JP3365700B2 - 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、像担持体に形成された
トナー像を、該担持体に向けて搬送された転写紙に転写
して記録画像を得る画像形成装置であって、前記像担持
体を含む作像要素の少なくとも１つをユニットケースに
組付けて作像ユニットを構成すると共に、該作像ユニッ
トを画像形成装置本体に着脱可能に装着して成る画像形
成装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】複写機、プリンタ、ファクシミリ又はそ
の複合機などの従来の画像形成装置においては、転写紙
を像担持体に向けて正しく搬送できるように、転写紙を
案内するガイド部を画像形成装置本体に設けている。と
ころが、この構成によると転写紙を案内する専用のガイ
ド部を画像形成装置本体に複数設けなければならないた
め、画像形成装置全体の部品点数が増大し、そのコスト
が上昇する欠点を免れない。 【０００３】そこで、作像ユニットのユニットケース下
部を、転写紙を案内するガイド部として構成することが
考えられる。このようにすれば、画像形成装置の部品点
数の減少と、そのコストの低減を達成することができ
る。 【０００４】ところが、上述のようにユニットケースの
下部によって転写紙のガイド部を構成すると、作像ユニ
ットを画像形成装置本体から取り出し、これを床面等の
載置面上に置いたとき、そのユニットケースの下部は載
置面上に接するので、その下部により構成された転写紙
のガイド部が載置面に接触することになる。このため、
そのガイド部に載置面上の異物が付着したり、その異物
によってガイド部が傷つけられることがある。かかる作
像ユニットをそのまま画像形成装置本体に装着して使用
すれば、そのユニットケース下部のガイド部に付着した
異物が転写紙に付着して転写紙を汚してしまったり、ガ
イド部に傷がついているときは、これが転写紙の案内機
能を果たせなくなるおそれがある。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した新
規な認識に基づきなされたものであって、その目的とす
るところは、作像ユニットのユニットケース下部に転写
紙の案内機能を持たせて画像形成装置全体の部品点数を
減少させ、かつその作像ユニットを載置面上に置いたと
きも、そのユニットケース下部により構成された転写紙
のガイド部に異物が付着したり、そのガイド部が異物に
よって傷つけられる不具合を阻止できる冒頭に記載した
形式の画像形成装置を提供することにある。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、冒頭に記載した形式の画像形成装置におい
て、画像形成装置本体に装着された作像ユニットのユニ
ットケース下部が、搬送される転写紙のガイド部を構成
するように、当該作像ユニットのユニットケースを位置
決めし、かつ転写紙が通過する通紙幅範囲の両外方のユ
ニットケース下部の部分に、ユニットケースの底壁から
の突出高さが転写紙のガイド部の当該突出高さよりも高
くなった突部を設け、該ガイド部が、ユニットケースの
底壁に突設されていて、かつ転写紙の搬送方向に沿って
延びる複数のガイドリブによって構成され、該ガイドリ
ブのユニットケースの底壁からの突出高さは、当該ガイ
ドリブの転写紙搬送方向上流側部から下流側部へ向けて
漸次低くなるように設定され、該転写紙搬送方向上流側
部は、その自由端縁が丸みをもった状態でユニットケー
スの底壁から突出し、転写紙搬送方向上流側の突部と転
写紙搬送方向下流側の突部の間の中間部分は、これらの
突部よりもユニットケースの底壁の側に窪んだ凹部とし
て形成され、かつ該両突部と前記中間部分は、前記ガイ
ドリブに対してほぼ平行に延び、前記ユニットケース
を、その外部から、転写紙搬送方向に対して直交する方
向に見たとき、前記ガイドリブが、前記突部と前記中間
部分とによって覆われるように、当該ガイドリブと突部
と中間部分のユニットケースの底壁からの突出高さが設
定されていることを特徴とする画像形成装置を提案す
る。 【０００７】 【０００８】 【実施例】以下、本発明の実施例を図面に従って詳細に
説明する。 【０００９】図１は、図示していない画像形成装置本体
に装着された作像ユニット１の垂直断面図であり、図２
はその作像ユニットの外観斜視図である。この作像ユニ
ット１は、画像形成装置本体に着脱可能に装着され、本
例では作像ユニット１を図２に矢印Ａで示す方向に画像
形成装置本体に対して押し込むことによって、その作像
ユニット１を図１に示した画像形成装置本体内の所定の
位置に装填セットし、矢印Ａと反対方向に作像ユニット
を引き出すことによって、その作像ユニット１を画像形
成装置本体から取り出すことができる。画像形成装置
は、例えば複写機、プリンタ、ファクシミリ又はその複
合機などとして構成される。 【００１０】図１及び図２に示すように、作像ユニット
１は、ユニットケース２と、これに組込まれた後述する
各種の作像要素を有し、図に一例として示したユニット
ケース２は、ケース本体３と、その上部に取付けられた
ケースカバー４と、後述する現像装置の上壁を構成する
現像ケースカバー５と、同じく後述するトナー搬送路の
上壁及び現像装置の上壁の一部を構成する上カバー６と
を有していて、ケースカバー４、現像ケースカバー５、
及び上カバー６は、ケース本体３に対してスナップフィ
ット（所謂パッチン止め）によって着脱自在に係止され
ている。現像ケースカバー５に形成された開口１０２
（図２）は、図２には示していない剤カートリッジ８１
（図１）によって閉鎖されている。 【００１１】図３は、図１及び図２に示したケースカバ
ー４、現像ケースカバー５、及び上カバー６をケース本
体３から外したときの様子を示す外観斜視図であり、図
４は同じ状態での部分断面平面図である。 【００１２】ユニットケース２には、その内部に像担持
体の一例であるドラム状の感光体７と、帯電装置の一例
である帯電ローラ８がそれぞれ回転自在に組付けられ、
帯電ローラ８は感光体７に対して平行に延びている。図
３においては、帯電ローラ８を感光体７から離間した状
態で示してある。 【００１３】画像形成動作時に、感光体７は図示してい
ない駆動装置によって図１における時計方向に回転駆動
され、このとき、画像形成装置本体に支持された図示し
ていない除電装置からの除電光Ｌ１が、ケースカバー４
に形成された開口３４を通してユニットケース２内に入
射し、感光体７の表面を照射する。これにより、感光体
７は、その表面電位が例えば０乃至−１５０Ｖの基準電
位に平均化される。一方、帯電ローラ８は、感光体７の
表面に圧接し、その感光体７の回転によって従動回転し
ながら、感光体７を、その表面電位が例えば−１１００
Ｖ前後となるように一様に帯電する。このとき、帯電ロ
ーラ８には、図示していない電源によって所定の電圧が
印加される。 【００１４】上述のように所定の極性に帯電された感光
体７の表面部分には、露光部９において、光変調された
レーザ光Ｌ２が照射される。このレーザ光Ｌ２は、画像
形成装置本体に支持された図示していない露光光学系か
ら出射し、ケースカバー４に形成された開口３５を通し
てユニットケース２に入射する。かかる露光によって、
感光体７上に所定の静電潜像が形成される。例えば、レ
ーザ光Ｌ２の照射された感光体部分（画像部）は、その
表面電位が０乃至−２９０Ｖとなり、レーザ光Ｌ２の照
射されない感光体部分（地肌部）の表面電位は、前述の
−１１００Ｖ前後をほぼ維持する。図示していない原稿
を照明し、その反射光像を感光体７に結像して静電潜像
を形成することもできる。 【００１５】一方、ユニットケース２には、図１及び図
４に示したように現像装置１０の現像スリーブ１１（図
３には示さず）が回転自在に支持され、このスリーブ１
１は画像形成動作時に図１における反時計方向に回転駆
動される。また、ユニットケース２におけるケース本体
３の一部と、その上部を覆う前述の現像ケースカバー５
とによって現像装置１０の現像ケース１２が構成され、
その内部に現像剤室９０が区画されている。かかる現像
ケース１２の現像剤室９０には、トナーとキャリアを有
する粉体状の二成分系現像剤１０１（図１）が収容さ
れ、現像スリーブ１１の内部には、全体を符号１３で示
した複数の磁石が不動に配置されている。 【００１６】現像スリーブ１１が前述のように回転する
ことによって、現像ケース１２内の現像剤１０１は、磁
石１３の磁力で現像スリーブ１１上に担持されつつ搬送
され、ドクタブレード１４より成る剤規制部材によっ
て、搬送される現像剤の量が規制される。規制後の現像
剤は、現像スリーブ１１と感光体７との間の現像領域へ
運ばれ、このとき、現像スリーブ１１には例えば−８０
０Ｖ前後の現像バイアス電圧が印加されているため、現
像領域に搬送された現像剤中のトナーが、感光体７上の
画像部に静電的に移行して付着し、感光体７上に所定の
トナー像が形成される。感光体７に形成された静電潜像
がトナー像として可視像化されるのである。 【００１７】一方、画像形成装置本体には、図１に示す
ように、転写装置の一例である転写ローラ１５が感光体
７に対向して回転自在に支持されている。また画像形成
装置本体側には図示していない給紙装置が設けられ、こ
の給紙装置から転写紙１００が図１に矢印Ｂで示すよう
に感光体７と転写ローラ１５との間の転写部２２へ向け
て搬送される。かかる転写紙１００は、その先端と感光
体７上に形成されたトナー像の先端とが合致した状態
で、感光体７と転写ローラ１５との間の転写部２２を通
過する。このとき、転写ローラ１５は、転写紙１００を
介して感光体７に当接しながら図１における反時計方向
に回転し、しかもこの転写ローラ１５には転写バイアス
電圧が印加されているので、感光体７上のトナー像が転
写紙１００に転写される。 【００１８】感光体７を離れた転写紙１００は、図１に
矢印Ｂ１で示したように、図示していない定着装置へと
搬送され、ここで熱と圧力の作用により、トナー像が転
写紙１００上に融着されて定着される。転写紙１００の
搬送方向における転写部２２の下流側には、画像形成装
置本体に支持された除電針１６が配置されている。この
除電針１６は、感光体７と平行に延びる薄い金属板より
成り、感光体７を向いた側の除電針１６の部分は鋸歯状
に形成され、その各歯の先端は鋭角にとがっている。か
かる除電針１６には、図示していない電源により電圧が
印加され、これによって転写紙１００を除電し、転写紙
１００を感光体７から分離しやすくしている。 【００１９】トナー像転写後に感光体７上に付着してい
る残留トナーは、図１に示したクリーニング装置１７の
クリーニングブレード１８によって感光体７の表面から
掻き落される。このようにして感光体７の表面が清掃さ
れ、再び次の画像形成動作に移る。クリーニング装置１
７は、ユニットケース２におけるケース本体３の一部に
よって構成されたクリーニングケース１９を有し、クリ
ーニングブレード１８によって掻き取られたトナーは、
クリーニングケース１９内に配置されたトナー搬送部材
