(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ローラ状になったトナー担持体を像担持体と対向する現像領域で下方から上方に移動するように回転させると共に、装置本体内においてローラ状になったトナー供給部材をこのトナー担持体と接触させて回転させ、トナーをこのトナー供給部材からトナー担持体に供給し、このトナー供給部材よりもトナー担持体の回転方向下流側の位置において規制部材によりトナー担持体によって搬送されるトナーの量を規制し、このトナーをトナー担持体により現像領域に導いて現像を行い、現像後におけるトナーをトナー担持体によって装置本体内に戻すようにした現像装置において、上記のトナー供給部材の下方に受け部材を設けてトナー担持体に供給するトナーを滞留させるトナー滞留部を形成すると共に、上記のトナー供給部材よりトナー担持体の回転方向下流側であって規制部材よりもトナー担持体の回転方向上流側におけるトナー担持体の表面に接触するプレ帯電部材を設け、さらに現像後におけるトナーをトナー担持体によって装置本体内に戻す位置にトナー担持体と接触するようにしてシール材を設け、上記のトナー供給部材とトナー担持体とが接触する位置から、トナー担持体と反対側でトナー供給部材の接線と水平線とがなす角度αがトナーの安息角と一致する位置までの領域において、上記のトナー供給部材と間隔を介して対向するように形成されたトナー滞留部の上壁面とトナー供給部材との最短間隔Ｓ１が０．１ｍｍ≦Ｓ１≦３ｍｍになるようにすると共に、トナー供給部材の接線と水平線とがなす角度αがトナーの安息角と一致する位置でのトナー供給部材の法線方向におけるトナー供給部材とトナー滞留部の上壁面との間隔Ｓ２が３ｍｍ以上になるようにしたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
異なった色彩のトナーを収容させた複数の現像装置と、これらの各現像装置により像担持体に形成されたトナー像が重ねて転写される中間転写体とを備えたカラー画像形成装置において、上記の現像装置として、請求項１に記載した現像装置を用いたことを特徴とするカラー画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複写機やプリンター等の画像形成装置に使用される現像装置及びこのような現像装置にそれぞれ色彩の異なったトナーを収容させてカラー画像を形成するカラー画像形成装置に係り、特に、現像剤にトナーのみを使用し、このトナーをローラ状になったトナー担持体により像担持体と対向する現像領域に導いて現像を行うにあたり、像担持体と対向する現像領域において、下方から上方に移動するようにトナー担持体を回転させると共に、このトナー担持体の下部に規制部材を設け、トナー担持体によって現像領域に搬送されるトナーの量をこの規制部材により規制するようにした現像装置及びこのような現像装置を使用したカラー画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、複写機やプリンター等の画像形成装置において使用される現像装置としては、現像剤にトナーとキャリアとを使用した２成分現像方式のものの他に、キャリアを使用せずにトナーのみを使用した１成分現像方式のものが知られている。
【０００３】
ここで、現像剤にトナーのみを使用した１成分現像方式の現像装置としては、例えば、図１に示すように、装置本体１の収容部１ａ内に収容されたトナーｔをトナー送り部材２によりローラ状になったトナー供給部材３に送り、このトナー供給部材３を回転させてトナーｔをローラ状になったトナー担持体４に供給し、このように供給されたトナーｔをこのトナー担持体４の回転によって搬送させると共に、このトナー担持体４の表面に規制部材５を圧接させ、この規制部材５によりトナー担持体４によって搬送されるトナーｔの量を規制すると共にこのトナーｔを摩擦帯電させ、このように規制されて帯電されたトナーｔをトナー担持体４により像担持体６と対向する現像領域に導いて現像を行うようにしたものが用いられていた。
【０００４】
ここで、従来の現像装置においては、同図に示すように、トナー担持体４と像担持体６とが対向する現像領域において、トナー担持体４と像担持体６とがそれぞれ上方から下方に移動するように回転していた。
【０００５】
しかし、画像形成装置の種類によっては上記の像担持体を現像領域において下方から上方に移動させることが必要になることがあり、特に、複数の現像装置にそれぞれ異なった色彩のトナーを収容させてカラー画像を形成するにあたり、像担持体に形成されたトナー像を重ねて転写させる中間転写体を設けたカラー画像形成装置においては、その装置をコンパクト化させるために、像担持体を現像領域において下方から上方に移動させることが必要になることがあった。
【０００６】
