JP3371858B2 - 現像装置及びカラー画像形成装置 - Google Patents

Description

【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８−２９
７４１１号公報、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、この現像領域に
おいて、トナー担持体も下方から上方に移動するように
して回転するようにした現像装置が提案されている。

【０００８】ここで、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回転させた場合、トナー
担持体に供給されたトナーを規制する規制部材をトナー
担持体の下部側に設けることが必要になった。

【０００９】しかし、このように規制部材をトナー担持
体の下部側に設けた場合、トナー担持体に供給されたト
ナーが規制部材に導かれる前に、ある程度のトナーが自
重によりトナー担持体から離れて落下し、十分な量のト
ナーが現像領域に導かれなくなり、形成される画像の濃
度が低下するという問題があった。

【００１０】このため、特開平１０−１７１２２６号公
報に示されるように、トナー担持体におけるトナーの量
を規制する規制部材よりもトナー担持体の回転方向上流
側において、トナー担持体の表面に接触するようにシー
ル部材を設けたものも提案されている。

【００１１】しかし、このように規制部材よりもトナー
担持体の回転方向上流側において、シール部材をトナー
担持体に接触させるように設けた場合においても、トナ
ーがトナー担持体に十分に保持されず、規制部材の位置
に導かれる前にトナーがトナー担持体から離れて落下
し、依然として形成される画像の濃度が低下するという
問題があり、特に、ベタ画像を形成した場合には濃度低
下やカスレ等が発生するという問題があった。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、トナーを
回転する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、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。

【００１３】すなわち、この発明は、上記のような現像
装置において、トナー担持体に供給されたトナーが規制
部材に導かれる前にトナー担持体から離れて落下するの
を抑制して、十分な量のトナーが現像領域に導かれるよ
うにし、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。

【００１４】

【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現像装置において、
上記の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、このトナー担持
体にトナーを供給する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プレ帯電部材をトナ
ー担持体と接触するように設けると共に、このプレ帯電
部材よりもトナー担持体の回転方向下流側におけるトナ
ー担持体の下部に接触するようにしてトナー担持体によ
って現像領域に搬送されるトナーの量を規制する規制部
材を設け、上記のプレ帯電部材において少なくともトナ
ー担持体と接触する部分に導電性を付与すると共に、こ
の導電性の部分にトナーを所定の極性に帯電させるバイ
アス電圧を印加させるようにしたのである。

【００１５】ここで、この発明における現像装置のよう
に、トナー担持体にトナーを供給するトナー供給部材よ
りもトナー担持体の回転方向下流側の位置において、プ
レ帯電部材をトナー担持体と接触するように設け、この
プレ帯電部材において少なくともトナー担持体と接触す
る部分に導電性を付与すると共に、この導電性の部分に
トナーを所定の極性に帯電させるバイアス電圧を印加さ
せると、トナー担持体に供給されたトナーがこのプレ帯
電部材との接触によって所定の極性に適切に予備帯電さ
れるようになる。そして、このように予備帯電されたト
ナーがトナー担持体に静電気力により保持されるように
なり、トナー担持体によってトナーを規制部材の位置に
導く前に、トナーがトナー担持体から離れて落下するの
が防止されるようになる。

【００１６】このため、トナー担持体によって規制部材
の位置に十分な量のトナーが導かれ、このトナーが規制
部材によって適切に規制されるようになり、適切な量の
トナーが現像領域に導かれて現像に使用され、十分な画
像濃度を有する画像が得られるようになる。

【００１７】また、この発明における現像装置におい
て、請求項２及び請求項３に示すように、上記のプレ帯
電部材の少なくともトナー担持体と接触する部分を、ト
ナーを所定の極性に帯電させる摩擦帯電系列に位置する
材料で構成したり、負帯電性のトナーを使用する場合
に、上記のプレ帯電部材の少なくともトナー担持体と接
触する部分を、トナーの仕事関数以下の材料で構成する
と、トナー担持体に供給されたトナーがこのプレ帯電部
材との接触によってさらに所定の極性に適切に予備帯電
されるようになり、トナー担持体によって十分な量のト
ナーが規制部材の位置に導かれて適切に規制されるよう
になり、適切な量のトナーが現像領域に導かれて十分な
画像濃度を有する画像が得られると共に、筋状のノイズ
等の少ない良好な画像が得られるようになる。