２０の回転によってクリーニング装置１７外に排出さ
れ、後述するように現像装置１０において再使用され
る。トナー搬送部材２０は、例えばトナー搬送スクリュ
ー又はトナー搬送コイルなどの適宜な形態で構成され
る。クリーニングブレード１８は、感光体７の表面を清
掃するクリーニング部材の一例をなすものであって、後
に説明するように、ケース本体３に固定保持されてい
る。 【００２０】以上のように、図示した画像形成装置は、
感光体７より成る像担持体に形成されたトナー像を、そ
の像担持体に向けて搬送された転写紙１００に転写して
記録画像を得るように構成されており、また画像形成装
置本体に着脱可能に装着された作像ユニットは、上述の
像担持体を含む作像要素の少なくとも１つをユニットケ
ースに組付けたものであって、図示した例では感光体
７、帯電ローラ８、現像装置１０及びクリーニング装置
１７の各構成要素がユニットケース２に組付けられて作
像ユニット１が構成されている。 【００２１】ところで、先にも説明したように、転写紙
１００を感光体７へ向けて正しく搬送するには、その転
写紙１００を案内するガイド部を設ける必要がある。こ
のため、図１に示した画像形成装置においては、転写部
２２へ搬送される転写紙１００を案内する上下のガイド
部２３，２４が設けられている。下側のガイド部２４
は、画像形成装置本体に固定されたガイド部材によって
構成され、このガイド部材は、転写部２２を離れた転写
紙１００を矢印Ｂ１方向に案内する用もなすものであ
る。 【００２２】ここで、上側のガイド部２３についても、
画像形成装置本体に固定されたガイド部材により構成す
ることも可能であるが、このようにすると、下側のガイ
ド部材のほかに、上側のガイド部２３も独立した部材と
して画像形成装置本体に設ければならず、これによって
部品点数が増大し、そのコストが上昇する欠点を免れな
い。 【００２３】そこで、本例の画像形成装置においては、
画像形成装置本体に装着された作像ユニット１のユニッ
トケース下部、図の例ではそのケース本体３の下部が、
搬送される転写紙１００の進行方向を規制する上側のガ
イド部２３を構成している。ユニットケース下部がガイ
ド部２３を構成するように、作像ユニット１のユニット
ケース２が画像形成装置本体に対して位置決めされてい
るのである。かかるガイド部２３は、下側のガイド部２
４に対して上方に離間して位置していると共に、転写紙
１００の搬送方向に関し、転写部２２よりも上流側の部
位に位置し、転写部２２へ搬送される転写紙１００を案
内する用をなす。 【００２４】このように、ユニットケース自体によって
転写紙１００を案内するガイド部２３を構成しているの
で、上側のガイド部として独立した部材を設ける必要が
なく、画像形成装置の部品点数の減少と、そのコストの
低減を達成できる。 【００２５】ここで、図５は、作像ユニット１を構成す
るユニットケース２のケース本体３を図３に示した状態
から上下反転させて示す斜視図である。この図から判る
ように、ユニットケース２、本例ではそのケース本体３
の底壁２１に形成された切欠２５から感光体７の一部が
ユニットケース２の外方へ突出している。また図５にお
ける矢印Ｂは、図１の矢印Ｂと同じく、転写部２２（図
１）に向けて送られる転写紙１００の搬送方向を示して
いる。さらに符号Ｗは、転写紙１００が通る通紙領域を
示しており、最大幅の転写紙１００もこの領域Ｗを通過
する。 【００２６】本例では、図１及び図５に示すように、ユ
ニットケース下部によって構成されるガイド部２３が、
ユニットケース２におけるケース本体３の底壁２１に突
設されていて、かつ転写紙１００の搬送方向Ｂに沿って
延びる複数のガイドリブ２６によって構成されている。
これらのリブ２６は、転写紙１００の搬送方向Ｂに対し
て直交する方向に互いに離間し、しかも、転写紙１００
が通過する通紙領域Ｗ内に設けられ、そのリブ２６の自
由端縁によって最大サイズの転写紙１００をも確実に案
内できるように構成されている。 【００２７】上述したガイドリブ２６ではなく、ユニッ
トケース下部の平坦な面、例えばその底壁２１の下面に
よって、転写部２２へ搬送される転写紙１００を案内す
るガイド部を構成することもできる。但し、このガイド
部が平坦な面であると、転写紙１００のもつ静電気力に
よって、その転写紙１００が平坦なガイド面に密着し、
転写紙１００の搬送性が低下することがある。かかる搬
送性の低下が生じると、転写紙１００上に転写されたト
ナー像に伸びや縮みが発生して異常画像となるおそれが
ある。また平坦な平面よりなるガイド部にトナーが付着
した場合、その付着面積が大きくなるため、付着トナー
が転写紙の先端に多量に再付着して転写紙に著しい汚れ
が発生するおそれがある。 【００２８】これに対し、図１及び図５に示した実施例
のように、ガイドリブ２６によってガイド部２３を構成
し、そのガイドリブ２６の自由端縁によって転写紙１０
０を案内するように構成すると、そのガイド部２３に転
写紙１００が接しても、その接触面積が極く小さなもの
となるので、転写紙１００が静電気力でガイド部２３に
密着することを防止でき、異常画像の発生を阻止でき
る。しかもガイドリブ２６の自由端縁により構成される
ガイド部２３にトナーが付着しても、そのガイド部２３
と転写紙１００との接触面積は小さいので、転写紙１０
０に多量のトナーが付着することを阻止でき、転写紙１
００に、トナーによる著しい汚れが発生することを防止
できる。また、図１及び図５に示すように、ガイドリブ
２６のユニットケース底壁２１からの突出高さは、当該
ガイドリブの転写紙搬送方向上流側部から下流側部へ向
けて漸次低くなるように設定され、しかも該転写紙搬送
方向上流側部は、その自由端縁が丸みをもった状態でユ
ニットケースの底壁２１から突出している。 【００２９】また、本例の画像形成装置においては、図
１及び図５に示すように、転写紙１００が通過する通紙
領域Ｗ以外のユニットケース２の下部の部分、図の例で
はそのケース本体３の下部の部分に、転写紙１００のガ
イド部２３よりも外方（図１における下方）に突出した
突部２７が設けられている。転写紙１００の搬送を阻害
しないユニットケース２の下部の部分に突部２７が突設
されているのである。図１及び図５の例では、ガイド部
２３によって案内される転写紙１００が通過する通紙幅
範囲の両外方のユニットケース下部の部分に、ケース本
体３と一体に形成された突部２７がそれぞれ設けられ、
合計４個の突部２７が配設されている。そして、これら
の突部２７がユニットケース２の底壁２１より突出する
高さＨは、転写紙のガイド部である各ガイドリブ２６が
底壁２１から突出する高さｈよりも高くなっている。ま
た、図１及び図５から明らかなように、転写紙搬送方向
上流側の突部２７と転写紙搬送方向下流側の突部２７の
間の中間部分は、これらの突部２７，２７よりもユニッ
トケース２の底壁２１の側に窪んだ凹部として形成さ
れ、かつ両突部２７，２７と上記中間部分は、ガイドリ
ブ２６に対してほぼ平行に延びている。また、ユニット
ケース２を、その外部から、転写紙搬送方向に対して直
交する方向に見たとき、ガイドリブ２６が、突部２７と
上記中間部分とによって覆われるように、当該ガイドリ
ブ２６と突部２７と中間部分のユニットケース２の底壁
２１からの突出高さが設定されている。 【００３０】ここで、作像ユニット１を前述のように画
像形成装置本体から取り出したとき、そのユニット１
は、ユニットケース下部の側を下に向けて平坦な床面や
机上面などの載置面上に載置される。その際、ユニット
ケース２の下部には、ガイド部２３よりも外方に突出し
た突部２７が設けられているので、これらの突部２７が
載置面に当接する。すなわち、突部２７の間に存在する
ガイド部２３、本例ではガイドリブ２６の自由端縁が載
置面に接することはないのである。 【００３１】上記構成によれば、載置面上にたとえ異物
が存在していても、その異物がガイド部２３に付着した
り、その異物によってガイド部２３が傷つけられるよう
なおそれはない。従って、この作像ユニット１を再び画
像形成装置本体にそのまま装填して使用しても、転写紙
１００に異物が付着することはなく、ガイド部２３は支
障なく転写紙１００を案内する機能を果たすことができ
る。また、たとえ突部２７に載置面上の異物が付着した
り、その異物によって突部２７が多少傷つけられたとし
ても、かかる作像ユニット１を画像形成装置本体にセッ
トしたとき、その突部２７は転写紙１００の通る通紙領
域Ｗよりも外側に位置しているので、転写紙１００の搬
送が阻害されるおそれはない。 【００３２】図５に示した実施例では、搬送される転写
紙１００の両側方に突部２７を設けたが、通紙領域Ｗよ
り外側のユニットケース下部の部分であれば、他の部位
に突部２７を設けてもよい。図６は、搬送される転写紙
の両側方と、通紙領域Ｗよりも転写紙搬送方向上流側の
ユニットケース底壁２１の部分とに、ガイドリブ２６か
ら成るガイド部２３よりもユニットケース外方に突出し
た突部２７をそれぞれ設けた例を示している。 【００３３】図１、図５及び図６に示した突部２７の底
壁２１からの突出高さＨは、作像ユニット１を載置面上
に置いたとき、感光体７も、その載置面に接しないよう
な大きさに設定されている。 【００３４】次に本発明の理解のため、図示した画像形
成装置を構成する各装置と、その各構成要素をより詳細
に説明する。 【００３５】先ず、図１に例示した感光体７は積層型の
ＯＰＣ感光体より成り、図７はその断面構造の模式拡大
図である。図７に示した積層型感光体７は、その導電性
基板２８上に、０．１乃至１μｍの厚みを有する電荷発
生層（ＣＧＬ）２９と、１０乃至３０μｍの厚みを有す
る電荷移動層（ＣＴＬ）３０が順次積層されたものであ
り、かかる電荷発生層２９と電荷移動層３０とが感光層
３１を構成している。かかる感光体７に入射するレーザ
光Ｌ２は、透光性の電荷移動層３０を透過して電荷発生
層２９で吸収され、電荷発生層２９ではこの励起エネル
ギによってキャリアが生成される。生成されたキャリア
は外場の力で電荷移動層３０に注入され、その電荷移動
層３０中を移動して感光体表面に達し、表面電荷を中和
する。図７に示した電荷移動層３０は正孔輸送型のもの
で、マイナス帯電したときの状態を示している。 【００３６】次に、図１及び図３に示した帯電ローラ８
は、金属製の芯金の外周面に導電性ゴムを巻き付けた構
成となっていて、感光体７を帯電するとき感光体７の表
面に接触する。かかる帯電ローラ８は、その長手方向各
端部が、一方だけを図３に示した軸受３３ａにそれぞれ
回転自在に支持され、その各軸受３３ａは、帯電ローラ
８に対して平行に延びる帯電ローラケース３３の長手方
向各端部に、帯電ローラ８と共に、感光体７に対して接
近又は離隔する方向に所定の範囲を移動可能に支持され
ている。また帯電ローラケース３３の帯電ローラ８に対
向した面には、その帯電ローラ８に沿って長く延びた帯
電ローラ清掃部材の一例であるクリーニングパッド３２
が貼着されている。 【００３７】上述した各軸受３３ａと、帯電ローラケー
ス３３の長手方向各端部との間には、図示していない第
１の圧縮スプリングが圧装され、これによって各軸受３
