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JP2003307930A - 現像装置およびこの現像装置を備える画像形成装置 - Google Patents

現像装置およびこの現像装置を備える画像形成装置

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JP2003307930A
JP2003307930A JP2002114627A JP2002114627A JP2003307930A JP 2003307930 A JP2003307930 A JP 2003307930A JP 2002114627 A JP2002114627 A JP 2002114627A JP 2002114627 A JP2002114627 A JP 2002114627A JP 2003307930 A JP2003307930 A JP 2003307930A
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image forming
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JP2002114627A
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Shinichi Sugiyama
慎一 杉山
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Canon Inc
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、複数本現像スリーブを同一現像容
器に配置された現像装置において、画像不良がなく、ト
ナー漏れや現像スリーブ回転負荷増大のない安定した現
像性能を発揮できる現像装置および該現像装置を具備し
た画像形成装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明に係る現像装置の代表的な構成
は、感光ドラム1に近接対向させた現像上スリーブ23、
現像下スリーブ24を有し、現像上スリーブ23、現像下ス
リーブ24を現像剤を収容する現像容器22の側壁に対して
回転可能に軸支し、現像容器22と現像上スリーブ23、現
像下スリーブ24を一体的に構成した現像装置21におい
て、現像上スリーブ23、現像下スリーブ24のうち画像形
成工程において最下流に位置する現像下スリーブ24の軸
線と同一軸線上に位置し、現像下スリーブ24に回転自在
に接続され、感光ドラム1と当接して現像下スリーブ24
と感光ドラム1との距離を一定に保つための突き当てコ
ロ28を設け、現像上スリーブ23には感光ドラム1との空
隙を一定に保つための該突き当て部材を設けないことを
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、電子写真方式のプ
リンター、複写機などに用いられる現像装置に関係し、
特には、複数の現像剤坦持体を設けた現像装置およびこ
の現像装置を備える画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図9は従来の画像形成部の概略構成を示
した断面図である。図9に示す複写機等の画像形成部で
は、像坦持体である感光体101を帯電装置102により帯電
し、露光光学系により原稿の画像を露光位置103におい
て露光して感光体101の周面に静電潜像を形成する。こ
の感光体101の周面上に形成された静電潜像を現像装置1
09で現像して現像剤(トナー)像を形成し、該トナー像
を転写装置104の電圧印加によって転写材に転写する。
転写後の感光体101をクリーニング装置106でクリーニン
グした後、帯電前露光を行い残留電荷を除去し、再び上
記の工程を繰り返して画像形成を行う。
【0003】ここで、現像装置109は、現像剤坦持体111
(以下現像スリーブ)を感光体101に対して一定の空隙
を設けて設置されている。この空隙を規制する手段は、
現像スリーブ111の同軸上で回転する規制部材118(突き
当てコロ)の外径と、現像スリーブ111の外径との差に
より決定され、さらに現像スリーブ111を感光体101側に
押圧することで、前記空隙を保証する突き当てコロ方式
が一般的である。
【0004】近年、コピーおよびプリンター速度の高速
