放射電圧が生ずる場合
がある。

【００４９】そこで、この実施の形態では、スペーサー
コロ６０の当接部６１から基材露光面２１ａまでの距離
が２．０ｍｍから２．５ｍｍ程度となっており、実験的
に約５６０ＭＨｚを中心とした周波数帯の電界放射電圧
を発生する可能性があるので、スペーサーコロ６０を、
ＰＰＳにチタン酸カリウムとフッ素とを添加した材料で
構成することで、摩擦帯電による表面電位の上昇を抑え
て放電しにくくすることで電界放射電圧値を抑制するの
である。

【００５０】具体的には、表４に示すように、５６０Ｍ
Ｈｚ近傍の電界放射電圧のピーク値が、ＰＰＳで形成し
たスペーサーコロ６０の場合には、約４８ｄＢｕＶ／ｍ
となるのに対して、ＰＰＳにチタン酸カリウムとフッ素
とを添加した材料で形成したスペーサーコロ６０の場合
には、約３３ｄＢｕＶ／ｍに抑制される。なお、ＰＰＳ
で形成したスペーサーコロの場合であっても、フレーム
を金属で形成した画像形成装置１に用いた場合には、図
１１のように、電界放射電圧は測定限界値以下（背景ノ
イズ値の２０ｄＢｕＶ／ｍ以下）となる。

【００５１】

【表４】この実施例の、ＰＰＳにチタン酸カリウムとフッ素とを
添加した材料で構成されたスペーサーコロ６０が用いら
れたプロセスカートリッジ２について、４５℃の環境下
で、レター紙を１０，０００枚、印刷するに足る相当の
時間、単独稼動した場合、表５に示すように、スペーサ
ーコロ６０の変形は認められず、また、肉厚の変化量も
０．８μｍに留められる。

【００５２】

【表５】（第３の実施の形態）以下に、本発明の第３の実施の形
態に係わる、スペーサーコロについて説明する。この実
施の形態では、プロセスカートリッジが、先述の第１及
び第２の実施の形態と同様に、感光ドラム２０と、帯電
装置３０と、現像装置４０と、クリーニング装置５０と
の４種のプロセス装置を一体的に収容しており、現像装
置４０は、クリーニング枠体２１ａに回転自在に取り付
けられ、更に、現像装置４０とクリーニング枠体５１ａ
との間に配置された圧縮バネ５４の作用によって、図４
の時計方向回りに付勢されている。

【００５３】感光ドラム２０は、第２の実施の形態と同
様に、図６のように、画像形成領域とスペーサーコロ６
０の当接部を含む領域にのみに施されている。一方、こ
こでは、スペーサーコロ６０が、ポリフェニレンサルフ
ァイド（ＰＰＳ）にカーボンを１０％以下、フッ素を２
５％以下添加した材料にて構成されている。なお、カー
ボンの添加量は、素材の体積抵抗が１０¹⁰Ω・ｃｍ以下
にならないように調合するのが好ましい。

【００５４】ここでも、第２の実施の形態と同様に、ス
ペーサーコロ６０の当接部６１から基材露光面２１ａま
での距離が２．０ｍｍから２．５ｍｍ程度となってお
り、スペーサーコロ６０の当接部６１が帯電して、この
電荷が基材露光面２１ａに放電された場合には、約５６
０ＭＨｚを中心とした周波数帯の電界放射電圧を発生す
る可能性がある。従って、ここでは、スペーサーコロ６
０を、ＰＰＳにカーボンとフッ素とを添加した材料で構
成することにより、スペーサーコロ６０の当接部６１の
表面電位の上昇を抑えることで放電を起こしにくくし、
電界放射電圧値を抑制可能としている。

【００５５】具体的な効果は、表４と図１０に示すよう
に、５６０ＭＨｚ近傍の電界放射電圧のピーク値が、Ｐ
ＰＳで形成したスペーサーコロ６０の場合の、約４８ｄ
ＢｕＶ／ｍに対して、ＰＰＳにカーボンとフッ素とを添
加した材料で形成したスペーサーコロ６０の場合には、
約３５ｄＢｕＶ／ｍに抑制される。