ここで、このように現像領域において像担持体を下方から上方に移動させる場合において、上記のようにトナー担持体が現像領域において上方から下方に移動するように回転させると、トナー担持体と像担持体とを接触させて現像させる場合には、トナー担持体が像担持体と接触する上流部分にトナーが溜って、このトナーが外部にこぼれたり、形成される画像にカブリが生じるという問題があり、またトナー担持体と像担持体とを接触させないで現像させる場合には、トナー担持体と像担持体との間でリークが発生しやすくなるという問題があった。
【０００７】
そして、近年においては、特開平９−２４４４０６号公報、特開平１０−１７１２２６号公報等に示されるように、トナー担持体と像担持体とが対向する現像領域において像担持体が下方から上方に移動する場合に、トナー担持体が現像領域において下方から上方に移動するようにトナー担持体が回転させ、このトナー担持体にローラ状になったトナー供給部材から供給した後、このトナー供給部材によりトナー担持体の回転方向下流側におけるトナー担持体の下部側においてトナー担持体に供給されたトナーを規制部材によって規制するようにした現像装置が提案されている。
【０００８】
ここで、これらの公報に示される現像装置においては、装置本体内に設けたトナー送り部材を回転させてトナーをトナー供給部材に送り、このトナー供給部材からトナー担持体にトナーを供給するようにしていた。
【０００９】
しかし、このようにトナー送り部材を回転させて、トナーをトナー供給部材に送るだけでは、十分な量のトナーをトナー供給部材からトナー担持体に供給することができず、特に、装置本体内におけるトナーの量が少なくなった場合には、トナー供給部材に導かれるトナーの量が少なくなって、トナー担持体に十分な量のトナーが供給されなくなり、トナー担持体によって現像領域に導かれるトナーの量が減少して、形成される画像の濃度が低下し、特に、ベタ画像を形成する場合に濃度低下やカスレが発生するという問題があった。
【００１０】
このため、上記のトナー送り部材の回転速度を速くして、トナー供給部材に送るトナーの量を増加させることが考えられるが、このようにトナー送り部材の回転速度を速くすると、装置本体内におけるトナーの残量を光学式センサーによって検知することが困難になるという問題があり、またトナー送り部材の回転速度を速くするために、動力の大きな駆動装置が必要になったり、回転速度を速くするための機構が必要になる等の問題があった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、回転するトナー担持体によりトナーを像担持体と対向する現像領域に導いて現像を行うにあたり、像担持体と対向する現像領域において、下方から上方に移動するようにトナー担持体を回転させると共に、このトナー担持体の下部に規制部材を設け、この規制部材によりトナー担持体により現像領域に搬送されるトナーの量を規制するようにした現像装置における上記のような問題を解決することを課題とするものである。
【００１２】
すなわち、この発明は、上記のような現像装置において、装置本体内に設けたトナー送り部材を回転させて、トナーをトナー供給部材に送り、このトナー供給部材からトナー担持体にトナーを供給するにあたり、十分な量のトナーが安定してトナー供給部材からトナー担持体に供給されるようにし、トナー担持体によって十分な量のトナーが現像領域に導かれ、ベタ画像を形成する場合においても濃度低下やカスレが発生するということがなく、十分な画像濃度を有する良好な画像が得られるようにすることを課題とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明における現像装置においては、上記のような課題を解決するため、ローラ状になったトナー担持体を像担持体と対向する現像領域で下方から上方に移動するように回転させると共に、装置本体内においてローラ状になったトナー供給部材をこのトナー担持体と接触させて回転させ、トナーをこのトナー供給部材からトナー担持体に供給し、このトナー供給部材よりもトナー担持体の回転方向下流側の位置において規制部材によりトナー担持体によって搬送されるトナーの量を規制し、このトナーをトナー担持体により現像領域に導いて現像を行い、現像後におけるトナーをトナー担持体によって装置本体内に戻すようにした現像装置において、上記のトナー供給部材の下方に受け部材を設けてトナー担持体に供給するトナーを滞留させるトナー滞留部を形成すると共に、上記のトナー供給部材よりトナー担持体の回転方向下流側であって規制部材よりもトナー担持体の回転方向上流側におけるトナー担持体の表面に接触するプレ帯電部材を設け、さらに現像後におけるトナーをトナー担持体によって装置本体内に戻す位置にトナー担持体と接触するようにしてシール材を設け、上記のトナー供給部材とトナー担持体とが接触する位置から、トナー担持体と反対側でトナー供給部材の接線と水平線とがなす角度αがトナーの安息角と一致する位置までの領域において、上記のトナー供給部材と間隔を介して対向するように形成されたトナー滞留部の上壁面とトナー供給部材との最短間隔Ｓ１が０．１ｍｍ≦Ｓ１≦３ｍｍになるようにすると共に、トナー供給部材の接線と水平線とがなす角度αがトナーの安息角と一致する位置でのトナー供給部材の法線方向におけるトナー供給部材とトナー滞留部の上壁面との間隔Ｓ２が３ｍｍ以上になるようにしたのである。