化に伴い、現像スリーブを2本設け、高速対応可能にし
た現像装置がある。図10は2本の現像スリーブを有す
る第一の従来例の現像装置の概略断面図である。このよ
うな現像装置では、画像形成工程において上流側に位置
する現像スリーブ111a(以下現像上スリーブ)と下流
側に位置する現像スリーブ111b(以下現像下スリー
ブ)とを現像容器110に軸間固定し、回転可能に配置さ
れている。
【0005】また、感光体101は、その寸法精度上、回
転時に振れが生じるため、単に突き当てコロ121a、121
bを感光体101表面に当接させた状態で現像装置109を固
定してしまうと感光体101の回転を阻害する虞がある。
このため、感光体101の振れを吸収するために、現像装
置109の現像容器110をばね等の弾性部材131を介して感
光体101の方向に押し付けることにより、感光体101の振
れを弾性部材131の弾性力で吸収する構成が採られてい
る。
【0006】また、図11は、2本の現像スリーブを有
する第二の従来例の現像装置の概略断面図である。この
従来例においては、現像上スリーブ111aを現像容器110
に回動支持し、現像下スリーブ111bを前記軸支された
現像上スリーブ111aの両側同軸上を支点とする独立し
た一対の揺動部材141を介して回動軸支し、揺動部材141
を弾性部材151によって感光体101に押圧する構成の装置
も提案されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来の1本現像スリー
ブを有する現像装置において、現像スリーブ111と感光
体101の空隙は、様々な観点からある限られた範囲内で
高精度に配置構成されている。現像スリーブ111を2本
設け、高速対応可能にした現像装置109においても同様
であり、現像上スリーブ111aと感光体の空隙、現像下
スリーブ111bと感光体101の空隙、さらには現像上スリ
ーブ111aと現像下スリーブ111bの空隙すべてにおいて
高精度の空隙保障が必要とされてきた。
【0008】しかしながら、複数本の現像スリーブ111
を同一現像容器内に軸間固定されている第一の従来例に
おいては、以下のような問題があった。
【0009】現像スリーブ同軸上の突き当てコロ121
a、121bを感光体101に当接する際、軸間固定された前
奥合計4箇所以上の突き当て部分が同一周面上の感光体
と当接するため、加圧力が低いと少なくとも1箇所の突
き当てコロは感光体101との間に隙間を持ち、すなわち
感光体101と現像スリーブ111の空隙が所望の値より大き
くなることから、飛び散り、尾引き等の画像不良が発生
する。
【0010】逆に、加圧力が高いと現像容器もしくは現
像スリーブ111に歪が生じ、主要な空隙を保障すること
が不可能となる。さらに、感光体101および現像スリー
ブ111の回転を阻害するばかりか、使用中に突き当てコ
ロ121a、121bが削れ、すなわち感光体101と現像スリ
ーブ111の空隙が所望の値より小さくなることから、か
ぶり等の画像不良が発生する。
【0011】また、揺動部材141を介して他方の現像ス
リーブ111bを回動軸支し、揺動部材141を弾性部材151
によって感光体101に押圧する第二の従来例において
も、以下のような問題があった。
【0012】現像装置109に固定された現像スリーブ111
aと感光体101、および揺動部材141を介して軸支された
他方の現像スリーブ111bと感光体101の空隙は保障さ
れ、両者の現像スリーブ111a、111b間の端部での軸中
心は保障される。
【0013】しかし、前述した現像容器固定の第一の従
来例同様、4点で感光体101に突き当てるために各現像
スリーブ111a、111b間の母線ずれが生じ、すなわち現
像上スリーブ111aと現像下スリーブ111bの空隙が軸長
手方向で不均一になることから、各現像スリーブ111
a、111b上に形成されるトナーコートムラによる画像
不良が発生する。
【0014】さらに本従来例では、現像スリーブ111端
部からのトナー漏れを防止するための磁性シール部材が
現像容器に対して固定されており、揺動部材141を介し
て軸支されている側の現像スリーブ111bと前記磁性シ
ールとの間隙が感光体101の振れに応じて変動する。す
なわち間隙増大によるトナー漏れ、あるいは間隙減少に
よるトナー融着から、現像スリーブ回転負荷トルクが増
大するといった問題があった。