【００５６】また、表５に示すように、プロセスカート
リッジ２を、４５℃の環境下で、レター紙を１０，００
０枚、印刷するのに相当の時間、単独に稼動した場合で
も、ＰＰＳにカーボンとフッ素とを添加した材料で構成
したスペーサーコロ６０の変形が認められず、当接部６
１の肉厚の変化量も１．４μｍに留められている。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、現像
装置における像担持体に対して、現像剤担持体が、その
円筒形状部との間に０．２ｍｍから０．５ｍｍの空間を
維持するために、２３℃から５５℃の範囲における曲げ
弾性率が略同一でかつ２０００Ｍｐａ以上となる材質の
絶縁材で構成され、少なくともその一部が環状形状に形
成され、前記環状形状の部分の外周面の直径が、前記現
像剤担持体の円筒形状部の外周面の直径よりも大きく、
かつ、前記現像剤担持体の円筒形状部と略同軸にて、前
記現像剤担持体に被嵌されるように構成されている空間
保持部材を提供することで、比較的高温の環境下でも圧
延変形・摩耗を起こし難い空間保持部材を実現してお
り、その効果として、画像形成装置本体の小型化、静粛
化、ローコスト化を可能としている。

【００５８】また、本発明では、像形成装置において、
前記像担持体と前記現像剤担持体との間の空間を所定値
に維持する手段として、ポリフェニレンサルファイドに
チタン酸カリウムとフッ素とを添加した材料にて構成さ
れて、前記現像剤担持体の両側端部領域に回転自在に被
嵌可能な空間保持部材を提供することで、比較的高温の
環境下でも圧延変形・摩耗を起こし難く、更には、電気
放射電圧の発生し難い空間保持部材を実現しており、そ
の効果は、上述の発明の効果に加えて、装置本体の本体
フレームを樹脂で形成することも可能としている。

【００５９】同様に、本発明では、前記画像形成装置
の、前記像担持体と前記現像剤担持体との間の空間を所
定値に維持する手段として、ポリフェニレンサルファイ
ドにカーボンとフッ素とを添加した材料にて構成され
て、前記現像剤担持体の両側端部領域に回転自在に被嵌
可能な空間保持部材を提供することで、上述のような効
果を得ることができる。

【００６０】なお、本発明は、前記現像剤担持体の両側
端部領域に回転自在に被嵌可能な空間保持部材に限定さ
れるものでなく、例えば、図７のような、現像剤担持体
のフランジ部に取り付け可能なスペーサーコロとして構
成されても構わない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる空間保持部材の形態を示す斜視
図である。

【図２】同じく、本発明に係わる画像形成装置を示す断
面図である。

【図３】同じく、プロセスカートリッジを示す断面図で
ある。

【図４】同じく、プロセスカートリッジを示す側面図で
ある。

【図５】本発明の第１の実施の形態を示す像担持体と現
像剤担持体との断面図である。

【図６】同じく、第２の実施の形態を示す像担持体と現
像剤担持体との断面図である。

【図７】その他の形態の空間保持部材を用いた現像剤担
持体を示す断面図である。

【図８】ポリアセタールの温度と見かけ弾性率の関係を
模式化したグラフである。

【図９】ポリフェニレンサルファイドの温度と見かけ弾
性率の関係を模式化したグラフである。

【符号の説明】

１画像形成装置（装置本体）１ａ本体フレーム２プロセスカートリッジ３露光装置（レーザースキャナユニット）４シートトレイ５給紙ローラ６転写ガイド７転写用帯電ローラ８搬送ガイド９定着器９ａ定着ローラ９ｂ加圧ローラ対１０排紙ローラ１１排紙トレイ２０感光ドラム２１基材２１ａ基材露出部２２感光層２２ａ電荷発生層２２ｂ電荷輸送層２３ドラムギア２４ドラムフランジ２５接地板金２６ドラム軸３０帯電装置４０現像装置４１現像剤担持体（現像ローラ）４１ａフランジ部４２現像剤規制部材（現像ブレード）４３マグネットローラ４４現像剤供給室４５トナー室４６現像装置枠体４７スリーブギア４８結合アーム４８ａ結合孔５０クリーニング装置５１クリーニング枠体５１ａ孔５３露光窓部５４圧縮バネ６０空間保持部材（スペーサーコロ）６１当接部６２位置規制部７０結合軸、Ｌレーザ光Ｐ記録媒体（シート材）Ｔ現像剤（トナー）

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１０年２月１３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項３