３ａが感光体７に対して接近する向きに加圧され、帯電
ローラ８が感光体７の表面に圧接することができる。ま
た、帯電ローラケース３３も、感光体７の表面に対して
所定の範囲を接近又は離間する方向に移動可能に、該ケ
ース３３の長手方向各端部がユニットケース２のケース
本体３に形成された各切欠３６（図３に一方だけを示
す）に組付けられている。かかる帯電ローラケース３３
は、ケースカバー４（図１，図２）によってケース本体
３からの抜け出しが阻止されている。さらに、ケース本
体３と、帯電ローラケース３３の長手方向各端部との間
にも、上述した第１の圧縮スプリングとは別の第２の圧
縮スプリング３７（図３に一方だけを示す）が圧装さ
れ、これによって帯電ローラケース３３が感光体７の表
面から離間する方向に付勢されている。 【００３８】ケースカバー４は、感光体７及び帯電ロー
ラ８などに人の手が触れないようにする保護カバーの働
きを為すものであるが、その他、上述のように、第２の
圧縮スプリング３７によって付勢された帯電ローラケー
ス３３が、ケース本体３から外れないようにするストッ
パとしての働きもなしている。これにより、帯電ローラ
ケース３３用の独立したストッパ部材を設ける必要がな
く、構成の簡素化を達成できる。 【００３９】一方、図１に示すように、画像形成装置本
体には、カム３８を回転制御する電磁クラッチ３９が設
けられ、カム３８は電磁クラッチ３９の回転軸に固定さ
れていて、電磁クラッチ３９は１回の動作で１２０°回
転するように構成されている。またこのカム３８には、
枢ピン４０を介して画像形成装置本体に揺動可能に支持
された揺動アーム４１の一端４１ａが図示していないば
ねの作用で圧接し、このアーム４１の他端４１ｂは、ケ
ースカバー４の開口３４を通して帯電ローラケース３３
の上面に当接している。帯電ローラケース３３の上面
は、前述の第２の圧縮スプリング３７の加圧作用によっ
て、揺動アーム４１の他端４１ｂに圧接する。 【００４０】カム３８が図１に示した回転位置を占めて
いて、符号ａ₁で示したカム面部分が揺動アーム４１の
一端４１ａに当っているとき、帯電ローラケース３３も
図１に示した位置を占めているが、このとき帯電ローラ
８は、前述の第１の圧縮スプリングの押圧作用によって
感光体７の表面に圧接し、その帯電ローラ８の芯金に印
加された電圧により、前述の如く感光体７を所定の極性
に帯電する。 【００４１】上述のように帯電ローラ８は、感光体７を
帯電する帯電動作時に、感光体７の表面に接触し続けて
いるので、感光体７に付着した微小トナーによって帯電
ローラ８が汚されてしまい、感光体７に帯電むらが発生
するおそれがある。このため、本例の画像形成装置で
は、帯電ローラ８による帯電動作時以外の適時に、電磁
クラッチ３９が作動してカム３８が１２０°回転し、図
１に符号ａ₂で示したカム面部分が揺動アーム４１の一
端４１ａに圧接する。これにより、揺動アーム４１の他
端４１ｂは、帯電ローラケース３３を感光体７の表面に
接近する向きに加圧して移動させる。このとき帯電ロー
ラ８は感光体７の表面に圧接したままであり、従ってク
リーニングパッド３２が帯電ローラ８の周面に圧接す
る。その際、帯電ローラ８は感光体７の回転に従動して
回転し、クリーニングパッド３２が帯電ローラ８の周面
を清掃する。このようにして、帯電ローラ８がトナーに
よって汚されたまま、感光体７への帯電動作を行うこと
が阻止され、感光体７の帯電むら発生を防止することが
できるのである。 【００４２】また画像形成装置の作動を停止するとき、
電磁クラッチ３９の作動により、カム３８は図１に符号
ａ₃で示した面が揺動アーム４１の一端４１ａに圧接す
る。これにより揺動アーム４１の他端４１ｂは図１に示
した状態よりも上方に持ち上がり、帯電ローラケース３
３は、前述の第２の圧縮スプリング３７の作用で感光体
７から離間する方向に移動する。これによって帯電ロー
ラ８も感光体７の表面から離れる。画像形成装置の作動
停止状態で、長時間、帯電ローラ８が感光体７に当接し
たままであると、感光体７が汚染され、異常画像が発生
するおそれがあるが、本例の画像形成装置においては、
上述のように、その作動停止時に、帯電ローラ８を感光
体７から離間させ、画像形成動作時に異常画像が発生す
ることを阻止しているのである。 【００４３】帯電ローラ８に代え、コロナ放電器より成
る帯電装置を用いることもできるが、本例のように帯電
ローラ８を採用すると、コロナ放電器を用いた場合のオ
ゾン発生量を１／１００乃至１／１０００に抑えること
が可能となり、これによって画像形成装置本体にオゾン
処理部材を付設する必要がなくなる。 【００４４】次に帯電ローラ８による帯電メカニズムに
ついて説明する。図８は感光体７と帯電ローラ８を模式
的に示す帯電モデル図であり、図９はその帯電モデルの
等価回路を示している。ここで、帯電ローラ８の中心の
芯金に印加する電圧をＶaとし、帯電ローラ８にかかる
電圧をＶr、帯電ローラ８と感光体７の当接部近傍の空
隙４２における放電開始電圧をＶg、感光体７の表面電
位をＶdとすると、これらの関係は、 Ｖa＝Ｖr＋Ｖg＋Ｖd （１） と表わされる。ここで、帯電ローラ８にかかる電圧Ｖr
は、帯電ローラ８の抵抗値をＲ、流れる電流値をＩとす
ると、 Ｖr＝Ｉ・Ｒ （２） となり、上記空隙における放電開始電圧Ｖgは、感光体
７の感光層３１の膜厚をｄ、感光層３１の比誘電率をＫ
dとすると、 Ｖg＝３１２＋６．２×ｄ／Ｋd＋√（７７３７．６×ｄ／Ｋd） （３） で表わされる。感光体の表面電位Ｖdは、感光体７に供
給される電荷をＱ、その感光層３１の静電容量をＣとす
ると、 Ｖd＝Ｑ／Ｃ （４） となる。ここで、感光体７の周速をＶp、帯電ローラ８
の長さをＬ、その誘電定数をＫ₀とすると、 Ｑ＝Ｉ／Ｌ・Ｖp Ｃ＝（Ｋ₀・Ｋd）／ｄ となり、 Ｖd＝（Ｉ・ｄ）／（Ｋ₀・Ｋd・Ｌ・Ｖp） （５） となる。 よって（１）式は、 Ｖa＝Ｉ・Ｒ＋３１２＋６．２×ｄ／Ｋd＋√（７７３７．６×ｄ／Ｋd） ＋（Ｉ・ｄ）／（Ｋ₀・Ｋd・Ｌ・Ｖp） （６） となる。以上が帯電モデル式である。 【００４５】次に、帯電ローラ８による帯電の制御方式
を考えると、この方式には定電圧制御方式と、定電流制
御方式のいずれかの方式を採用することができる。 【００４６】定電圧制御方式は、（１）、（６）式のＶ
aを一定とする制御方式である。この場合、（１）式で
実際感光体７の帯電電位として使われるのはＶdの項で
ある。従って、Ｖr及びＶgが変化すると、Ｖdに影響を
与える。ここで各項について見てみると、Ｖrの項は、
帯電ローラ８の抵抗値が変動因子である。従って、環境
変動で帯電ローラ８の抵抗値が上昇すると、Ｖr値が上
がり、Ｖdが下がることになる。従って、この影響を抑
えるため温度検知手段を設け、Ｖaを補正する必要があ
る。又、著しく帯電ローラ抵抗値が上昇するのは低温湿
時であるので、図示していないヒーター等を設け、ある
温度以下とならないようにすることが望ましい。 【００４７】次に、Ｖgの項においては感光層３１の膜
厚ｄの影響を受けるが、実際に数値を代入し、初期でｄ
＝２８μｍ、経時で４μｍ減少したとし、Ｋd＝３．２
として計算すると、Ｖg（２８）＝６２６、Ｖg（２４）
＝５９９で、この差２７Ｖの変化量となる。この程度の
変化なので、帯電電位（通常８００〜１０００Ｖ）に対
する影響は小さいと考える。なお、前記帯電ローラ抵抗
値変動のところで流れる電流の値自体は小さいので、帯
電ローラ抵抗値を低目（例えば１０⁷Ω以下）に抑えれ
ば、Ｖdへの影響を小さくすることが可能である。 【００４８】定電流方式の場合は、（６）式でＩが一定
となる制御方式で、Ｖrの項、Ｖgの項の影響は受けな
い。しかしながら、Ｖdの項の感光層膜厚ｄの変化の影
響は、Ｖdに直接及び、前記例で示した初期２８μｍ
で、経時で４μｍ変化した場合、Ｖdは経時でＶd×２４
／２８の値となり、仮にＶdが初期８５０Ｖとすると、
経時では７２８Ｖとなり１００Ｖ以上も低下してしま
い、帯電性能が保証できなくなるおそれがある。これを
防ぐためには、感光層３１の膜厚変化を検知して補正す
ればよいが、実際上、このような検知機構は高価でとて
も装着はできない。従って、感光体表面の硬度を上げ、
摩耗しない感光体を使用する以外、現状では対策が難し
い。 【００４９】以上の理由から、本例では、帯電ローラ８
の抵抗変動に対する印加電圧補正を必要とするが、定電
圧制御方式を採用している。そして、帯電ローラ８の温
度検出手段として、図１に示すように、ケースカバー４
に装着されたサーミスタ４３が使用されている。このサ
ーミスタ４３は、帯電ローラ８の表面温度を検知し、そ
の帯電ローラ８が温度変化してその電気抵抗が変化した
分の印加電圧補正を行うための回路へ信号を送ってい
る。かかるサーミスタ４３は、帯電ローラ８が感光体７
の表面から離間したとき、その帯電ローラ８に接触する
位置に設けられている。 【００５０】上述のように、サーミスタ４３をケースカ
バー４に取り付けたので、このサーミスタ用の専用の取
付部材を別に設ける必要がなく、画像形成装置、特にそ
の作像ユニット１の構成を簡素化することができる。ま
た帯電ローラ８が感光体７より離間したとき、すなわち
帯電ローラ８に電圧が印加されていないときにサーミス
タ４３が帯電ローラ８の周面に接触してそのローラ８の
温度を検知できるように構成されているので、サーミス
タ４３が、帯電ローラ８へ印加された電圧の影響によっ
て壊れるおそれはない。 【００５１】次に、現像装置１０について説明する。図
１、図３及び図４を参照して先に説明したように、現像
ケース１２には、例えば小さな鉄球より成るキャリアと
トナーとを有する二成分系現像剤１０１が収容され、こ
の現像剤１０１は、後に詳しく説明する第１及び第２の
剤撹拌部材４４，４５によって現像ケース１２の現像剤
室９０内を循環搬送されつつ撹拌され、現像スリーブ１
１に供給される。現像スリーブ１１に供給された現像剤
は、前述のように、その現像スリーブ１１の周辺に設け
られたドクタブレード１４によって層厚を規制される。
現像スリーブ１１の周面のうち、感光体７に対向する部
分は、現像ケース１２から外部に露呈している。 【００５２】ここで、現像スリーブ１１は、その外径が
例えば１６乃至２０mmのアルミニウムより成る非磁性円
筒体より成り、その周面は円滑に形成されるか、又は現
像剤の搬送性を高めるため、現像スリーブ１１の外周面
に例えばＶ溝などの凹凸が形成されている。 【００５３】図４に示すように、現像スリーブ１１の内
部には軸４６が貫通し、この軸４６に前述の磁石１３が
固定されている。軸４６の手前側の端部４６ａは、ユニ
ットケース２のケース本体３に対して後述するように固
定支持され、奥側の端部４６ｂは、現像スリーブ１１の
奥側端に嵌着固定されたスリーブ端部材４７に軸受を介
して相対回転可能に嵌合している。またこのスリーブ端
部材４７の軸部４７ａは、ユニットケースのケース本体
３に後述するように回転自在に支持されている。現像ス
リーブ１１の手前側の端部は、軸受を介して軸４６に回
転自在に支持されている。なお、ここに言う「奥側」と
「手前側」は、画像形成装置本体に対する作像ユニット