【0015】そこで、本発明は、複数本現像スリーブを
同一現像容器に配置された現像装置において、画像不良
がなく、トナー漏れや現像スリーブ回転負荷増大のない
安定した現像性能を発揮できる現像装置および該現像装
置を具備した画像形成装置を提供することを目的とす
る。
【0016】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明に係る現像装置の代表的な構成は、感光体に近
接対向させた複数の現像剤坦持体を有し、該複数の現像
剤坦持体を現像剤を収容する現像容器の側壁に対して回
転可能に軸支し、現像容器と複数の現像剤坦持体を一体
的に構成した現像装置において、前記複数の現像剤坦持
体のうち画像形成工程において最下流に位置する現像剤
坦持体の軸線と同一軸線上に位置し、該現像剤担持体に
回転自在に接続され、感光体と当接して現像剤担持体と
感光体との距離を一定に保つための突き当て部材を設
け、他の現像剤坦持体には感光体との空隙を一定に保つ
ための該突き当て部材を設けないことを特徴とする。
【0017】
【発明の実施の形態】本発明に係る現像装置およびこの
現像装置を備える画像形成装置の実施形態について、図
を用いて説明する。図5は、本実施形態にかかる画像形
成装置の概略構成を示す模式的断面図である。
【0018】図5に示すように、本実施形態にかかる画
像形成装置としては、画像読取部8で原稿の画像を読み
取り、読み取られた画像データに基づいたコントローラ
(図示せず)からの指令により、潜像担持体たる感光ド
ラム1の表面に画像書き込み部9から露光を行って感光
ドラム1上に静電潜像を形成する。
【0019】尚、露光の前に、感光ドラム1の表面が帯
電器2により所定の電位に一様に帯電させられており、
一様に帯電させられた感光ドラム1上に、画像書き込み
部9からレーザー光等を照射することにより、感光ドラ
ム1上に静電潜像が形成される。感光ドラム1上に形成
された静電潜像は、現像装置21によって現像剤たるトナ
ーが付与されることにより現像され、その後、現像され
たトナー画像が感光ドラム1の回転により転写装置4と
の対向部へ搬送される。
【0020】現像されたトナー画像の搬送に対応して、
ピックアップローラ32により記録媒体たるシートSがシ
ートカセットから1枚づつ給送されるとともに、レジス
トローラ対35によってタイミングを取って感光ドラム1
と転写装置4との対向部へ搬送される。そして、シート
Sが感光ドラム1と転写装置4との対向部を通過する際
に、感光ドラム1上の現像されたトナー画像が転写装置
4によりシートSの上に転写される。
【0021】トナー画像が転写されたシートSは、所定
の搬送装置により定着ローラ対7の位置に搬送され、定
着ローラ対7で圧接されるとともに、定着ローラ内に設
けられたヒーター(図示せず)により加熱されて、シー
トS上のトナーがシートSに溶融定着させられる。その
後、トナー画像が定着させられたシートSは、排出ロー
ラ11により装置本体外部のトレイ15に収納され一連の画
像形成プロセスが終了する。
【0022】(現像装置)次に、現像装置21について説
明する。複数本現像スリーブを同一現像容器に配置され
た現像装置においても、現像上スリーブと感光体の空
隙、現像下スリーブと感光体の空隙、さらには現像上ス
リーブと現像下スリーブの空隙すべてにおいて高精度の
空隙保障が必要とされてきたと前述した。
【0023】しかしながら、現像上スリーブと感光体の
空隙、現像下スリーブと感光体の空隙を振って、線幅/
尾引き指数/飛び散り指数等の画像での確認実験をおこ
なった結果、以下のことが判明した。
【0024】図6は感光体と各現像スリーブの空隙を振
った時の線幅を示す図である。現像下スリーブと感光体
の空隙が広がると線幅が細ってしまうが、現像上スリー
ブと感光体の空隙を広げても殆ど影響しないことがわか
る。
【0025】図7は感光体と各現像スリーブの空隙を振
った時の尾引き指数を示す図である。この尾引き指数が
大きいほど画像尾引きレベルの悪化を示す。この実験結
果からも現像下スリーブと感光体の空隙が広がると尾引
きレベルは悪くなるが、現像上スリーブと感光体の空隙
を広げても殆ど影響しないことがわかる。
【0026】図8は感光体と各現像スリーブの空隙を振
った時の飛び散り指数を示す図である。この飛び散り指
数が大きいほど画像飛び散りレベルの悪化を示す。この
実験結果からも現像下スリーブと感光体の空隙が広がる