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項６

【補正方法】変更

【補正内容】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者野村義矢東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも像担持体と、その主要部が円
筒形状である現像剤担持体とを有するが画像形成装置に
おいて、前記像担持体と前記現像剤担持体の前記円筒形
状部との間に０．２ｍｍから０．５ｍｍの空間を維持す
るための空間保持部材で、前記空間保持部材が；２３℃
から５５℃の範囲における曲げ弾性率が略同一でかつ２
０００Ｍｐａ以上となる樹脂で形成されて、少なくとも
その一部が環状形状を形成し、かつ、前記環状形状の外
周面の直径が、前記現像剤担持体の前記円筒形状部の直
径よりも大きく、かつ、前記現像剤担持体の前記
円筒形状部と略同軸に前記現像剤担持体に被嵌可能であ
ることを特徴とする、空間保持部材。
【請求項２】請求項１に記載の空間保持部材で、前記
空間保持部材を形成する樹脂が；ポリフェニレンサルフ
ァイドにて構成されていることを特徴とする、空間保持
部材。
【請求項３】少なくとも像担持体と、その主要部が円
筒形状である現像剤担持体とを有するが画像形成装置に
おいて、前記像担持体と前記現像剤担持体の前記円筒形
状部との間に０．２ｍｍから０．５ｍｍの空間を維持す
るための空間保持部材で、前記空間保持部材が；２３℃
から５５℃の範囲における曲げ弾性率が略同一でかつ２
０００Ｍｐａ以上であり、かつ、帯電防止性の、樹脂で
形成されて、少なくともその一部が環状形状を形成し、
かつ、前記環状形状の外周の直径が、前記現像剤担持体
の前記円筒形状部の直径よりも大きく、かつ、前記現像
剤担持体の前記円筒形状部と略同軸に前記現像剤担持体
に被嵌可能であることを特徴とする、前記空間保持部
材。
【請求項４】請求項３に記載の空間保持部材で、前記
空間保持部材を形成する材質が；ポリフェニレンサルフ
ァイドとチタン酸カリウムとフッ素の混練材であること
を特徴とする、前記空間保持部材。
【請求項５】請求項３に記載の空間保持部材で、前記
空間保持部材を形成する材質が；ポリフェニレンサルフ
ァイドとカーボンとフッ素の混練材であることを特徴と
する、前記空間保持部材。
【請求項６】少なくとも像担持体と、その主要部が円
筒形状である現像剤担持体とを有するが画像形成装置に
おいて、前記像担持体と前記現像剤担持体の前記円筒形
状部との間に０．２ｍｍから０．５ｍｍの空間を維持す
るための空間保持部材で、前記空間保持部材が；ポリフ
ェニレンサルファイドを少なくとも５０％以上含む材質
で形成されて、少なくともその一部が環状形状を形成
し、かつ、前記環状形状の外周面の直径が、前記現像剤
担持体の前記円筒形状部の直径よりも大きく、かつ、前
記現像剤担持体の前記円筒形状部と略同軸に前記現像剤
担持体に被嵌可能であることを特徴とする、前記空間保
持部材。
【請求項７】少なくとも枠体と、その主要部が円筒形
状である現像剤担持体と、前記現像剤担持体に当接可能
な現像剤規制部材と、で構成されて像担持体に作用可能
な現像装置において、前記現像装置が、２０℃から５５
℃の範囲における曲げ弾性率の変化が１０パーセント未
満でかつ２０００Ｍｐａ以上となる樹脂で形成され、か
つ、少なくともその一部が環状形状を形成し、かつ、前
記環状形状の外周面の直径が、前記現像剤担持体の前記
円筒形状部の直径よりも大きい、空間保持部材を、前記
現像剤担持体の両端部領域において、前記現像剤担持体
の前記円筒形状部と略同軸に、かつ、回転自在に有する
ことを特徴とする前記現像装置。
【請求項８】請求項７に記載の現像装置で；前記空間
保持部材を形成する前記樹脂がポリフェニレンサルファ
イドであることをを特徴とする、前記現像装置。
【請求項９】少なくとも枠体と、その主要部が円筒形
状である現像剤担持体と、前記現像剤担持体に当接可能
な現像剤規制部材と、で構成されて像担持体に作用可能
な現像装置において、前記現像装置が、２０℃から５５
℃の範囲における曲げ弾性率の変化が１０パーセント未
満でかつ２０００Ｍｐａ以上となり、かつ、帯電防止性
の樹脂で形成され、かつ、少なくともその一部が環状形