１の着脱方向を基準としたものである。 【００５４】上述のように、軸４６は、磁石１３と共に
ユニットケース２に対して不動に支持され、かかる軸４
６に現像スリーブ１１が回転自在に支持されている。そ
してスリーブ端部材４７が、これに付設されたカップリ
ング４８とこれに係合する画像形成装置本体側のカップ
リング４９（図２）とを介して回転駆動されることによ
り、現像スリーブ１１が図１における反時計方向に回転
駆動される。現像スリーブ１１へのバイアス電圧は、上
述したカップリング４８，４９を介して、画像形成装置
本体側から印加される。 【００５５】図１０は、現像スリーブ１１と、その内部
に回転不能に配置された磁石１３と、感光体７との関係
を示す説明図である。ここに示したように、磁石１３の
個々の磁石、すなわち第１乃至第５の磁石１３ａ乃至１
３ｅは、現像スリーブ１１の周方向に配列されてそれぞ
れ軸４６に不動に固定され、そのスリーブ１１の長手方
向に延びている。そして、これらの磁石１３ａ乃至１３
ｅによって現像スリーブ１１の周方向に、その法線方向
の磁力分布Ｐ₁乃至Ｐ₆が形成される。 【００５６】第１の磁石１３ａは感光体７にほぼ対向
し、その磁力分布は、感光体７と現像スリーブ１１の中
心間を結ぶ線よりもθ＝３°乃至１０°だけ上側にピー
クを有している。そのピーク磁束密度は、８０〜１００
（ｍＴ ミリテスラ）である。ピーク磁束密度が小さす
ぎると、現像剤のキャリアを現像スリーブ１１に保持で
きず現像剤が飛散する。逆に大きすぎると、感光体７上
に現像されたトナーの周方向への穂跡が発生しやすくな
り、しかも感光体７の低電位部に付着したトナーが、再
度現像スリーブ１１に回収されることがある。角度θを
大きくしすぎると、現像能力が低下する。 【００５７】第２の磁石１３ｂによる磁力分布Ｐ₂は、
現像ケース１２の開口部近傍に５０〜８０（ｍＴ）のピ
ーク磁束密度をもつ。この磁力は、現像ケース１２内に
現像剤を搬送すると共に、現像ケース１２の下側近傍の
空気を現像ケース１２内へ運ぶ機能を有している。これ
により、現像ケース１２外へのトナー飛散を防ぐことが
できる。空気の搬送性の効率を上げるために、ピーク磁
束密度部に対応する現像ケース部分１２ａの形状を現像
スリーブ１１から離れる向きに少し膨らませるとよい。
これにより現像剤の穂をスムーズに形成することができ
る。 【００５８】第３の磁石１３ｃは、磁力分布Ｐ₃を形成
し、その磁力によって現像ケース１２内へ現像剤を搬送
すると共に、第４の磁石１３ｄと協働して、磁力分布Ｐ
₄（磁束密度１０ｍＴ以下）を形成する。これによって
現像に供された後の現像剤が現像スリーブ１１より離さ
れる。 【００５９】第４の磁石１３ｄの磁力は、後に詳しく説
明する第２の剤撹拌部材４５（図４）により供給された
現像剤を現像スリーブ１１に保持させる用をなす。ドク
ターブレード１４の領域では磁束密度を小さくし、現像
剤を現像スリーブ１１に密着させた状態で通過させるこ
とにより、現像剤の層厚を安定して規制することができ
る。 【００６０】第５の磁石１３ｅは、磁力分布Ｐ₆を形成
し、第４の磁石１３ｄの磁力によって保持された現像剤
を第１の磁石１３ａの領域へ運ぶが、現像剤を安定させ
ると共に、現像スリーブ１１の周辺の空気流を制御する
ため、後述する入口シール５０と現像剤が接触するよう
に、その磁力分布Ｐ₆のピーク磁束密度が設定されてい
る。 【００６１】現像スリーブ１１と感光体７の間隙Ｇp
は、現像スリーブ１１とドクターブレード１４の間隙Ｇ
dとの関係により決まり、Ｇp＝Ｇd×（０．８〜１．
０），Ｇp−Ｇd＝（０〜０．１５）mmを満たす値とな
る。 【００６２】現像スリーブ１１の周速をｖs（mm／se
c）、感光体７の周速をｖp（mm／sec）とすると、両者
の関係は以下の通りである。 ｖs＝（１〜２．５）×ｖp 【００６３】図４及び図１１に示すように、現像スリー
ブ１１の奥側端部から突出するスリーブ端部材４７の軸
部４７ａは、奥側支持部材５７に回転自在に嵌合し、軸
４６の手前側端部４６ａは手前側支持部材５８に相対回
転不能に嵌合している。これらの支持部材５７，５８
は、図１１に示すように、これらに形成された長孔に挿
通されてドクタブレード１４にねじ込まれたねじ５９に
よって、ドクタブレード１４に連結されている。従っ
て、これらのねじ５９を緩めれば、ドクタブレード１４
を現像スリーブ１１に対してその略法線方向に位置調整
することができる。その調整後、ねじ５９を締付けてド
クタブレード１４を現像スリーブ１１に対して固定す
る。ドクタブレード１４を現像スリーブ１１に対して上
述のように動かした値と、その両者の間の隙間は一対一
で対応する。また、このような調整作業は、ドクタブレ
ード１４と現像スリーブ１１を現像装置から外した状態
で楽に遂行することができる。 【００６４】図３及び図４に示すように、ユニットケー
ス２のケース本体３には、その手前側に手前側外板５１
と、手前側内板５２を有し、その奥側に奥側外板５３と
奥側内板５４を有している。前後の内板５２，５４は、
現像ケース１２の前後の側板を構成している。感光体７
は、その長手方向各端部に固定されたフランジ部材８
６，８７が、手前側の位置決め板５５と奥側位置決め板
５６を介して、ケース本体の手前側内板５２と奥側外板
５３とにそれぞれ回転自在に支持されている。また軸４
６の手前側端部４６ａに嵌合した手前側支持部材５８
も、手前側位置決め板５５を介してユニットケース２の
手前側内板５２に回転不能に支持されている。さらに、
スリーブ端部材４７の軸部４７ａも奥側位置決め板５６
を介してユニットケース２の奥側外板５３に回転自在に
支持されている。奥側の支持部材５７は、奥側内板５４
の凹溝に着脱可能に嵌合する。 【００６５】上述のように、感光体７と現像スリーブ１
１は、その手前側と奥側がそれぞれ共通の位置決め板５
５，５６を介してユニットケースに支持され、これによ
って現像スリーブ１１と感光体７の中心間距離が一定に
保たれ、両者の間隙Ｇpが常に一定に維持される。 【００６６】また、図１１に示したように、奥側と手前
側の各支持部材５７，５８には、入口シールカバー６０
が係止され、このカバー６０には、図１及び図１０にも
示すように、前述の入口シール５０が貼着されている。
入口シールカバー６０は図１に示すように、現像スリー
ブ１１と感光体７との間の現像領域の上流側に位置し
て、現像スリーブ１１の上部を覆い、現像スリーブ上の
現像剤を規制すると共に、空気の流れを規制する。入口
シール５０は、例えばＰＥＴ又はＰＵＲなどの薄い樹脂
から成り、現像装置１０外へのトナーの飛散を防止して
いる。 【００６７】また、図１１に示す如く、奥側と手前側の
各支持部材５７，５８には薄い樹脂などから成るサイド
シール６１，６２がそれぞれ貼着され、これらのサイド
シール６１，６２は現像スリーブ１１の長手方向各端部
の周面に対向し、その各端部からトナーとキャリアが飛
散することを防止している。 【００６８】次に、前述の第１及び第２の撹拌部材４
４，４５は、図４に示すように、軸６３，６４と、その
各軸６３，６４に固着された複数の楕円板６５，６６か
ら構成されている。図３においては、図を判りやすくす
るため、楕円板に関しての図示を省略してあるが、各楕
円板６５，６６は、楕円を一部切り欠いた形状に形成さ
れている。楕円板に代え、スクリューを各軸６３，６４
に固定して各撹拌部材４４，４５を構成することもでき
る。 【００６９】第１の撹拌部材４４は、その軸６３の長手
方向各端部が、ユニットケース２のケース本体３におけ
る手前側の支持壁６７と奥側内板５４にそれぞれ回転自
在に支持され、また第２の撹拌部材４５の軸６４は、そ
の長手方向各端部がユニットケース２の手前側内板５２
と奥側内板５４とにそれぞれ回転自在に支持されてい
る。またこれらの撹拌部材４４，４５の各軸６３，６４
の奥側端部には、駆動ギア６８，６９が、その各軸に対
して相対回転不能に支持され、またスリーブ端部材４７
にも駆動ギア７０が固定されている。これらのギア７
０，６９，６８は図示していない中間ギアを介して互い
に噛み合っている。 【００７０】また現像ケース１２には、第１及び第２の
撹拌部材４４，４５の間の領域に、これらの撹拌部材４
４，４５と平行に延びる仕切壁７１が立設され、その仕
切壁７１の手前側と奥側は切り欠かれていて、通路７１
ａ，７１ｂがそれぞれ形成されている。 【００７１】前述のようにスリーブ端部材４７が画像形
成装置本体側の駆動装置によって回転駆動されると、現
像スリーブ１１が回転すると共に、そのスリーブ端部材
４７の回転が駆動ギア７０，６９，６８と中間ギアを介
して第１及び第２の撹拌部材４４，４５に伝えられ、こ
れらの部材がそれぞれ所定の方向に回転駆動される。こ
れにより、現像ケース１２に収容された現像剤が、矢印
Ｘ方向に撹拌されながら搬送され、その現像剤は仕切壁
７１によって案内されつつ、その両端側の通路７１ａ，
７１ｂを通して循環する。これにより、現像剤のトナー
とキャリアが互いに異極性に摩擦帯電される。かかる現
像剤が現像スリーブ１１に供給され、また現像スリーブ
１１からの現像剤が撹拌部材の側に戻される。各楕円板
６５，６６は、楕円の一部を切り欠いた形状を有してい
るので、その切欠部の縁に現像剤が当ることにより、現
像剤の撹拌効果が高められる。 【００７２】ここで、各撹拌部材４４，４５における楕
円板６５，６６のピッチをＰ、その楕円形の短径をＹと
したとき、 Ｐ＝（１／３〜４／５）×Ｙ を満たしていることが望ましい。ピッチＰがこれよりも
小さいと、現像剤の搬送力が低下するため、撹拌部材４
４，４５の回転数が高くなり、現像剤が劣化しやすくな
る。またピッチＰが上式よりも大きくなると、現像剤に
対する撹拌性能が低下する。 【００７３】第１及び第２の撹拌部材４４，４５の回転
数は互いに等しく、その各楕円板６５，６６の外径Ｙと
ピッチＰも互いに等しい。また、その各楕円板６５，６
６の短径部における周速ｖと、現像スリーブ１１の周速
ｖsとの関係は、 ｖs＝（１．１〜１．５）×ｖ を満たすことが望ましい。 【００７４】楕円板６５，６６の周速ｖが上記式で表わ
されるよりも高速であると、現像剤へのストレスが大き
くなり、また逆に低速であると現像スリーブ１１上の現
像剤の交換に時間が多くかかり、感光体７上に形成され
るトナー像に濃度むらが発生する。 【００７５】各撹拌部材４４，４５の楕円板６５，６６
と、仕切壁７１又は現像ケース壁との間の隙間は、０．
５〜２mmとすることが望ましい。この隙間がこの値より
も大きいと、現像剤を確実に搬送できなくなり、滞留す
る現像剤を生じ、またこの隙間が上記値よりも狭いと、
現像剤が仕切壁７１や現像ケース壁に過度に強く摺擦さ
れ、早期に劣化するおそれがある。 【００７６】また第２の撹拌部材４５の楕円板６６と現
像スリーブ１１との間の隙間を、１．５〜３mmに設定す
ると、現像剤を現像スリーブ１１にスムーズに供給で
き、また現像スリーブ１１から現像剤をスムーズに回収
することができる。両者間の隙間が大きすぎると、現像
スリーブ１１に対する現像剤の供給と回収が充分に行わ
れず、逆に小さすぎると、現像剤のストレスによる劣化