と飛び散りレベルは悪くなるが、現像上スリーブと感光
体の空隙を広げても殆ど影響しないことがわかる。
【0027】すなわち、現像上スリーブと感光体の空隙
精度が高精度に保障されなくても画像に殆ど影響がな
く、現像下スリーブと感光体の空隙が重要であるという
結果が得られた。
【0028】一方、現像上スリーブと現像下スリーブ同
士の空隙は重要であり、この空隙が0.4mm以下であ
るとスリーブ表面にコートされたトナーのトリボが低下
して画像濃度薄を招き、空隙が0.6mm以上であると
スリーブ表面のトナーコートにムラができ、画像不良が
生じるという問題は過去の実験結果より明らかである。
【0029】そこで、現像装置21を以下のように構成し
た。図1は現像装置の概略断面である。現像装置21は、
現像剤を収納する現像容器22の感光ドラム1側に現像上
スリーブ23、現像下スリーブ24を設けている。
【0030】現像上スリーブ23は、内部に磁石を有し、
現像容器22に回転支持されている。現像下スリーブ24
は、現像上スリーブ同様、内部に磁石を有し、現像容器
22に回転支持されている。ここで、現像上スリーブ23と
現像下スリーブ24との対向する空隙が0.4から0.6
mmで、好ましくは0.5mmになるよう現像容器22の
側壁の嵌合穴基準でベアリングを介して位置出しされ、
近接配置されている。
【0031】現像上スリーブ23の上方には、現像容器22
に固定した保持部材26と、保持部材26に保持された現像
剤規制ブレード25とを設けている。現像下スリーブ24の
同軸上には感光体1の周面に当接し、現像下スリーブ24
と感光ドラム1との空隙を保障する突き当てコロ28を設
けている。
【0032】また、現像容器22の内部には容器内の現像
剤を撹拌し、現像スリーブ側に現像剤を搬送する撹拌部
材27a、27b、27c、27dを設けている。
【0033】図2は現像下スリーブ24の軸方向を断面に
した図である。現像下スリーブ24の軸上には、ベアリン
グ33、突き当てコロ28、加圧コロ29が設けられている。
【0034】現像下スリーブ24は両側をベアリング33に
よって現像容器22の側壁に回転支持され、更には感光体
1との空隙を規制する突き当てコロ28を回転可能に軸支
している。加圧コロ29は、現像装置21を画像形成装置本
体内に装着する際、後述する本体内に設けられた加圧手
段により加圧力を受ける。回転駆動入力ギア36は、不図
示の画像形成装置本体側の入力ギアから駆動を受け渡さ
れ、現像下スリーブ24へ回転駆動を伝達する。
【0035】図3は現像上スリーブ23の軸方向を断面に
した図である。現像上スリーブ23は、現像下スリーブ24
と同様に両側をベアリング34によって現像容器22の側壁
に回転支持されている。
【0036】現像上スリーブ23の回転は、現像下スリー
ブ24の回転軸上のギア(不図示)から現像容器22の側壁
に回転軸支されたアイドラーギア(不図示)を介し、現
像上スリーブ23の回転軸上のギア(不図示)に駆動を受
け渡され、現像下スリーブ24の回転を現像上スリーブ23
へ駆動伝達される。
【0037】あるいは、現像下スリーブ24の回転軸上の
プーリー(不図示)から現像上スリーブ23の回転軸上の
プーリー(不図示)に直接タイミングベルトを介して駆
動を受け渡し、現像上スリーブ23へ回転駆動を伝達して
もよい。
【0038】図4は現像装置21の側面図であり、現像装
置21の加圧手段を説明する図である。現像下スリーブ24
の両端には、現像下スリーブ24の回転軸と同心となるよ
うに2つの被加圧部材たる加圧コロ29が設けられてい
る。2つの加圧コロ29のそれぞれに、現像下スリーブ24
の回転中心と感光ドラム1の回転中心とを結ぶ直線Lと
平行な面を有し、その直線Lと平行な面が加圧コロ29の
外周に当接するようにして配置された一対の加圧コロ29
の規制部材29a、29bが設けられている。加圧コロ29
は、規制部材29a、29bにより直線Lに沿った方向にの
み移動するようになっている。
【0039】更に、画像形成装置本体に固定されて現像
容器22の両側を保持できる2枚の加圧プレート46と、加
圧プレート46に回転可能に支持されて、バネなどの弾部
材40により加圧コロ29を直線Lに沿った感光ドラム1側
に加圧できる加圧部である加圧アーム43とからなる加圧
手段が設けられている。この加圧手段により、現像下ス
リーブ24の両端が加圧コロ29を介して感光ドラム1方向