【００１８】また、プレ帯電部材の先端部をトナー担持
体に接触させるにあたり、トナー担持体と接触する先端
部におけるプレ帯電部材の表面粗さが小さくなりすぎる
と、プレ帯電部材の表面でトナーが滑ってトナーが適切
に予備帯電されなくなり、トナーがトナー担持体に十分
に保持されなくなって、規制部材の位置に導かれる前に
トナー担持体から離れて落下し、現像領域に導かれるト
ナーの量が少なくなって、形成される画像の濃度が低下
する。一方、トナー担持体と接触する先端部におけるプ
レ帯電部材の表面の粗さが粗くなりすぎると、プレ帯電
部材の接触によりトナー担持体に保持されて搬送される
トナーの量にムラが生じ、形成される画像に濃度ムラ等
が発生する。このため、請求項４に示すように、プレ帯
電部材がトナー担持体と接触する面の十点平均粗さＲｚ
が０．１μｍ≦Ｒｚ≦２．０μｍになるようにすること
が好ましい。

【００１９】また、上記のようにプレ帯電部材の先端部
をトナー担持体に接触させるにあたり、トナー担持体に
接触させるプレ帯電部材の圧接力が弱くなると、トナー
がこのプレ帯電部材によって十分に予備帯電されなくな
って、トナー担持体に十分に保持されなくなり、規制部
材の位置に導かれる前にトナー担持体からトナーが離れ
て落下し、現像領域に導かれるトナーの量が少なくな
り、形成される画像の濃度が低下する。一方、トナー担
持体に接触させるプレ帯電部材の圧接力が強くなりすぎ
ると、粒径の大きなトナーがこのプレ帯電部材を通過せ
ずに、粒径の小さなトナーだけがトナー担持体によって
搬送されるようになり、粒径の大きなトナーが残って、
次第に形成される画像の画質が変化する。このため、プ
レ帯電部材の先端部をトナー担持体に接触させるにあた
っては、トナー担持体に対するプレ帯電部材の線圧を
０．１〜４．０ｇｆ／ｍｍの範囲にすることが好まし
い。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】

【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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】そして、このトナー送り部材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。

【００２６】また、このトナー滞留部２４にローラ状に
なったトナー供給部材２５を上記のトナー担持体２１と
接触するように設け、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、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
ナー担持体２１にトナーｔを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２
１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、またこのプレ帯電部材２６に対して
バイアス電源２６ａからトナーｔを所定の極性に帯電さ
せるバイアス電圧を印加させるようにしている。なお、
この実施形態の現像装置においては、上記のプレ帯電部
材２６の両端と装置本体２０の両側壁との間に１ｍｍ以
上の隙間を設け、過剰なトナーｔがこの隙間から装置本
体２０の収容部２０ａ内に戻されるようにしている。

【００２８】ここで、上記のようにプレ帯電部材２６に
対してバイアス電源２６ａからトナーｔを所定の極性に
帯電させるバイアス電圧を印加させると、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が所定の極性に適切に予備帯電され、このよ
うに予備帯電されたトナーｔがトナー担持体２１に静電
気力により保持されるようになる。

【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と共
に、このトナーｔが所定の極性に適切に予備帯電されて
いるため、このトナーｔが規制部材２７に付着するのも
防止される。

【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２
１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２
１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３
２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とが
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、上記のようにトナー担持体２１と
が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と、トナー供給部材２
５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。

【００３５】次に、上記の図２に示す現像装置におい
て、上記のようにプレ帯電部材２６の先端部をトナー担
持体２１に接触させてトナーｔを予備帯電させるにあた
り、このプレ帯電部材２６にバイアス電源２６ａから印
加させるバイアス電圧を変化させた実験を行い、この発
明実施例における現像装置が優れている点を比較例を挙
げて明らかにする。

【００３６】（実験１）この実験においては、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１
０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２
１の周速度ｖ２の比θ（ｖ２／ｖ１）を１．５に設定し
た。