状を形成し、かつ、前記環状形状の外周面の直径が、前
記現像剤担持体の前記円筒形状部の直径よりも大きい、
空間保持部材を、前記現像剤担持体の両端部領域におい
て、前記現像剤担持体の前記円筒形状部と略同軸に、か
つ、回転自在に有することを特徴とする前記現像装置。
【請求項１０】請求項９に記載の現像剤装置におい
て、前記空間保持部材を形成する前記樹脂がポリフェニ
レンサルファイドとチタン酸カリウムとフッ素とを含む
混練材であることを特徴とする、前記現像装置。
【請求項１１】請求項９に記載の現像剤装置におい
て、前記空間保持部材を形成する前記樹脂が、ポリフェ
ニレンサルファイドとカーボンとフッ素を含む混練材で
あることを特徴とする、前記現像装置。
【請求項１２】少なくとも枠体と、その主要部が円筒
形状である現像剤担持体と、前記現像剤担持体に当接可
能な現像剤規制部材と、で構成されて像担持体に作用可
能な現像装置において、前記現像装置が、ポリフェニレ
ンサルファイドを、少なくとも５０％以上含む材料で形
成され、かつ、少なくともその一部が環状形状を形成
し、かつ、前記環状形状の外周面の直径が、前記現像剤
担持体の前記円筒形状部の直径よりも大きい、空間保持
部材を、前記現像剤担持体の両端部領域において、前記現像剤担持体の前記円筒形状部と略同軸に、かつ、
回転自在に有することを特徴とする前記現像装置。
【請求項１３】現像剤供給室に配置した現像剤担持体
を回転駆動し、その周面を像担持体周面に転接して、前
記現像剤担持体周面に担持した現像剤を、前記像担持体
周面の静電潜像に転移するように、前記現像室、現像剤
担持体、像担持体、帯電手段、クリーニング手段を含む
現像部をカートリッジ本体に組み込んで、画像形成装置
本体に着脱自在に装填するように構成したプロセスカー
トリッジにおいて、前記現像剤担持体の周面と前記像担
持体の周面との隙間を一定に保持するための空間保持部
材として、２３℃から５５℃の範囲における曲げ弾性率
が略同一でかつ２０００Ｍｐａ以上となる樹脂で形成さ
れて、少なくともその一部が環状形状を形成し、かつ、
前記環状形状の外周面の直径が、前記現像剤担持体の前
記円筒形状部の直径よりも大きい空間保持部材を、前記
現像剤担持体の両端部に回転自在に被嵌せてたことを特
徴とする、前記プロセスカートリッジ。
【請求項１４】請求項１３に記載のプロセスカートリ
ッジにおいて、前記空間保持部材を形成する前記樹脂を
ポリフェニレンサルファイドにしたことを特徴とする、
前記プロセスカートリッジ。
【請求項１５】現像剤供給室に配置した現像剤担持体
を回転駆動し、その周面を像担持体周面に転接して、前
記現像剤担持体周面に担持した現像剤を、前記像担持体
周面の静電潜像に転移するように、前記現像室、現像剤
担持体、像担持体、帯電手段、クリーニング手段を含む
現像部をカートリッジ本体に組み込んで、画像形成装置
本体に着脱自在に装填するように構成したプロセスカー
トリッジにおいて、前記現像剤担持体の周面と前記像担
持体の周面との隙間を一定に保持するための環状の空間
保持部材として、２３℃から５５℃の範囲における曲げ
弾性率が略同一でかつ２０００Ｍｐａ以上となり、帯電
防止性を有する樹脂で形成されて、少なくともその一部
が環状形状を形成し、かつ、前記環状形状の外周面の直
径が、前記現像剤担持体の前記円筒形状部の直径よりも
大きい空間保持部材を、前記現像剤担持体の両端部に回
転自在に被嵌せてたことを特徴とする、前記プロセスカ
ートリッジ。
【請求項１６】請求項１５に記載のプロセスカートリ
ッジで、前記空間保持部材を形成する前記樹脂を、チタ
ン酸カリウムを添加したポリフェニレンサルファイドに
チタン酸カリウムとフッ素とを混練した樹脂としたこと
を特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１７】請求項１５に記載のプロセスカートリ
ッジで、前記空間保持部材を形成する前記樹脂を、チタ
ン酸カリウムを添加したポリフェニレンサルファイドに
カーボンとフッ素とを混練した樹脂としたことを特徴と
するプロセスカートリッジ。
【請求項１８】前記空間保持部材は、前記像担持体の
周面と当接する当接部の幅が６ｍｍ以下であり、かつ、
その厚みが０．２ｍｍから０．５ｍｍであることを特徴
とする、請求項１３〜１７の何れかに記載のプロセスカ
ートリッジ。