が早まり、またトナーの供給むらが発生する。 【００７７】現像ケース１２には、図１及び図４に示す
ように、現像剤１０１のトナー濃度を検知するセンサ、
本例では透磁率測定センサ７２が設けられている。また
画像形成装置本体には、図１及び図２に示したトナーボ
トル７３が着脱自在に装着されている。 【００７８】現像ケース１２内の現像剤室９０に収容さ
れた現像剤１０１のトナー濃度が基準値以下になったこ
とが、センサ７２によって検知されると、その検知信号
に基づくトナー補給信号によりトナーボトル７３がその
駆動軸７４を介して回転駆動され、これによってそのト
ナーボトル７３の補給口７３ａから、トナーが、上カバ
ー６の上壁に形成された開口６ａ（図２）を通して、ケ
ース本体３によって形成されたトナー補給部７５（図
３、図４）に供給される。 【００７９】補給トナーを収容したトナーボトル７３
は、その内壁面にスパイラル状の突起が形成され、その
回転によって内部のトナーが順次奥側から手前側の補給
口７３ａに送られ、トナー補給部７５に補給される。そ
の際、トナーボトル７３とトナー補給部７５との間に
は、補給トナーを案内するホッパ（図示せず）が設けら
れ、これによってトナーボトル７３からのトナーが飛散
せずにトナー補給部７５に供給される。トナーボトル７
３を回転する駆動軸７４には、図示していない電磁クラ
ッチが設けられ、トナー補給信号が出力されると、その
電磁クラッチがオンされ、トナーボトル用の駆動軸７４
が回転する。 【００８０】図３及び図４に示すように、トナー補給部
７５と、二成分現像剤の収容された現像剤室９０との間
には、多数の小孔が形成された薄い樹脂シートより成る
遮蔽板７６が配置され、またトナー補給部７５には、軸
７７に基端部を固定された薄い樹脂シートより成るトナ
ー送り出し部材７８が配置され、その軸７７に固定され
たギア７９は、第１の撹拌部材４４の軸６３に固定され
たギア８０に噛み合っている。遮蔽板７６に形成された
小孔の直径は例えば０．５〜１mm程の大きさである。軸
７７はケース本体３に回転自在に支持されている。 【００８１】前述のように第１の撹拌部材４４が回転す
ると、その回転はギア８０，７９を介して軸７７に伝え
られ、トナー送り出し部材７８が回転し、その先端部が
遮蔽板７６に摺接する。これによってトナー補給部７５
のトナーが、遮蔽板７６の小孔を通して、撹拌部材４４
の設けられた現像剤室９０へ送り込まれる。 【００８２】上述のように、トナーボトル７３からのト
ナーを一旦トナー補給部７５に蓄積し、遮蔽板７６の小
孔を通して少量ずつ現像剤室９０へ送り出すので、トナ
ーボトル７３からトナーが一定量ずつ排出されなくと
も、現像剤室９０には一定量ずつトナーが補給されるこ
とになる。現像剤室９０へ補給されたトナーは、撹拌部
材４４，４５によって、ここに存する二成分系現像剤に
撹拌混合される。 【００８３】上述したトナー補給動作を行っても、セン
サ７２がトナー濃度低下を検知し続けたときは、トナー
ボトル７３内のトナーが無くなったものとして、トナー
エンドが近いことを表示部に表示し、その旨をユーザに
報せる。このような表示がなされたにもかかわらず、ト
ナーボトルが交換されないときは、その表示後、Ａ４サ
イズの転写紙に対して５０枚の画像形成動作を行ったと
き、画像形成装置の作動を停止する。 【００８４】トナーボトル７３の交換動作を、画像形成
装置本体の前ドア（図示せず）の開閉時間により判断
し、トナーボトル７３の交換後、一定時間トナー補給動
作を行い、センサ７２の検知電圧が一定値に達したこと
を確認後、画像形成装置の動作禁止を解除する。 【００８５】図２に示したように、現像ケースカバー５
には開口１０２が形成され、この開口１０２には図１に
示した現像剤カートリッジ８１が装着されている。新品
の作像ユニット１が製造工場や販売店から出荷されると
き、現像剤カートリッジ８１の下部開口は図示していな
い可撓性のシール部材によって覆われ、そのカートリッ
ジ８１の内部にトナーとキャリアを有する二成分系現像
剤が収容されている。このとき現像剤室９０には現像剤
は存在しない。 【００８６】作像ユニット１がユーザの元に納品された
とき、図示していないローラを回転することによって、
そのローラに上記シール部材を巻き取り、現像剤カート
リッジ８１の開口を開放する。これにより、その内部の
現像剤が現像剤室９０に落下する。このように、作像ユ
ニット１がユーザの元に届けられるまで、現像剤カート
リッジ８１内に現像剤をシールして収納しておくので、
作像ユニット１の保管中に吸湿による現像剤の劣化を防
止でき、また現像剤が現像装置から漏出することも阻止
できる。 【００８７】次に、二成分系現像剤を用いた現像メカニ
ズム、特にトナーに作用する力を中心とした二成分系現
像剤による磁気ブラシ現像の基本的な概念について説明
する。 【００８８】現像電界について 図１０に示した感光体７と現像スリーブ１１との間に形
成される現像電界は一般に次式で表わされる。 Ｅ＝ε（Ｖd−Ｖb）／Ｇp （７） Ｅ＝現像電界（Ｖ／mm） ε：現像剤の誘電率 Ｖ
d：感光体の画像部電位（Ｖ） Ｖb：現像バイアス電
圧（Ｖ） Ｇp：現像ギャップ（感光体と現像スリー
ブとのギャップ）（mm） （７）式より、現像電界は、現像バイアス電圧でコント
ロールすることが可能であることがわかる。よって、画
像濃度制御は現像バイアス電圧を変化させ、現像電界を
コントロールすることによって行なっている。 【００８９】トナーに働く力について ａ）現像剤のキャリアとトナーの付着力 キャリア粒子Ｃに付着するトナー粒子の付着力のモデル
図を図１２に示す。トナー粒子Ｔは、キャリアＣの表面
と何回かの接触・摩擦による何個かの電荷交換を行な
い、ｑの負の電荷をもち、それに見合う正の電荷がキャ
リア側にある。両者の接触点での付着力Ｆtは、電荷ｑ
によるクーロン力と短距離ファンデルワールス力Ｆvと
からなり、次のように表わされる。 Ｆt＝Ｆv＋αｑ²／４πε₀ｒ² （８） ここで、ｒはトナー粒子半径、ε₀は真空の誘電率、α
はトナーの誘電率に依存する定数（１〜１．９）であ
る。 【００９０】ｂ）絶縁性磁気ブラシ現像のモデル 二成分現像では、トナー粒子に作用する現像駆動力（静
電力）（ｑ・Ｅ）がキャリアとの付着力より大きくなっ
た時、現像が行なわれる。 ｑ・Ｅ＞Ｆv＋αｑ²／４πε₀ｒ² （９） 式（９）は、図１３で説明するとわかりやすい。ここで
はＥ₁＜Ｅ₂のような現像電界を示しており、直線はそれ
ぞれの現像力を表わしている。Ｅ₁の電界では現像は起
こらず、Ｆt曲線より上のｑＥ₂はｑ₁とｑ₂の間にあるの
で、この範囲にある電荷をもつトナーは、すべて現像可
能なことになる。 【００９１】以上が、現像装置１０とこれに関連する構
成の説明であるが、少なくとも感光体と現像装置を組付
けて成る従来の作像ユニットにおいては、その現像装置
においてキャリアを有さない一成分系現像剤を用いるの
が主流であった。この場合、トナー粒子を現像スリーブ
から感光体へ付着させるとき、二成分現像方式のキャリ
アのような媒体がないので、現像スリーブを感光体へ近
接させる必要があり、その距離は、通常０〜０．３mmと
いう微小なものである。従って、本実施例に採用される
後述するようなトナーリサイクルを行ない、廃トナータ
ンク等の部品を削除しようとした場合、一度感光体へ付
着し、クリーニング装置で回収されたリサイクルトナー
には紙粉等の異物が含まれるため、感光体と現像ローラ
間のギャップが狭いと、この紙粉等の異物がそのギャッ
プに挟まり、白スジ等の異常画像が発生しやすくなる。
よって、一成分現像方式において、トナーリサイクルは
不向きである。又、一成分現像方式でトナーリサイクル
を実施しているものもあるが、この場合、作像ユニット
の寿命は、コピー枚数で１０Ｋ（Ｋ＝１０００）枚前後
と短い。 【００９２】これに対し、本例では現像方式を二成分現
像方式とすることにより、感光体７と現像スリーブ１１
の間の距離を０．５mm以上とすることが可能で、トナー
リサイクルを実施しても紙粉等の異物の挟み込みが発生
することはなく、作像ユニットの寿命もコピー枚数で、
例えば３０Ｋ枚以上まで伸ばすことができる。よって、
一成分現像方式に比べ、キャリアを使用する分のコスト
は上がるが、作像ユニット１の寿命が倍以上伸びるの
で、トータルとしてはコストダウンとなり、作像ユニッ
ト１の交換間隔が伸びる分、メンテナンス費用も削減さ
れる。 【００９３】次に転写装置について説明する。図１に示
した転写ローラ１５は、金属の芯金に導電性樹脂を巻き
つけたもので、ここには図示されない圧縮スプリングに
より軸受ごと感光体方向へ押しつけられている。この転
写ローラ１５に定電流を流し、感光体上のトナーを転写
紙へ転写させる。この転写ローラ１５も帯電ローラ８と
同様の機構で、感光体７との接離を行うことが可能であ
る。 【００９４】転写メカニズムについて説明すると、図１
４において、厚さｄmの感光層３１を有する感光体７上
に体積電荷密度ρの帯電トナー層ｄtがあり、その下に
厚さｄpの転写紙１００が位置する。このトナー層と転
写紙との空隙をｇとする。さらに転写紙１００上には、
帯電トナーと逆極性の電荷σcを与える。この状態にお
いて、感光体表面からｘの所にある電荷量ｑtをもつト
ナーＴに働く記録紙方向の力Ｆe（ｘ）は、次式で表わ
される。 Ｆe（ｘ）＝ｑt｛−σc−ρ（ｄt−ｘ）｝／（ε₀・Ｋt） （１０） ここで、ε₀は真空の誘電率、Ｋtはトナー層の比誘電率
である。感光体表面から距離ｘの所にある帯電トナーＴ
に働く静電力Ｆe（ｘ）が、機械的な付着力Ｆaとつり合
い、この点でトナー層が分割され、（ｄt−ｘ）の厚さ
のトナー層のみが転写に転写されると仮定すると、転写
率ηは次式で表わされる。 η＝（ｄt−ｘ）／ｄt ＝∫₀ ¹−１／(ρ・ｄt）｛σc＋（ε₀・Ｋt）Ｆa／ｑt｝ （１１） なお、（１０）式について体積電荷密度ρは、トナーの
密度をδ、帯電トナー層の充填率をｐ、トナー比電荷を
Ｔpとすると、ρ＝δ・ｐ・Ｔpと表わせる。又、トナー
電荷量ｑtはトナー１個の質量をｍとすると、ｑt＝Ｔp
・ｍと表わせる。よって（１０）式は、 Ｆe(ｘ)＝｛−σc・ｍ・Ｔp−δ・ｐ・ｍ(ｄt−ｘ)Ｔp²｝／(ε₀・Ｋt) （１２） とも書き表わせる。以上が転写モデル式である。 【００９５】次に転写制御方式について説明すると、ま
ず、最大コピー幅サイズ紙でトナーが存在する場合につ
いて、転写モデルとして図１５、図１６に等価回路を示
す。これにより画像部転写電流Ｉbを求める。 Ｉb＝（Ｖ−Ｖl）／（Ｒ＋Ｚb） （１３） ただし、Ｚb＝（１／Ｃd＋１／Ｃp＋１／Ｃt） Ｃd＝Ｋ₀・Ｋd・Ｌ・Ｖp／ｄ Ｃp＝Ｋ₀・Ｋp・Ｌ・Ｖp／ｄp Ｃt＝Ｋ₀・Ｋt・Ｌ・Ｖp／ｄt Ｖ：転写電圧、Ｖl：画像部表面電位、Ｒ：転写ローラ
抵抗値、Ｋ₀：誘電定数、Ｋd：感光層比誘電率、Ｋp：
転写紙比誘電率、Ｋt：トナー層比誘電率、ｄ：感光層
膜厚、ｄp：転写紙厚、ｄt：トナー層厚、Ｌ：通紙幅、
Ｖp：感光体周速 （１３）式に各値を代入し、Ｖ−Ｖlの項を表わす式と