【００１４】
そして、この発明における現像装置のように、トナー担持体を像担持体と対向する現像領域で下方から上方に移動するように回転させ、規制部材よりトナー担持体の回転方向上流側の位置で、トナー供給部材からトナー担持体にトナーを供給するにあたり、トナー供給部材の下方に受け部材を設けてトナー担持体に供給するトナーを滞留させるトナー滞留部を形成すると共に、トナー担持体と反対側でトナー供給部材の接線と水平線とがなす角度αがトナーの安息角と一致する位置おいて、トナー供給部材と間隔を介して対向するように形成されたトナー滞留部の上壁面とトナー供給部材との間におけるトナー供給部材２５の法線方向の間隔Ｓ２が３ｍｍ以上になるようにすると、このトナー滞留部に十分な量のトナーが滞留されるようになる。
【００１５】
そして、このようにトナー滞留部に滞留されたトナーが上記のトナー供給部材によってトナー担持体に供給されるようになり、トナー送り部材の回転速度を速くしなくても、十分な量のトナーがトナー供給部材によってトナー担持体に供給されるようになり、特に、装置本体内におけるトナーの量が少なくなった場合においても、トナー担持体によって十分な量のトナーが安定して現像領域に導かれて現像に使用され、ベタ画像を形成する場合にも濃度低下やカスレが発生するのが抑制されて、十分な画像濃度を有する画像が得られるようになる。
【００１６】
また、この発明における現像装置のように、上記のトナー供給部材とトナー担持体とが接触する位置から、トナー担持体と反対側でトナー供給部材の接線と水平線とがなす角度αがトナーの安息角と一致する位置までの領域において、トナー供給部材と間隔を介して対向するように形成されたトナー滞留部の上壁面とトナー供給部材との最短間隔Ｓ１が０．１ｍｍ≦Ｓ１≦３ｍｍになるようにすると、トナー供給部材とこれに対向するトナー滞留部の上壁面との間においてトナーが詰まるということがなく、トナーがトナー供給部材によって適切に搬送されるようになり、またトナー供給部材とトナー滞留部の上壁面との間におけるトナーの量が多くなり過ぎるということもなく、トナー担持体と接触するように設けたシール材に圧力が加わってトナーが外部に漏れるのが防止される。
【００１７】
また、この発明におけるカラー画像形成装置においては、異なった色彩のトナーを収容させた複数の現像装置と、これらの各現像装置により像担持体に形成されたトナー像が重ねて転写される中間転写体とを備えたカラー画像形成装置において、この発明における上記のような現像装置を用いるようにしたのである。
【００１８】
そして、このようにカラー画像形成装置における各現像装置に、像担持体と対向する現像領域においてトナー担持体が下方から上方に移動するように回転するようになったこの発明の現像装置を使用すると、像担持体を現像領域において下方から上方に移動させるようにして十分な画像濃度を有する画像を形成することができると共に、カラー画像形成装置の構成に対応して、装置をコンパクト化させることもできるようになる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態に係る現像装置を添付図面に基づいて具体的に説明する。
【００２０】
この実施形態に係る現像装置においては、像担持体１０と僅かな間隔を介して対向するようにトナー担持体２１を設け、このトナー担持体２１と像担持体１０とを逆方向に回転させて、トナー担持体２１と像担持体１０とが対向する現像領域において、トナー担持体２１と像担持体１０とがそれぞれ下方から上方に移動するようにしている。
【００２１】
また、この現像装置においては、その装置本体２０の収容部２０ａ内にトナーｔを収容させると共に、羽根部材２２ａが設けられたトナー送り部材２２を回転可能に設けている。
【００２２】
そして、上記のトナー送り部材２２を回転させ、このトナー送り部材２２における羽根部材２２ａによって収容部２０ａ内に収容されたトナーｔを受け部材２３が設けられたトナー滞留部２４に供給するようにしている。
【００２３】
また、このようにしてトナーｔが供給されるトナー滞留部２４内に、外周部に発泡された弾性層２５ａを有するローラ状のトナー供給部材２５を上記のトナー担持体２１に圧接させるようにして設けている。
【００２４】
ここで、この実施形態に係る現像装置においては、図３に示すように、トナー担持体２１反対側でトナー供給部材２５の接線と水平線とがなす角度αがトナーｔの安息角と一致する位置ｂにおいて、トナー供給部材２５の法線方向におけるトナー供給部材２５とトナー滞留部２４の上壁面２４ａとの間隔Ｓ２が３ｍｍ以上になるようにすると共に、トナー供給部材２５とトナー担持体２１とが接触する位置ａから上記のトナーｔの安息角と一致する位置ｂまでの領域において、トナー供給部材２５とこのトナー供給部材２５に対向するトナー滞留部２４の上壁面２４ａとの最短間隔Ｓ１が０．１ｍｍ≦Ｓ１≦３ｍｍになるようにしている。
【００２５】