にのみ押し付けできるようになっている。
【0040】このようにして加圧された際、現像下スリ
ーブ24の外径よりもSDギャップの分だけ大きく形成さ
れた2つの突き当て部材たる突き当てコロ28により、突
き当てコロ28の外周を感光ドラム1の外周に当接させる
ことで、所定のSDギャップを保って感光ドラム1と現
像下スリーブ24とが配置されるようになっている。ま
た、2つの突き当てコロ28は、現像下スリーブ24にベア
リング33を介して設けられて、感光ドラム1と現像下ス
リーブ24との両者の回転を妨げないようになっている。
【0041】図2の平面図からもわかるように、感光ド
ラム1の両端に突き当てコロ28が突き当てられて、SD
ギャップを保障している。尚、突き当てコロ28が突き当
たる位置は、従来と同様、感光ドラム1の長手方向両端
部である。
【0042】上述のごとく、感光体周面に対して2個所
の突き当てコロで当接させて現像装置を位置出しするこ
とが可能となり、現像下スリーブ24と感光ドラム1との
主要空隙が確実に保障される。
【0043】また、現像容器22に必要以上の付勢力を与
えることなく、現像下スリーブ24と現像上スリーブ23と
の主要空隙が確実に保障され、さらには突き当てコロ28
の削れを防止できる。
【0044】また、現像装置21がある程度振れても現像
下スリーブ24の位置は画像形成装置本体に対して高精度
に位置出しされている。このため、ギア間精度不良によ
り発生するギアピッチムラ等の画像不良を防止できる。
【0045】さらに、複数本現像スリーブを同一現像容
器に配置された現像装置及び画像形成装置において、簡
素な構成で高画質を達成でき、トナー漏れや現像スリー
ブ回転負荷増大のない安定した現像性能を発揮できる。
【0046】
【発明の効果】以上説明したように、複数の現像剤坦持
体のうち画像形成工程において最下流に位置する現像剤
坦持体の軸線と同一軸線上に位置し、該現像剤担持体に
回転自在に接続され、感光体と当接して現像剤担持体と
感光体との距離を一定に保つための突き当て部材を設
け、他の現像剤坦持体には感光体との空隙を一定に保つ
ための該突き当て部材を設けない構成とした。
【0047】これにより、感光体周面に対して2個所の
突き当てコロで当接させて現像装置を位置出しすること
が可能となり、現像下スリーブと感光体との主要空隙が
確実に保障される。
【0048】また、現像剤坦持体を回転可能に軸支する
現像容器側壁の嵌合穴位置により、画像形成工程におい
て最下流に位置する現像剤坦持体と、他の現像剤坦持体
との空隙を規制した。これにより、現像下スリーブと現
像上スリーブとの主要空隙が確実に保障され、現像容器
側壁に歪を生じさせる外乱を防止することができる。
【0049】また、画像形成工程において最下流に位置
する現像剤担持体の軸線と同一軸線上に位置し、現像剤
担持体に接続され感光体へ向けて加圧される被加圧部材
を設けた。これにより、現像容器に必要以上の付勢力を
与えることなく、突き当てコロの削れを防止でき、現像
下スリーブと感光体との主要空隙を確実に保障できる。
【0050】また、画像形成工程において最下流に位置
する現像剤担持体の軸線と同一軸線上に位置し、現像剤
担持体に接続され該現像剤坦持体に画像形成装置本体か
ら駆動を伝達される駆動入力ギアを設けた。これによ
り、現像装置がある程度振れても現像下スリーブ位置は
画像形成装置本体に対して高精度に位置出しされる。こ
のため、ギア間精度不良により発生するギアピッチムラ
等の画像不良、間隙増大によるトナー漏れ、あるいは間
隙減少によるトナー融着から、現像スリーブ回転負荷ト
ルクが増大を防止することができる。
【0051】さらに、画像形成工程において最下流に位
置する現像剤担持体の突き当て部材中心と感光体中心を
結ぶ直線に略平行な加圧ガイド部材と、被加圧部材を該
加圧ガイドに沿って感光体方向に押圧するための加圧手
段とを画像形成装置本体に設けた。これにより、画像形
成装置として複数本現像スリーブを同一現像容器に有す
る本発明の現像装置をより効果的に使いこなすことが可
能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】現像装置の概略図である。
【図2】現像下スリーブ軸方向の断面図である。
【図3】現像上スリーブ軸方向の断面図である。
【図4】現像装置の加圧手段を説明する図である。
【図5】画像形成装置の概略構成を示す模式的断面図で