すると、 Ｖ−Ｖl＝Ｉb・Ｒ＋（Ｉb・ｄp）／（Ｋ₀・Ｋp・Ｌ・Ｖp）＋(Ｉb・ｄt）／（ Ｋ₀・Ｋt・Ｌ・Ｖp）＋(Ｉb・ｄ）／（Ｋ₀・Ｋd・Ｌ・Ｖp） （１４） （１４）式より、転写制御方式を定電流方式とすると、
前記転写メカニズムで説明した転写に作用する転写電荷
σcは、（１４）式の転写紙の項のＩb／Ｌ・Ｖpと同じ
であるので、Ｉbが一定となるように制御することによ
り、常に安定した転写電荷を与えることとなり、転写条
件が安定する。 【００９６】一方、定電圧制御の場合は、（１４）式に
おいてＶを一定とした時、転写ローラ１５の抵抗値Ｒの
値が環境変化で大きく変化し、抵抗値が大きくなると転
写ローラ部の電圧が大きくなり、その分転写紙に印加さ
れる電圧値が小さくなり転写電荷が変化し、安定した転
写条件が得られなくなる。よって転写ローラ１５の抵抗
値変化に対しては、定電流制御が有利である。 【００９７】次に、転写紙は存在するがトナーが存在す
る領域が狭い場合、又転写紙サイズが小さく、直接感光
体７と転写ローラ１５が接触する領域が広い場合につい
て考慮してみる。図１７及び図１８は、転写紙１００は
あるがトナー層がない場合、図１９及び図２０は、直接
感光体７と転写ローラ１５が接触している場合である。
ここで各々の流れる電流をＩw、Ｉdとすると、 Ｉw＝（Ｖ−Ｖd）／（Ｒ＋Ｚw） （１５） ただし、Ｚw＝（１／Ｃd＋１／Ｃp） Ｉd＝（Ｖ−Ｖd）／（Ｒ＋Ｚd） （１６） ただし、Ｚd＝（１／Ｃd） Ｖd：感光体非画像部表面電位 となる。ここで定電流制御の場合、小サイズ（Ａ６等）
の転写紙を通紙した時、印加電流の多くが感光体７へ流
れ込み、結果Ｉbは十分な値にならず、転写電荷が小と
なり転写不良となる。これを防止する手段として、一度
転写ローラの抵抗値を測定し、その後適正転写電荷を得
られるような、この抵抗値に適した電圧を印加する方法
がある。これについて説明すると、非画像形成時に電流
Ｉ₁が流れる電圧をＶ₁とすると、 Ｉ₁＝（Ｖ₁−Ｖd）／（Ｒ＋Ｚd） （１７） なる関係から転写ローラの抵抗値Ｒが求められる。すな
わち、 Ｒ＝１／Ｉ₁・｛Ｖ₁−Ｖd−（Ｉ₁・Ｉd）／Ｃd｝ （１８） ここで、Ｖdは帯電電位、Ｃdは感光層の静電容量であ
り、この値はあらかじめわかっている値である。 【００９８】次に、画像形成時にＩbが適正電流値Ｉ₂と
なる電圧値をＶ₂とすると、 Ｉ₂＝（Ｖ₂−Ｖl）／（Ｒ＋Ｚb） （１９） （１８）式を（１９）式に代入し、Ｖ₂を求めると、 Ｖ₂＝（Ｉ₂／Ｉ₁）×（Ｖ₁−Ｖd）＋Ｉ₂（Ｚb−Ｚd）＋Ｖl （２０） となり、非画像形成時に求めたＶ₁に対して、（２０）
式で導かれた電圧値Ｖ₂で画像形成時に定電圧印加を行
うことで、常に転写ローラの抵抗値Ｒに応じた適正な電
圧Ｖで転写可能となる。 【００９９】線速の影響について考察する。感光体周速
Ｖpと転写ローラ抵抗Ｒとの関係を見るため、（１
３）、（１４）、（１５）式をＲについて解く式にする
と、 Ｒ＝（Ｖ−Ｖl）／（Ｑb・Ｌ・Ｖp）−Ｙb／Ｖp （２１） Ｒ＝（Ｖ−Ｖd）／（Ｑw・Ｌ・Ｖp）−Ｙw／Ｖp （２２） Ｒ＝（Ｖ−Ｖd）／（Ｑd・Ｌ・Ｖp）−Ｙd／Ｖp （２３） ただし、Ｙb／Ｖp＝１／Ｃd＋１／Ｃp＋１／Ｃt Ｙw／Ｖp＝１／Ｃd＋１／Ｃp Ｙd／Ｖp＝１／Ｃd ここで、Ｑb、Ｑw、Ｑdは各々画像部、非画像部、非通
紙部の単位面積当りの電荷量である。つまり、Ｑb＝Ｉb
／Ｌ・Ｖp、Ｑw＝Ｉw／Ｌ・Ｖp、Ｑd＝Ｉd／Ｌ・Ｖpで
ある。よって感光体周速を変える時には、周速に反比例
して転写ローラ抵抗値を変えればよいことがわかる。 【０１００】なお、（１６）式で、前記帯電ローラの帯
電メカニズムのところで入れてある放電開始電圧（Ｖ
g）の項を省いてあるが、これはＶgの式が、Ｖg＝３１
２＋６．２×ｄ／Ｋd＋√（７７３７．６×ｄ／Ｋd）で
表わされ、ｄ：感光層の膜厚と、Ｋd：感光層の比誘電
率より決定される、ほぼ一定する値とみなせるため省略
した。 【０１０１】次に、図１に示したクリーニング装置１７
について説明する。クリーニング装置１７のクリーニン
グブレード１８は、平板状のポリウレタンゴム等の弾性
体より成り、金属製のブレードホルダ８２に接着剤又は
両面テープで固定されている。ブレードボルダ８２は、
図３にも示すように、ケース本体３に形成された傾斜面
８４に設けられた２本の位置決めピン８３により、傾斜
面８４に対して平行な方向の位置が規制され、感光体７
の回転方向に対向する、いわゆるカウンター方向でケー
ス本体３にビス８５で固定されている。このビス８５
は、クリーニングブレード１８の貼り付け面と同じ方向
で、かつケース本体３に形成された傾斜面８４に、ブレ
ードホルダ８２を完全に密着させ、かつその傾斜面８４
にならうようにし、傾斜面８４に対して垂直な方向のク
リーニングブレード１８の位置を規制する。 【０１０２】上記の様にして、感光体７に対するクリー
ニングブレード１８の当接角と押圧が完全に保証され、
クリーニング不良や異音発生等の不具合を防止してい
る。またケース本体３にブレードホルダ８２を固定する
ビス８５のスラスト方向位置は、感光体のフランジ部材
８６，８７を含めた両端よりさらに外側に設定すること
もでき、このようにすれば、感光体７をはずすことな
く、クリーニングブレードのみ交換が可能となる利点が
得られる。 【０１０３】次にトナーリサイクル装置について説明す
る。 【０１０４】図１及び図３に示したクリーニング装置１
７のクリーニングブレード１８によって感光体７から掻
き落されたトナーは、トナー搬送部材２０によってクリ
ーニングケース１９内を手前側へ搬送され、そのケース
１９に一体に突設されたパイプ８８を通して外部に排出
される。トナー搬送部材２０の奥側端部には、図示して
いないギアが固定され、このギアは、感光体７の奥側の
フランジ部材８７に一体に形成されたギアと噛み合い、
感光体７の回転がトナー搬送部材２０に伝えられ、その
トナー搬送部材２０が回転駆動される。 【０１０５】図３、図２１及び図２２に示すように、ク
リーニングケース１９外に突出したトナー搬送部材２０
の手前側端部には、ローラ部９１と、これに突設された
一対のピン８９が設けられ、このローラ部９１にはトナ
ーリサイクルベルト９２が巻き掛けられている。このベ
ルト９２には、その周方向に沿って等ピッチで等しい長
さの多数の長孔９３が形成され、上述した各ピン８９が
いずれかの各長孔９３に入り込んでいる。トナーリサイ
クルベルト９２は、図３に示す如くケース本体３の一部
により形成された樋状部９４内のトナー搬送路に位置
し、このトナー搬送路の上部は前述のように上カバー６
（図２も参照）によって覆われている。 【０１０６】図３及び図２２に示すように、樋状部９４
には従動ローラ９５が回転自在に支持され、このローラ
９５に上述のトナーリサイクルベルト９２が巻き掛けら
れている。トナー搬送部材２０が前述のように回転駆動
されると、これと一体のローラ部９１が回転し、このと
き各ピン８９がトナーリサイクルベルト９２の長孔９３
に次々と係合してゆき、これによってトナーリサイクル
ベルト９２が図２２に矢印で示した方向に駆動される。
またトナーリサイクルベルト９２の外面には、その周方
向に配列された多数の弾性フィン９６が突設され、トナ
ーリサイクルベルト９２の駆動時に、各弾性フィン９６
は樋状部９４と上カバー６の内壁面に摺接する。 【０１０７】トナー搬送部材２０によって、クリーニン
グ装置１７のクリーニングケース１９外に排出されたト
ナーは、トナーリサイクルベルト９２との受け渡し部付
近で不安定に動いているうちに、そのベルト９２の長孔
９３を通過し、樋状部９４の内壁面上に落下する。そし
て、駆動されるトナーリサイクルベルト９２の弾性フィ
ン９６によってトナー搬送路中を搬送され、現像装置１
０の現像剤室９０に送り込まれる。このとき、弾性フィ
ン９６は、樋状部９４の内壁面に圧接するので、トナー
は残らず現像装置１０へ向けて搬送され、しかもトナー
に対して過大なストレスが及ぼされる不具合を阻止でき
る。 【０１０８】また、従動ローラ９５の近傍の樋状部９４
の内壁面部分には突部によって傾斜面９４ａが形成さ
れ、この傾斜面９４ａを各弾性フィン９６が摺擦すると
き、その弾性フィン９６は弾性曲げ変形し、傾斜面９４
ａを通過したところで、その各弾性フィン９６は自然状
態に勢いよく弾性復帰する。このため、弾性フィン９６
により搬送されたトナーは、図４に示した第２の撹拌部
材４５へと飛ばされる。このようにして確実にトナーを
現像剤室９０に搬送することができる。現像剤室９０に
搬送されたトナーは、ここに存する現像剤１０１に撹拌
混合され、再使用される。 【０１０９】図２１に示すように、トナーリサイクルベ
ルト９２の厚さをｔ₁、これと一体の各弾性フィン９６
の厚さをｔ₂としたとき、ｔ₁＜ｔ₂に設定されている。
これにより、弾性フィン９６の腰の強さが、トナーリサ
イクルベルト９２の腰の強さよりも強くなり、かかる弾
性フィン９６が図２２に示すように樋状部９４の内壁面
に圧接してトナーを搬送するとき、その弾性フィン９６
自体が大きく曲げ変形することはない。そして、この弾
性フィン９６が傾斜面９４ａに接し始めると、そのフィ
ン９６が大きく曲げ変形し、次いでこれが弾性復帰する
とき、勢いよくトナーを飛ばす。 【０１１０】上述の如きトナーリサイクル装置を用いる
ことにより、感光体７から回収したトナーを収容する廃
トナータンクを廃止でき、その回収トナーを現像装置１
０において効率よく再利用することができる。 【０１１１】またトナー搬送路を構成する樋状部９４
は、ケース本体３の一部によって構成されているので、
この樋状部９４と、その他のケース本体部分とを別体と
して構成した場合のように、その間の隙間からトナーが
漏れ出る不具合を阻止でき、しかもそのトナー漏出防止
用のスポンジなどのシール材を設ける必要もない。また
樋状部９４とその他のケース本体部分が一体化されてい
るので、作像ユニット１の組付性が向上する。 【０１１２】ところで、図３及び図４に示すように第１
及び第２の撹拌部材４４，４５の軸６３，６４には、そ
の奥側の端部に駆動ギア６８，６９がその各軸６３，６
４に対して相対回転不能に嵌合している。このようなギ
アを軸に支持する際、従来はそのギアが軸からその軸線
方向にずれ動いて離脱することを阻止するため、Ｅリン
グ又はＣリングなどから成る係止リングをその軸に嵌着
し、かかる係止リングによってギアが軸から外れること
を阻止するように構成していた。係止リングをギアの外
れを防止するストッパとして用いるのである。ところ
が、このような係止部材を用いれば、それだけ部品点数
が増大し、コストが上昇する。 【０１１３】これに対し、図３及び図４に示した実施例
においては、上述の各駆動ギア６８，６９の外側に、ユ
ニットケース２の奥側外板５３が位置しており、この外
板５３によって、各駆動ギア６８，６９が各軸６３，６
４からその軸線方向に外れることを阻するストッパが構
成されている。すなわち、ユニットケース２のケース本
体３は、軸６３，６４を回転自在に支持する奥側内板５
４と、そのさらに外側に位置する奥側外板５３を有し、
その板５３，５４の間に駆動ギア６８，６９を配置し、
奥側外板５３によって、駆動ギア６８，６９が軸６３，