このようにトナー供給部材２５の接線と水平線とがなす角度αがトナーｔの安息角と一致する位置ｂにおいて、トナー供給部材２５とこのトナー供給部材２５に対向するトナー滞留部２４の上壁面２４ａとの間におけるトナー供給部材２５の法線方向の間隔Ｓ２が３ｍｍ以上になるようにすると、このトナー滞留部２４に十分な量のトナーｔが滞留されるようになる。
【００２６】
そして、上記のようにトナー供給部材２５をトナー担持体２１に圧接させた状態で、このトナー供給部材２５をトナー担持体２１と同方向に回転させて、トナー供給部材２５とトナー担持体２１とが接触する部分においてこれらを逆方向に移動させるようにし、このトナー供給部材２５からトナー滞留部２４におけるトナーｔをトナー担持体２１に供給するようにしている。
【００２７】
また、上記の受け部材２３に導電性材料で板状に形成されたプレ帯電部材２６の一端を取り付けると共に、このプレ帯電部材２６をトナー供給部材２５の下方においてトナー担持体２１の回転方向下流側に向けて延出させ、トナー供給部材２５よりもトナー担持体２１の回転方向下流側の位置において、このプレ帯電部材２６の先端部をトナー担持体２１の軸方向に沿って適当な線圧で接触させている。
【００２８】
そして、このプレ帯電部材２６との接触によってトナー担持体２１に供給されたトナーｔを予備帯電させ、このように予備帯電されたトナーｔをトナー担持体２１に静電気力により保持させるようにしている。
【００２９】
また、上記のプレ帯電部材２６の先端部よりもトナー担持体２１の回転方向下流側におけるトナー担持体２１の下部において、トナー担持体２１の回転方向上流側に向けて延出された板状になった規制部材２７の端部を、プレ帯電部材２６の先端部と適当な隙間を有するようにしてトナー担持体２１に接触させ、上記のようにトナー担持体２１に静電気力により保持されたトナーｔをこの規制部材２７に導くようにしている。この場合、上記のようにトナーｔがトナー担持体２１に静電気力によって保持されているため、規制部材２７に導かれる前にトナーｔがトナー担持体２１から離れて落下するのが抑制され、十分な量のトナーｔがトナー担持体２１によって規制部材２７の位置に導かれるようになる。
【００３０】
そして、この規制部材２７によりトナー担持体２１から余分なトナーｔを離脱させて、現像領域に搬送されるトナーｔの量を規制すると共にこのトナーｔを帯電させるようにしている。なお、この規制部材２７によってトナー担持体２１から離脱された余分なトナーｔは上記の隙間を通して下方に導かれ、その下方に設けられた戻しローラ２８によって上記の収容部２０ａに戻される。
【００３１】
次いで、上記のように規制部材２７により規制されると共に帯電されたトナーｔをトナー担持体２１によって像担持体１０と対向する現像領域に搬送し、この現像領域において、上記のようにトナー担持体２１と像担持体１０とをそれぞれ下方から上方に移動させると共に、トナー担持体２１に現像バイアス電源２９から直流電圧に交流電圧が重畳された現像バイアス電圧を印加させて、トナー担持体２１と像担持体１０との間に振動電界を作用させ、像担持体１０に形成された静電潜像部分にトナー担持体２１からトナーｔを供給して現像を行うようにしている。なお、この実施形態においては、上記のようにトナー担持体２１と像担持体１０とを現像領域において僅かな間隔を介して対向させて現像を行うようにしたが、トナー担持体２１と像担持体１０とを現像領域において接触させて現像を行うようにすることも可能である。
【００３２】
また、上記のようにして像担持体１０に形成された静電潜像を現像した後は、このトナー担持体２１に残ったトナーｔを装置本体２０に戻すようにし、トナー担持体２１に残ったトナーｔを装置本体２０に戻す位置において、クッション材３１によりシール材３２をトナー担持体２１に押し付けると共に、このシール材３２に除電用電源３３からトナーｔを除電させる電圧を印加させて、トナー担持体２１に残ったトナーｔを除電させるようにしている。
【００３３】
そして、このようにトナー担持体２１に残ったトナーｔを除電させた後、このトナー担持体２１に残ったトナーｔを、前記のようにトナー担持体２１と接触する部分において逆方向に移動するトナー供給部材２５によりトナー担持体２１から離脱させ、このように離脱されたトナーｔをトナー供給部材２５により搬送させてトナー滞留部２４におけるトナーｔと混合させると共に、前記のようにこのトナー供給部材２５からトナー担持体２１に新たなトナーｔを供給させるようにする。
【００３４】
ここで、この実施形態における現像装置においては、前記のようにトナー供給部材２５とトナー担持体２１とが接触する位置ａから上記のトナーｔの安息角と一致する位置ｂまでの領域において、トナー供給部材２５とトナー滞留部２４の上壁面２４ａとの最短間隔Ｓ１を０．１ｍｍ以上にしているため、トナー供給部材２５により離脱されたトナーｔがトナー供給部材２５とトナー滞留部２４の上壁面２４ａとの間を通して適切に搬送され、トナーｔがトナー供給部材２５とトナー滞留部２４の上壁面２４ａとの間に詰まって溜るということがなく、また上記の最短間隔Ｓ１を３ｍｍ以下にしているため、トナー供給部材２５とトナー滞留部２４の上壁面２４ａとの間に過剰のトナーｔが溜るということもない。このため、上記のシール材３２に過剰の圧力が加わってトナーｔが外部に漏れるということがない。