ある。
【図6】感光体と各現像スリーブの空隙を振った時の線
幅を示す実験データである。
【図7】感光体と各現像スリーブの空隙を振った時の尾
引き指数を示す実験データである。
【図8】感光体と各現像スリーブの空隙を振った時の飛
び散り指数を示す実験データである。
【図9】従来の画像形成装置の概略構成を示す模式的断
面図である。
【図10】2本の現像スリーブを有する第一従来例の現像
装置の概略断面図である。
【図11】2本の現像スリーブを有する第二従来例の現像
装置の概略断面図である。
【符号の説明】
S …シート 1 …感光ドラム 2 …帯電器 4 …転写装置 7 …定着ローラ対 8 …画像読取部 9 …画像書き込み部 11 …排出ローラ 15 …トレイ 21 …現像装置 22 …現像容器 23 …現像上スリーブ 24 …現像下スリーブ 25 …現像剤規制ブレード 26 …保持部材 27 …撹拌部材 28 …突き当てコロ 29 …加圧コロ 29a、29b …規制部材 32 …ピックアップローラ 33、34 …ベアリング 35 …レジストローラ対 36 …回転駆動入力ギア 40 …弾部材 43 …加圧アーム 46 …加圧プレート
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Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 像担持体に近接対向させた複数の現像剤
    坦持体を有し、該複数の現像剤坦持体を現像剤を収容す
    る現像容器の側壁に対して回転可能に軸支し、現像容器
    と複数の現像剤坦持体を一体的に構成した現像装置にお
    いて、 前記複数の現像剤坦持体のうち画像形成工程において最
    下流に位置する現像剤坦持体の軸線と同一軸線上に位置
    し、該現像剤担持体に回転自在に接続され、像担持体と
    当接して現像剤担持体と像担持体との距離を一定に保つ
    ための突き当て部材を設け、他の現像剤坦持体には像担
    持体との空隙を一定に保つための該突き当て部材を設け
    ないことを特徴とする現像装置。
  2. 【請求項2】 現像剤坦持体を回転可能に軸支する現像
    容器側壁の嵌合穴位置により、画像形成工程において最
    下流に位置する現像剤坦持体と、他の現像剤坦持体との
    空隙を規制したことを特徴とする請求項1記載の現像装
    置。
  3. 【請求項3】 現像装置を画像形成装置本体に対して着
    脱可能に設け、装着時に該現像装置の画像形成工程にお
    いて最下流に位置する現像剤担持体の軸線と同一軸線上
    に位置し、現像剤担持体に接続され像担持体へ向けて加
    圧される被加圧部材を有することを特徴とする請求項1
    乃至2に記載の現像装置。
  4. 【請求項4】 現像装置を画像形成装置本体に対して着
    脱可能に設け、装着時に該現像装置の画像形成工程にお
    いて最下流に位置する現像剤担持体の軸線と同一軸線上
    に位置し、現像剤担持体に接続され該現像剤坦持体に画
    像形成装置本体から駆動を伝達される駆動入力ギアを有
    することを特徴とする請求項1〜3記載の現像装置。
  5. 【請求項5】 現像装置を画像形成装置本体に対して着
    脱可能に設け、装着時に該現像装置の画像形成工程にお
    いて最下流に位置する現像剤担持体の突き当て部材中心
    と像担持体中心を結ぶ直線に略平行な加圧ガイド部材
    と、被加圧部材を該加圧ガイドに沿って像担持体方向に
    押圧するための加圧手段とを画像形成装置本体に設けた
    ことを特徴とする請求項1乃至4記載の現像装置を備え
    る画像形成装置。
  6. 【請求項6】 現像剤を収容する現像容器と、像担持体
    上に形成された共通の潜像を順次現像するべく前記現像
    容器に回転可能に軸支された第1の現像剤担持体及び第
    2の現像剤坦持体と、を有する現像装置において、 前記第1の現像剤担持体に回転自在に設けられ前記像担
    持体との距離を保持するための突き当て部材を有し、前
    記第2の現像剤担持体は前記像担持体と接触しないよう
    に前記現像容器に設けられることを特徴とする現像装
    置。
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