６４から外れることを阻止するストッパを構成している
のである。 【０１１４】このように外板５３が、その本来の機能の
ほかにギア６８，６９用のストッパの機能を兼ねるよう
に構成することによって、従来必要とされた係止リング
を省略することができ、その分、部品点数を減少させ、
コストを低減することできる。 【０１１５】さらに、各ギア６８，６９は、奥側の外板
５３と内板５４の間に位置しているので、ギア６８，６
９に人が手を触れるおそれをなくすことができる。また
内板５４と外板５３の二重壁構造となっているので、現
像装置１０のトナーが作像ユニット１の外部に漏れるこ
とをより確実に防止することができる。 【０１１６】また図２３又は図２４に示すように、各駆
動ギア６８，６９に対向する奥側外板５３の面にリブ状
又は円筒状なとの突部９７を形成しておき、その突部９
７に各駆動ギア６８，６９の端面が接触するように構成
すると、各駆動ギア６８，６９が奥側外板５３に接する
面積を小さくすることができ、これによって両者間に作
用する摩擦力を低減でき、ギア６８，６９とユニットケ
ース２の摩耗を少なくしてその寿命を延ばすことでき
る。 【０１１７】上述のように、ギアに接するケース部分を
そのギアの外側に隣接して設け、そのケース部分によっ
てギアが軸から外れることを阻止する構成は、作像ユニ
ット以外の各種の機械、装置にも広く適用できるもので
ある。 【０１１８】なお、各駆動ギア６８，６９が各軸６３，
６４に対して、その軸線方向内側へずれることを防止す
る構成は各種採用でき、例えば図２５に示すように、ユ
ニットケース２の奥側内板５４によって、各ギア６８，
６９が軸６３，６４の軸線方向内側へ動くことを防止す
ることができる。或いは図２６に示すように、各軸６
３，６４に段部１６３を形成し、この段部１６３により
各ギア６８，６９がその軸線方向内側へずれ動くことを
防止してもよい。また、図２７に示すように、Ｅリング
又はＣリングより成る係止リング１６４によって各ギア
６３，６４の軸線方向内側へのずれ動きを防止してもよ
い。 【０１１９】ところで、上述した作像ユニット１は、感
光体７、帯電ローラ８、クリーニングブレード１８より
成るクリーニング部材などの多数の部品を有し、しかも
二成分系現像剤１０１が現像剤室９０に収容されて使用
される。このような各要素は、経式的に劣化し、遂には
使用に耐え得ない状態となる。通常、これらの要素は、
これを使用し得なくなる直前の時期に新たなものと交換
される。この交換時期が各要素の寿命である。その際、
その各要素が、全く別々に寿命となるように構成されて
いると、個々の要素が寿命となるごとに、その要素を交
換しなければならず、その交換作業が大変煩雑となる。 【０１２０】そこで、作像ユニット１の複数の構成要素
がほぼ同時に寿命となるように、その各要素を構成する
ことが好ましい。このようにすれば、寿命となった複数
の要素を同時に交換でき、また作像ユニット１の全体を
新たなものと交換することも可能である。 【０１２１】例えば、感光体７と現像剤１０１の寿命が
一致するように、そのそれぞれを構成する。このように
すれば、感光体７と現像剤１０１が寿命となったとき、
これらを同時に交換でき、又は作像ユニット１の全体を
交換しても経済性が著しく阻害されることはない。 【０１２２】また、感光体７と、現像剤１０１と、クリ
ーニングブレード１８と、帯電ローラ８の寿命を全て一
致させるようにすれば、これらが寿命となったとき、こ
れらを同時に交換又は作像ユニット１の全体を新たなも
のと交換することができる。 【０１２３】ここで、作像ユニット１の各構成要素の寿
命は次のようにして設定することできる。 【０１２４】先ず現像剤の寿命、より正確にはそのキャ
リアの寿命は、その現像剤の撹拌及び循環などにより、
キャリア表面のコーティング層が経時的に剥がされ、キ
ャリアの摩擦帯電特性が劣化していくことにより決定さ
れる。すなわち、キャリアのコーティング層厚と、現像
装置１０の現像剤室９０に収容される現像剤１０１の全
量を選定することによって、現像剤１０１の大略の寿命
を決定することができるのである。 【０１２５】感光体７の寿命は、主にその感光層３１
が、クリーニングブレード１８によって経時的に削ら
れ、その膜厚が減少し、適正帯電電位が得られなくなる
ことにより決定される。すなわち、感光層３１の膜厚を
選定することによって感光体７の大略の寿命を設定でき
る。 【０１２６】クリーニングブレード１８の寿命は、その
感光体７に対する当接圧と、感光体７に当接しているブ
レードエッジの摩耗量とによって決定される。一般に、
その摩耗量が大きくなると、感光体上の残留トナーに対
するクリーニング性が劣化する。ところが、クリーニン
グブレード１８の感光体７に対する当接圧が高い方が、
クリーニングブレード１８の摩耗量が大きくなるもの
の、そのクリーニング性が高まるので、クリーニングブ
レード１８の寿命は延びる。但し、その当接圧が高い
と、感光体７の負荷トルクが増大する不具合がある。こ
のようなことから、感光体７に対するクリーニングブレ
ード１８の当接圧を選定することによって、クリーニン
グブレード１８の大略の寿命を設定することができる。 【０１２７】帯電ローラ８の寿命は、帯電ローラ表面に
付着した微小トナーをクリーニングするクリーニングパ
ッド３２（図１）を帯電ローラ８に対して押し付ける圧
力に左右され、その押し付け圧が大きいと帯電ローラ８
に対するクリーニング性は良いが、経時で帯電ローラ表
面に傷が発生し、画像むらとなる。また、押し付け圧が
小さいと帯電ローラ８に対するクリーニング性が悪くな
る。このようなことから、帯電ローラ８に対するクリー
ニングパッド３２の押圧力を選定することによって、帯
電ローラ８の大略の寿命を設定できる。 【０１２８】以上が作像ユニット１を構成する各要素の
寿命を決定する要因であるが、次に感光体７と現像剤１
０１の寿命を一致させるときのより具体的な例を示す。 【０１２９】先ず、新たな作像ユニット１を使用し始め
てから、Ｓ枚の転写紙に画像を形成したとき、すなわち
コピー枚数がＳ枚となったときに感光体７と現像剤１０
が寿命となり、このとき作像ユニット１の全体を交換す
るものとする。 【０１３０】現像剤１０１については、これが劣化して
使用し得ない状態となるまで使用するとしたとき、上記
Ｓ枚の画像形成を終えた直後に、キャリアの摩擦帯電特
性が劣化するように、キャリアのコーティング層厚とそ
の現像剤の量を決定する。キャリアの摩擦帯電極性は、
トナー比電荷（単位重量当りの電荷量Ｑ／Ｍ）で表わす
ことができ、図２８にそのトナー比電荷とコピー枚数と
の関係を示す。トナー比電荷（Ｑ／Ｍ）が許容範囲より
も低下すると、地肌汚れや画像濃度低下を起こすので、
このような状態となる直前に、コピー枚数がＳ枚となる
ようにキャリアのコーティンク層厚とその現像剤の量を
設定するのである。 【０１３１】例えば、上述のＳ枚を３０Ｋ枚、４０Ｋ
枚、又は５０Ｋ枚（Ｋ＝１０００）とした場合、現像剤
の寿命は、上述のようにキャリアの摩擦帯電特性の代用
値であるトナー比電荷（Ｑ／Ｍ）の値で決定されるが、
この値が３０Ｋ、４０Ｋ、又は５０Ｋ枚の各枚数通紙後
でも１０〜４０μｃ／ｇの範囲内にあるように、しかも
この各コピー枚数に達した直後にトナー比電荷がこの値
よりも低下するように、キャリアのコーティング層厚と
現像剤の量を選択すれば、現像剤の寿命を正しく設定で
きる。具体的には、コーティング層厚を、例えば０．５
μｍ〜１．５μｍの範囲の中から選択し、かつ現像剤量
（重量）を２．４５Ｎ〜４．４１Ｎの範囲の中から選択
する。なお、現像剤１０１の量は少なければそれだけコ
ストを低減できるので、寿命コピー枚数が３０Ｋ枚のと
きは、５０Ｋ枚のときより現像剤量を少なくする方向
で、キャリアのコーティング層厚との組合せを設定する
ことが望ましい。 【０１３２】次に、感光体７についても、これが劣化す
るまで使用し続けると仮定したとき、コピー枚数がＳ枚
となった直後に適正帯電電流が得られなくなるように、
その感光層３１の膜厚を設定する。その一例として、経
時による感光層３１の膜厚変化によって、その帯電電位
が変化する幅を２０Ｖ以下にする場合を考えると、先に
帯電ローラ８の帯電メカニズムのところで示した式の中
で、感光層３１の膜厚の影響を受ける放電開始電圧（帯
電開始電圧）Ｖgの項の変動が２０Ｖ以下となるよう
に、感光層３１の膜厚を選定すればよい。Ｓ枚のコピー
後の感光層摩耗量は予め判るので、これをｌとする。初
期の感光層の膜厚をｄ、その比誘電率をＫdとし、初期
の帯電開始電圧をＶgs、Ｓ枚のコピー後の帯電開始電圧
をＶgeとすると、 Ｖgs＝３１２＋６．２×ｄ／Ｋd＋√（７７３７．６×ｄ／Ｋd） Ｖge＝３１２＋６．２×(ｄ−ｌ)／Ｋd＋√{７７３７．６×(ｄ−ｌ)／Ｋd} Ｖgs−Ｖge＝１．９３１＋４９．１７｛√ｄ−√（ｄ−ｌ）｝ ここで、ｌが３μｍとすると、 Ｖgs−Ｖge＝５．７９＋４９．１７｛√ｄ−√（ｄ−３）｝ となり、変化幅２０Ｖ以下とすると、 Ｖgs−Ｖge＝５．７９＋４９．１７｛√ｄ−√（ｄ−３）｝≦２０ √ｄ−√（ｄ−３）≦０．２８９ となる。ここで、√ｄ＝Ｄ、ｄ−３＝Ｄ²−３とする
と、 Ｄ−√（Ｄ²−３）≦０．２８９ √（Ｄ²−３）≦Ｄ−０．２８９ となり、その両辺を２乗すると、 Ｄ²−３≦Ｄ²−０．５７８Ｄ＋０．０８３５ ０．５７８Ｄ≦３．０８３５ ∴Ｄ≦５．３３ √ｄ＝Ｄより、ｄ＝Ｄ² ∴ｄ＝５．３３²＝２８．４μｍ 【０１３３】よって、Ｓ枚コピー後に感光層３１が仮に
３μｍ摩耗するとした場合、２８．４μｍの膜厚の感光
層を選定することで、変動幅を２０Ｖ以下とすることが
可能となる。 【０１３４】例えば感光体７が３０Ｋ枚のコピー枚数で
寿命となるようにするには、３０Ｋ枚の通紙後の感光層
の膜厚変化による電位低下が２０Ｖ以下となるように、
しかもその感光体をさらにそのまま使用し続けたとした
とき、その直後に電位低下が２０Ｖよりも大きくなるよ
うに、感光層３１の膜厚を設定する。３０Ｋ枚のコピー
後の感光層３１の摩耗量が２μｍであるとすると、前述
の計算式より、その初期の膜厚は１３μｍ近傍となる。 【０１３５】同様に、４０Ｋ枚まで感光体７が寿命とな
るようにするときは、その感光層３１の摩耗量は２．５
μｍとなるから、その初期の膜厚を２０μｍ近傍とすれ
ばよい。 【０１３６】さらに、５０Ｋ枚で感光体７が寿命となる
ときは、感光層３１の摩耗量は３μｍとなるから、その
初期の膜厚を２８．４μｍ近傍とする。 【０１３７】上述のようにして、現像剤と感光体の寿命
を一致させることが可能となり、感光体と現像装置を一
体化した作像ユニットを一括で交換できる。これによ
り、個々の部品を別々の時期のサービスマンが行って交
換するのに比べ、メンテナンス費用を大幅に削減でき
る。 【０１３８】また、クリーニングブレード１８がＳ枚の
コピーで寿命となるようにするには、そのブレード１８
の感光体表面への当接圧とクリーニングブレード１８の
摩耗量の関係を示した図２９のグラフから判るように、
例えばクリーニングブレード１８の当接圧が小なると
き、Ｓ枚のコピー終了時に未だクリーニング不良が発生