【００３５】
また、この実施形態に係る現像装置においては、前記のようにトナー担持体２１と接触する部分において、トナー供給部材２５をトナー担持体２１と逆方向に移動させるようにしたため、トナー供給部材２５をトナー担持体２１と同方向に移動させる場合のように、トナー担持体２１から粒径の大きなトナーｔだけが離脱されて、粒径の小さなトナーｔが残るということがなく、トナー担持体２１における粒径の小さなトナーｔもこのトナー供給部材２５によってトナー担持体２１から確実に離脱されるようになる。このため、先に粒径の小さなトナーｔが多く現像に使用され、収容部２０ａにおける粒径の大きなトナーｔの割合が次第に増加して、形成される画像の画質が変化するということもなくなる。
【００３６】
次に、上記の図２及び図３に示す現像装置において、上記のようにトナー滞留部２４におけるトナーｔをトナー供給部材２５からトナー担持体２１に供給して現像を行うにあたり、トナー担持体２１と反対側でトナー供給部材２５の接線と水平線とがなす角度αがトナーｔの安息角と一致する位置ｂでのトナー供給部材２５の法線方向におけるトナー供給部材２５とトナー滞留部２４の上壁面２４ａとの間隔Ｓ２と、トナー供給部材２５とトナー担持体２１とが接触する位置ａから上記のトナーｔの安息角と一致する位置ｂまでの領域におけるトナー供給部材２５とトナー滞留部２４の上壁面２４ａとの最短間隔Ｓ１とを変更させた実験を行い、この発明の条件を満たす実施例の現像装置が優れていることを明らかにする。
【００３７】
（実験１）
この実験１においては、上記の像担持体１０として、直径が３０ｍｍの感光体ドラムを用いる一方、トナー担持体２１としては直径が１６ｍｍになったものを使用し、このトナー担持体２１と像担持体１０とが２００μｍの間隔を介して対向するように設け、このトナー担持体２１と像担持体１０とを逆方向に回転させて、トナー担持体２１と像担持体１０とが対向する現像領域において、トナー担持体２１と像担持体１０とがそれぞれ下方から上方に移動するようにし、像担持体１０の周速度ｖ１を１６０ｍｍ／ｓにすると共に、この像担持体１０の周速度ｖ１に対するトナー担持体２１の周速度ｖ２の比θ（＝ｖ２／ｖ１）を１．５に設定した。
【００３８】
また、上記のトナー供給部材２５としては、外周部に標準セル直径が３００μｍ，アスカーＦ硬度が６０°になった厚み２．５ｍｍの発泡ウレタンからなる弾性層２５ａが形成されたものを用い、このトナー供給部材２５を凹み量が０．６ｍｍになるように上記のトナー担持体２１に押し付け、この状態で、このトナー供給部材２５を周速度３００ｍｍ／ｓでトナー担持体２１と同方向に回転させ、このトナー供給部材２５とトナー担持体２１とが接触する部分においてこれらが逆方向に移動するようにし、このトナー供給部材２５からトナー滞留部２４に滞留されたトナーｔをトナー担持体２１に供給すると共に、トナー担持体２１によって装置本体１０に戻されてきた現像後のトナーｔをトナー担持体２１から離脱させるようにした。なお、上記のアスカーＦ硬度は、市販のアスカーゴム硬度計Ｆ型（高分子計器社製）により測定した値である。
【００３９】
また、上記のプレ帯電部材２６にはＳＵＳ製の板材で構成されたものを用いると共に、上記の規制部材２７としても板厚が０．３ｍｍになったＳＵＳ製の板材で構成されたものを用い、またトナーｔとしては、重量平均粒径が８．０μｍで安息角が３０°の負帯電性トナーを使用するようにした。
【００４０】
ここで、この実験１においては、トナー担持体２１と反対側でトナー供給部材２５の接線と水平線とがなす角度αが上記のトナーｔの安息角と一致する位置ｂにおいて、トナー供給部材２５の法線方向におけるトナー供給部材２５とトナー滞留部２４の上壁面２４ａとの間隔Ｓ２を、下記の表１に示すように２．０ｍｍ〜５．０ｍｍの範囲で変更させる一方、トナー供給部材２５とトナー担持体２１とが接触する位置ａから上記のトナーｔの安息角と一致する位置ｂまでの領域において、トナー供給部材２５とトナー滞留部２４の上壁面２４ａとの最短間隔Ｓ１を１ｍｍに設定した。
【００４１】
そして、上記のプレ帯電部材２６の先端部をトナー担持体２１に接触させて、トナー担持体２１に供給されたトナーｔを予備帯電させて、このトナーｔをトナー担持体２１に静電気力により保持させ、このトナー担持体２１によってトナーｔを規制部材２７に導き、この規制部材２７により現像領域に導くトナーｔの量を規制すると共にこのトナーｔを摩擦帯電させ、このトナーｔをトナー担持体２１によって像担持体１０と対向する現像領域に導くようにした。
【００４２】
そして、この像担持体１０に表面電位が−５０Ｖになったベタの静電潜像を形成する一方、上記の現像バイアス電源２９からトナー担持体２１に対して、−４００Ｖの直流電圧にピーク・ピーク値Ｖｐｐが１６００Ｖで周波数が２ｋＨｚになった交流電圧を重畳させた現像バイアス電圧Ｖｂを印加させ、像担持体１０に形成された上記の静電潜像部分にトナー担持体２１からトナーｔを供給してそれぞれベタ画像を形成するようにした。
【００４３】
ここで、このようにして形成された各ベタ画像の評価を行い、画像濃度が一定したベタ画像が得られた場合を○、画像濃度が少し低下したが実用上問題がない場合を△、画像濃度が大きく低下した場合を×で、下記の表１に示した。
【００４４】
【表１】
0003780761.tif 000002
【００４５】
この結果から明らかなように、トナー担持体２１と反対側でトナー供給部材２５の接線と水平線とがなす角度αがトナーｔの安息角と一致する位置ｂにおいて、トナー供給部材２５の法線方向におけるトナー供給部材２５とトナー滞留部２４の上壁面２４ａとの間隔Ｓ２が３ｍｍ未満になった場合には、得られたベタ画像の画像濃度が大きく低下したのに対し、この間隔Ｓ２が３ｍｍ以上になったこの発明の条件を満たす実施例のものにおいては、ベタ画像の濃度が低下するのが抑制され、十分な画像濃度を有する画像が得られるようになった。特に、上記の間隔Ｓ２を３．５ｍｍ以上にした場合には、画像濃度が一定したベタ画像が得られるようになった。
【００４６】
（実験２）
この実験２においては、トナー担持体２１と反対側でトナー供給部材２５の接線と水平線とがなす角度αが上記のトナーｔの安息角と一致する位置ｂにおいて、トナー供給部材２５の法線方向におけるトナー供給部材２５とトナー滞留部２４の上壁面２４ａとの間隔Ｓ２を５．０ｍｍにする一方、トナー供給部材２５とトナー担持体２１とが接触する位置ａから上記のトナーｔの安息角と一致する位置ｂまでの領域において、トナー供給部材２５とトナー滞留部２４の上壁面２４ａとの最短間隔Ｓ１を、下記の表２に示すように０．０ｍｍ〜３．５ｍｍの範囲で変更させると共に、トナー供給部材２５とトナー滞留部２４の上壁面２４ａとの最短間隔Ｓ１になる位置を変更させるようにし、最短間隔Ｓ１になる位置を、下記の表２に示すように上記のトナー供給部材２５の中心の沿直線Ｙから所要角度βずらせるようにした。なお、表２にはトナー供給部材２５の中心の鉛直線Ｙからトナー供給部材２５の回転方向上流側にずれた場合を＋、トナー供給部材２５の回転方向下流側にずれた場合を−で表した。
【００４７】
そして、このようにした以外は、上記の実験１の場合と同様にしてベタ画像を形成し、形成された各ベタ画像の評価を行い、画像濃度が一定したベタ画像が得られた場合を○、画像濃度が少し低下したが実用上問題がない場合を△、画像濃度が大きく低下した場合を×で、下記の表２に示した。
【００４８】
また、この実験２においては、上記のトナー担持体２１にシール材３２が接触した部分から外部へのトナーｔの漏れを調べ、トナー漏れが発生しなかった場合を○、トナー漏れが発生した場合を×で、下記の表２に合わせて示した。
【００４９】
【表２】
0003780761.tif 000003
【００５０】
この結果から明らかなように、トナー担持体２１と反対側でトナー供給部材２５の接線と水平線とがなす角度αがトナーｔの安息角と一致する位置ｂにおいて、トナー供給部材２５の法線方向におけるトナー供給部材２５とトナー滞留部２４の上壁面２４ａとの間隔Ｓ２を５．０ｍｍにすると、トナー供給部材２５とトナー担持体２１とが接触する位置ａからトナー供給部材２５の接線と水平線とがなす角度αが上記のトナーｔの安息角と一致する位置ｂまでの領域におけるトナー供給部材とトナー滞留部の上壁面との最短間隔Ｓ１がどのような値になった場合においても、上記の実験１の場合と同様に、画像濃度が一定したベタ画像が得られた。
【００５１】
一方、上記の位置ａから位置ｂまでの領域において、トナー供給部材とトナー滞留部の上壁面との最短間隔Ｓ１が０．０ｍｍや３．５ｍｍになった場合には、何れもトナー担持体２１にシール材３２が接触した部分から外部にトナーｔが漏れたのに対して、上記の最短間隔Ｓ１がこの発明の条件を満たす０．１ｍｍ≦Ｓ１≦３ｍｍになった実施例のものにおいては、トナー担持体２１にシール材３２が接触した部分から外部にトナーｔが漏れるということがなかった。
【００５２】
次に、前記の実施形態に示した現像装置を用いたこの発明の実施形態に係るカラー画像形成装置の添付図面に基づいて具体的に説明する。
【００５３】
ここで、第１の実施形態におけるカラー画像形成装置においては、図４に示すように、上記の実施形態における現像装置Ａ１〜Ａ４を４つ使用し、この４つの現像装置Ａ１〜Ａ４に黄色，マゼンダ色，シアン色，黒色の異なった色彩のトナーを収容させ、この４つの現像装置Ａ１〜Ａ４を回転するホルダー４０に保持させ、このホルダー４０により各現像装置Ａ１〜Ａ４の位置を変更させて、各現像装置Ａ１〜Ａ４におけるトナー担持体２１を像担持体１０と対向する位置に順々に導き、トナー担持体２１と像担持体１０とが対向する現像領域において、トナー担持体２１と像担持体１０とがそれぞれ下方から上方に移動するようにしている。
【００５４】
そして、この第１の実施形態におけるカラー画像形成装置によってカラー画像を形成するにあたっては、例えば、先ず黄色のトナーが収容された第１の現像装置Ａ１におけるトナー担持体２１を像担持体１０と対向するように位置させ、像担持体１０を回転させて、像担持体１０の表面を帯電装置４１によって一様に帯電させ、このように帯電された像担持体１０に対して露光装置４２により画像信号に従った露光を行って、この像担持体１０の表面に静電潜像を形成する。