せず、しかもこのクリーニングブレード１８をさらにそ
のまま使用し続けたときに、Ｓ枚のコピー直後に、クリ
ーニング不良が発生するように、その当接圧を設定す
る。クリーニングブレード１８の当接圧が大なるときも
同様である。 【０１３９】当接圧を高目に設定すると、クリーニング
ブレード１８の摩耗量が多くなるが、クリーニングブレ
ード１８がクリーニング良好な状態で感光体を清掃でき
るコピー枚数が増大し、クリーニングブレード１８の寿
命を延ばせることは、図２９からよく理解できる。但
し、その当接圧が大きいと、前述のように感光体の負荷
トルクが増大し、その分、駆動モータに大きな負荷がか
かり、駆動モータの容量を大きくしなければならず、画
像形成装置のコストが上昇する。従って、クリーニング
ブレード１８の感光体７に対する当接圧をあまり高く設
定しない方が経済的である。 【０１４０】上述のようにして、クリーニングブレード
１８の寿命を設定でき、その寿命を感光体７と現像剤の
寿命に一致させることにより、これらを同時に交換で
き、メンテナンス費用をさらに安くすることができる。 【０１４１】例えば、前述のように、現像剤と感光体７
の寿命を３０Ｋのコピー枚数としたとき、感光体７に対
するクリーニングブレード１８の当接圧を０．１１７６
Ｎ／cm近傍とし、また寿命を４０Ｋのコピー枚数とした
ときは、感光体７に対するクリーニングブレード１８の
当接圧を０．１５６８Ｎ／cm近傍に設定する。また寿命
となるコピー枚数が５０Ｋのときは、クリーニングブレ
ード１８の当接圧を０．１９６Ｎ／cm近傍に設定するこ
とによって、各要素の寿命をほぼ一致させることができ
る。 【０１４２】また、Ｓ枚のコピー枚数で帯電ローラ８が
寿命となり、このときこれを交換するように当該ローラ
８を構成するには次のようにすればよい。 【０１４３】図３０及び図３１は、帯電ローラ８の表面
上に付着した微小トナーを清掃するクリーニングパッド
３２が帯電ローラ８の表面に当接する圧接力（パッド
圧）と、そのパッド３２によるクリーニング性と、帯電
ローラ８の表面に発生する傷による画像むらの関係を示
している。これらの図中に「ＯＫ」で示した範囲がクリ
ーニングパッド３２による帯電ローラ８のクリーニング
性が良好で、画像むらが少ない範囲である。 【０１４４】図３０及び図３１より、Ｓ枚コピー後で
も、クリーニングパッド３２によるクリーニング性が良
好で、かつ画像むらの発生がなく、しかもその帯電ロー
ラ８をそのまま使用し続けた場合に、Ｓ枚のコピー直後
に、クリーニング性と画像むらが不良となるように、パ
ッド圧を選定する。このようにして、現像剤１０１、感
光体７、クリーニングブレード１８及び帯電ローラ８の
寿命を全て一致させることができる。 【０１４５】例えば、その寿命までのコピー枚数Ｓを３
０Ｋとするときは、帯電ローラ８に対するパッド３２の
圧接力（パッド圧）を５．８８Ｎ近傍に設定し、寿命コ
ピー枚数Ｓが４０Ｋのときは、パッド圧を７．８４Ｎ近
傍に設定する。同様に、寿命コピー枚数Ｓが５０Ｋのと
きは、パッド圧を９．８Ｎ近傍に設定する。 【０１４６】なお、このパッド圧も、そのパッド３２に
よる帯電ローラ８のクリーニング性を満足できれば、低
目の設定することが好ましく、これにより感光体７の駆
動負荷を低減できるので、その駆動モータとして小容量
のものを使用でき、コストを低減できる。 【０１４７】以上の通り、ユニットケース２に組付けら
れる交換要素、すなわち感光体７、現像剤１０１、クリ
ーニングブレード１８、帯電ローラ８を一定枚数コピー
した後、これらが同時に寿命となるように、その各要素
の材料を選び、かつ特性値を設定することで、今まで以
上に経済的で無駄のないユニットとを構成でき、その部
品交換時に、一つの作像ユニットを交換することで交換
作業が終了し、メンテナンス性を大幅に向上させ、メン
テナンス費用を大幅に削減可能となる。 【０１４８】これに対し、低コストの高耐久部品の使用
が可能であれば、その個々の部品の寿命を変えるように
構成することも可能である。 【０１４９】以上、ユニットケースに感光体と現像装置
とクリーニング装置と帯電ローラの作像要素を組付けて
作像ユニットを構成したが、これらの作像要素、又は他
の作像要素を適宜組合せ、少なくとも１つの作像要素を
ユニットケースに組付けて作像ユニットを構成すること
もできる。通常は、少なくとも感光体と現像装置とをユ
ニットケースに組付けて作像ユニットを構成することが
多い。このように少なくとも１つの作像要素とユニット
ケースとを組付けて作像ユニットを構成することによ
り、その組立性が向上し、しかもその作像ユニットの交
換時の操作性が高められる。 【０１５０】 【発明の効果】請求項１に記載の画像形成装置によれ
ば、ユニットケースの下部が転写紙を案内するガイド部
を兼ねているので、そのガイド部として独立した部材を
設ける必要がなく、画像形成装置のコストを低減でき
る。 【０１５１】しかも、通紙領域以外のユニットケース下
部の部分に、ガイド部よりも外方に突出した突部を設け
たので、作像ユニットを画像形成装置本体から外し、そ
のユニットを載置面上に載置したとき、ガイド部に異物
が付着したり、異物によってガイド部が傷つけられる不
具合を阻止できる。 【０１５２】さらに、ガイド部がガイドリブによって構
成されているので、そのガイド部に静電気力によって転
写紙が密着することを防止でき、異常画像の発生を阻止
できる。またガイドリブにトナーが付着したときも、そ
のリブと転写紙の接触面積は小さいので、そのトナーが
転写紙に多量に付着することはなく、転写紙の汚れを防
止できる。

【図面の簡単な説明】 【図１】画像形成装置本体に装着された作像ユニットの
垂直断面図である。 【図２】現像剤カートリッジの装着されていない作像ユ
ニットとトナーボトルを示す外観斜視図である。 【図３】ケースカバー、現像ケースカバー、及び上カバ
ーを取り外した状態の作像ユニットを示す斜視図であ
る。 【図４】図３と同じ状態の部分断面平面図である。 【図５】ケース本体を反転させた状態を示す斜視図であ
る。 【図６】他の例を示す、図５と同様な斜視図である。 【図７】感光体の拡大模式断面図である。 【図８】感光体と帯電ローラの模式図である。 【図９】帯電ローラと感光体と電源の等価回路を示す図
である。 【図１０】現像装置と感光体の関係を示す説明断面図で
ある。 【図１１】ドクタブレード、現像スリーブ、支持部材及
び入口シールカバーの分解斜視図である。 【図１２】現像モデルを示す説明図である。 【図１３】トナー電荷とトナーに働く力との関係の一例
を示すグラフである。 【図１４】転写モデルを示す説明図である。 【図１５】感光体と転写ローラの関係を示す説明図であ
る。 【図１６】図１５の等価回路を示す図である。 【図１７】感光体と転写ローラと転写紙の関係を示す説
明図である。 【図１８】図１７の等価回路を示す図である。 【図１９】感光体と転写ローラの関係を示す説明図であ
る。 【図２０】図１９の等価回路を示す図である。 【図２１】トナーリサイクルベルトの拡大斜視図であ
る。 【図２２】トナーリサイクルベルトの垂直断面図であ
る。 【図２３】ユニットケースの奥側外板の他の例を示す斜
視図である。 【図２４】ユニットケースの奥側外板のさらに他の例を
示す斜視図である。 【図２５】駆動ギアが軸の軸線方向内側にずれることを
防止する一構成例を示す水平断面図である。 【図２６】駆動ギアが軸の軸線方向内側にずれることを
防止する他の構成例を示す水平断面図である。 【図２７】駆動ギアが軸の軸線方向内側にずれることを
防止するさらに他の構成例を示す水平断面図である。 【図２８】コピー枚数とトナー比電荷との関係の一例を
示すグラフである。 【図２９】コピー枚数とクリーニングブレードの摩耗量
との関係の一例を示すグラフである。 【図３０】コピー枚数と帯電ローラのクリーニング性と
の関係の一例を示すグラフである。 【図３１】コピー枚数と画像むらとの関係の一例を示す
グラフである。 【符号の説明】 １ 作像ユニット ２ ユニットケース ２１ 底壁 ２３ ガイド部 ２６ ガイドリブ ２７ 突部 １００ 転写紙 Ｗ 通紙領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−92883（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−100665（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−213857（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−110264（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−120962（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−153564（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/00 550 G03G 21/18

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 像担持体に形成されたトナー像を、該担
   持体に向けて搬送された転写紙に転写して記録画像を得
   る画像形成装置であって、前記像担持体を含む作像要素
   の少なくとも１つをユニットケースに組付けて作像ユニ
   ットを構成すると共に、該作像ユニットを画像形成装置
   本体に着脱可能に装着して成る画像形成装置において、
   画像形成装置本体に装着された作像ユニットのユニット
   ケース下部が、搬送される転写紙のガイド部を構成する
   ように、当該作像ユニットのユニットケースを位置決め
   し、かつ転写紙が通過する通紙幅範囲の両外方のユニッ
   トケース下部の部分に、ユニットケースの底壁からの突
   出高さが転写紙のガイド部の当該突出高さよりも高くな
   った突部を設け、該ガイド部が、ユニットケースの底壁
   に突設されていて、かつ転写紙の搬送方向に沿って延び
   る複数のガイドリブによって構成され、該ガイドリブの
   ユニットケースの底壁からの突出高さは、当該ガイドリ
   ブの転写紙搬送方向上流側部から下流側部へ向けて漸次
   低くなるように設定され、該転写紙搬送方向上流側部
   は、その自由端縁が丸みをもった状態でユニットケース
   の底壁から突出し、転写紙搬送方向上流側の突部と転写
   紙搬送方向下流側の突部の間の中間部分は、これらの突
   部よりもユニットケースの底壁の側に窪んだ凹部として
   形成され、かつ該両突部と前記中間部分は、前記ガイド
   リブに対してほぼ平行に延び、前記ユニットケースを、
   その外部から、転写紙搬送方向に対して直交する方向に
   見たとき、前記ガイドリブが、前記突部と前記中間部分
   とによって覆われるように、当該ガイドリブと突部と中
   間部分のユニットケースの底壁からの突出高さが設定さ
   れていることを特徴とする画像形成装置。