【００５５】
次いで、このように静電潜像が形成された像担持体１０と第１の現像装置Ａ１におけるトナー担持体２１とが対向する現像領域において、トナー担持体２１と像担持体１０とをそれぞれ下方から上方に移動させて、このトナー担持体２１から黄色のトナーを像担持体１０に形成された静電潜像部分に供給して、像担持体１０に静電潜像に対応した黄色のトナー像を形成する。
【００５６】
そして、このように像担持体１０に形成された黄色のトナー像を、像担持体１０の上方において架け渡された無端ベルト状になった中間転写体４３に転写させる一方、転写後における像担持体１０に残留している黄色のトナーをクリーニング装置４４によって像担持体１０から除去させるようにする。
【００５７】
その後は、上記のホルダー４０を回転させて、次にマゼンダ色のトナーが収容された第２の現像装置Ａ２におけるトナー担持体２１を像担持体１０と対向するように位置させ、上記の第１の現像装置Ａ１の場合と同様にして、像担持体１０の表面にマゼンダ色のトナー像を形成し、このマゼンダ色のトナー像を黄色のトナー像が転写された上記の中間転写体４３に転写させる一方、転写後における像担持体１０に残留しているマゼンダ色のトナーをクリーニング装置４４によって像担持体１０から除去させる。
【００５８】
そして、同様の操作を行って、シアン色のトナーが収容された第３の現像装置Ａ３により像担持体１０の表面にシアン色のトナー像を形成し、このシアン色のトナー像を上記の中間転写体４３に転写させ、黒色のトナーが収容された第４の現像装置Ａ４により像担持体１０の表面に黒色のトナー像を形成し、このシアン色のトナー像を上記の中間転写体４３に転写させ、このように中間転写体４３上に黄色，マゼンダ色，シアン色，黒色の各トナー像を転写させてフルカラーのトナー像を形成する。
【００５９】
そして、このカラー画像形成装置の下部に設けられた用紙カセット４５から記録シート４６を、送りローラ４７によって中間転写体４３と転写ローラ４８とが対向する部分に導き、中間転写体４３に形成されたフルカラーのトナー像をこの記録シート４６に転写させ、このように記録シート４６上に転写されたフルカラーのトナー像を定着装置４９により記録シート４６に定着させて排紙させる一方、転写されずに中間転写体４３に残ったトナーをクリーニング装置５０によって中間転写体４３から除去するようにしている。
【００６０】
また、第２の実施形態におけるカラー画像形成装置においては、図５に示すように、上記の実施形態における現像装置Ａ１〜Ａ４を４つ使用し、この４つの現像装置Ａ１〜Ａ４に黄色，マゼンダ色，シアン色，黒色の異なった色彩のトナーを収容させて、この４つの現像装置Ａ１〜Ａ４をカラー画像形成装置内に上から順番に配置させると共に、各現像装置Ａ１〜Ａ４におけるトナー担持体２１と対向するようにしてそれぞれ像担持体１０を設け、これらの各トナー担持体２１と各像担持体１０とが対向する現像領域において、トナー担持体２１と像担持体１０とがそれぞれ下方から上方に移動するようにしている。
【００６１】
また、上記の各現像装置Ａ１〜Ａ４と像担持体１０を介して反対側の位置に上下方向に架け渡された無端ベルト状になった中間転写体４３を設け、この中間転写体４３を各像担持体１０と接触する側において上方から下方に移動するようにしている。
【００６２】
ここで、この第２の実施形態におけるカラー画像形成装置によってカラー画像を形成するにあたっては、黄色のトナーが収容された第１の現像装置Ａ１のトナー担持体２１と対向する像担持体１０を回転させて、この像担持体１０の表面を帯電装置４１によって一様に帯電させ、このように帯電された像担持体１０に対して露光装置４２で画像信号に従った露光を行い、この像担持体１０の表面に静電潜像を形成する。
【００６３】
そして、このように静電潜像が形成された像担持体１０と第１の現像装置Ａ１におけるトナー担持体２１とが対向する現像領域において、トナー担持体２１と像担持体１０とをそれぞれ下方から上方に移動させて、このトナー担持体２１から黄色のトナーを像担持体１０に形成された静電潜像部分に供給して、像担持体１０に静電潜像に対応した黄色のトナー像を形成する。
【００６４】
次いで、このように像担持体１０に形成された黄色のトナー像を、上記の中間転写体４３に転写させる一方、転写後における像担持体１０に残留している黄色のトナーをクリーニング装置４４によって像担持体１０から除去させるようにする。
【００６５】
そして、上記の第１の現像装置Ａ１と同様にして、第２〜第４の現像装置Ａ２〜Ａ４における各トナー担持体２１と対向する各像担持体１０に順々にマゼンダ色，シアン色，黒色のトナー像を形成し、このように各像担持体１０に形成されたマゼンダ色，シアン色，黒色のトナー像を、上記のように黄色のトナー像が転写された中間転写体４３に順々に転写させて、この中間転写体４３上にフルカラーのトナー像を形成する。
【００６６】
その後は、上記の第１のカラー画像形成装置と同様に、このカラー画像形成装置の下部に設けられた用紙カセット４５から記録シート４６を、送りローラ４７によって中間転写体４３と転写ローラ４８とが対向する部分に導き、中間転写体４３に形成されたフルカラーのトナー像をこの記録シート４６に転写させ、このように記録シート４６上に転写されたフルカラーのトナー像を定着装置４９により記録シート４６に定着させて排紙させる一方、転写されずに中間転写体４３に残ったトナーをクリーニング装置５０によって中間転写体４３から除去するようにしている。
【００６７】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明における現像装置においては、トナー担持体を像担持体と対向する現像領域で下方から上方に移動するように回転させ、規制部材よりトナー担持体の回転方向上流側の位置で、トナー供給部材からトナー担持体にトナーを供給するにあたり、トナー供給部材の下方に受け部材を設けてトナー担持体に供給するトナーを滞留させるトナー滞留部を形成すると共に、トナー担持体と反対側でトナー供給部材の接線と水平線とがなす角度αがトナーの安息角と一致する位置において、トナー供給部材とこのトナー供給部材に対向するトナー滞留部の上壁面との間におけるトナー供給部材の法線方向の間隔Ｓ２が３ｍｍ以上になるようにしたため、このトナー滞留部に十分な量のトナーが滞留され、このように滞留されたトナーがトナー供給部材によってトナー担持体に十分に供給されるようになり、特に、装置本体内におけるトナーの量が少なくなった場合においても、トナー担持体によって十分な量のトナーが安定して現像領域に導かれて現像に使用され、ベタ画像を形成する場合にも濃度低下やカスレが発生するのが抑制されて、十分な画像濃度を有する画像が得られるようになった。
【００６８】
また、この発明における現像装置においては、トナー供給部材とトナー担持体とが接触する位置から、トナー担持体と反対側でトナー供給部材の接線と水平線とがなす角度αがトナーの安息角と一致する位置までの領域において、トナー供給部材と間隔を介して対向するように形成されたトナー滞留部の上壁面とトナー供給部材との最短間隔Ｓ１が０．１ｍｍ≦Ｓ１≦３ｍｍになるようにしたため、トナー供給部材とトナー滞留部の上壁面との間においてトナーが詰まるということがなく、トナーがトナー供給部材によって適切に搬送されるようになり、またトナー供給部材とトナー滞留部の上壁面との間におけるトナーの量が多くなり過ぎるということもなく、トナー担持体と接触するシール材の部分からトナーが外部に漏れるということもなかった。
【００６９】
また、この発明におけるカラー画像形成装置においては、異なった色彩のトナーを収容させた複数の現像装置と、これらの各現像装置により像担持体に形成されたトナー像が重ねて転写される中間転写体とを備えたカラー画像形成装置において、この発明における上記のような現像装置を用いるようにしたため、像担持体を現像領域において下方から上方に移動させるようにして十分な画像濃度を有する画像を形成することができるようになると共に、カラー画像形成装置の構成に対応して、装置をコンパクト化できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の現像装置の概略説明図である。
【図２】この発明の一実施形態に係る現像装置の概略説明図である。
【図３】同実施形態における現像装置において、トナー滞留部にトナー供給部材をトナー担持体と接触するように設けた状態を示した部分説明図である。
【図４】この発明の第１の実施形態に係るカラー画像形成装置の概略説明図である。
【図５】この発明の第２の実施形態に係るカラー画像形成装置の概略説明図である。
【符号の説明】
１０  像担持体
２０  現像装置の装置本体
２１  トナー担持体
２３  受け部材
２４  トナー滞留部
２４ａ  トナー滞留部の上壁面
２５  トナー供給部材
２７  規制部材
３２  シール材
４３  中間転写体
Ａ１〜Ａ４  現像装置
ｔ  トナー
α  トナー担持体と反対側でトナー供給部材の接線と水平線とがなす角度
ａ  トナー供給部材とトナー担持体とが接触する位置
ｂ  トナー担持体と反対側で装置本体内におけるトナー供給部材の接線と水平線とがなす角度がトナーの安息角と一致する位置
Ｓ１  トナー供給部材とトナー担持体とが接触する位置からトナー担持体と反対側でトナー供給部材の接線と水平線とがなす角度がトナーの安息角と一致する位置までの領域におけるトナー供給部材とトナー滞留部の上壁面との最短間隔
Ｓ２  トナー担持体と反対側でトナー供給部材の接線と水平線とがなす角度がトナーの安息角と一致する位置でのトナー供給部材の法線方向におけるトナー供給部材とトナー滞留部の上壁面との間隔
【図１】
0003780761.tif 000004
【図２】
0003780761.tif 000005
【図３】
0003780761.tif 000006
【図４】
0003780761.tif 000007
【図５】
0003780761.tif 000008