【００３７】また、上記のプレ帯電部材２６として、Ｓ
ＵＳ製の板材でトナー担持体２１と接触する面の十点平
均粗さＲｚが０．５μｍになったものを用いるように
し、また規制部材２７としては板厚が０．３ｍｍになっ
たＳＵＳ製の板材を用い、トナーｔとしては、重量平均
粒径が８．０μｍになった負帯電性トナーを使用するよ
うにした。

【００３８】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を予備帯電させるにあたって、上記
のバイアス電源２６ａからこのプレ帯電部材２６に対し
てバイアス電圧Ｖａを印加させるにあたり、下記の表１
に示すように、実施例１においては、上記の現像バイア
ス電源２９からトナー担持体２１に印加させる現像バイ
アス電圧Ｖｂと同じバイアス電圧Ｖａ（Ｖａ＝Ｖｂ）
を、実施例２においては、上記の現像バイアス電源２９
からトナー担持体２１に印加させる現像バイアス電圧Ｖ
ｂよりもトナーｔの帯電極性である−側に１００Ｖシフ
トしたバイアス電圧Ｖａ（Ｖａ＝Ｖｂ−１００Ｖ）を印
加させる一方、比較例１においてはプレ帯電部材２６に
対してバイアス電圧Ｖａを印加させないようにした。

【００３９】次いで、このようにトナー担持体２１に供
給されたトナーｔを予備帯電させた後、トナー担持体２
１によって搬送されてきたトナーｔを規制部材２７によ
って規制すると共にこのトナーｔを摩擦帯電させて、像
担持体１０と対向する現像領域に導くようにした。

【００４０】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１６
００Ｖで周波数が２ｋＨｚになった交流電圧が重畳され
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した。

【００４１】そして、このように形成した各ベタ画像に
ついてそれぞれ評価を行い、画像濃度が一定したベタ画
像が得られた場合を○、後端における画像濃度が大きく
低下した場合を×で、下記の表１に示した。

【００４２】

【表１】

【００４３】この結果から明らかなように、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
ｔを予備帯電させるにあたり、プレ帯電部材２６に対し
てバイアス電源２６ａからトナー担持体２１におけるト
ナーｔを負極性に帯電させるようなバイアス電圧Ｖａを
印加させた実施例１，２の現像装置においては、濃度低
下のない良好なベタ画像が得られたのに対して、プレ帯
電部材２６にバイアス電圧Ｖａを印加させなかった比較
例１の現像装置においては、トナー担持体２１における
トナーｔが適切に予備帯電されず、規制部材２７に導か
れる前にトナー担持体２１におけるトナーｔが離れて落
下し、現像領域に導かれるトナー量が少なくなって、ベ
タ画像の後端における画像濃度が大きく低下した。

【００４４】（実験２）この実験においては、上記の実
験１において用いたプレ帯電部材２６においてトナー担
持体２１と接触する表面の材質を変更し、トナー担持体
２１と接触する表面の仕事関数Ｗｆが、下記の表２に示
すように４．２ｅＶ、４．６ｅＶ、５．０ｅＶ、５．２
ｅＶになったプレ帯電部材２６を用いるようにした。

【００４５】ここで、プレ帯電部材２６においてトナー
担持体２１と接触する表面の仕事関数Ｗｆを求めるにあ
たっては、接触電位差計（川口電機社製：ＳＳＶII−１
０）を用い、仕事関数Ｗｆが４．９ｅＶのＡｕを基準に
し、このＡｕとの接触電位差を測定して各表面の仕事関
数Ｗｆを求めた。なお、上記の負帯電性トナーの仕事関
数Ｗｆは５．０ｅＶであった。

【００４６】そして、表面の仕事関数Ｗｆが上記のよう
になった各プレ帯電部材２６をトナー担持体２１に接触
させ、トナー担持体２１に供給されたトナーｔを予備帯
電させるにあたっては、上記の実施例２の場合と同様
に、バイアス電源２６ａから各プレ帯電部材２６に対し
て、上記の現像バイアス電源２９からトナー担持体２１
に印加させる現像バイアス電圧Ｖｂよりもトナーｔの帯
電極性である−側に１００Ｖシフトさせたバイアス電圧
Ｖａ（＝Ｖｂ−１００Ｖ）を印加させて、トナー担持体
２１に保持されたトナーｔをプレ帯電部材２６によって
予備帯電させた後、規制部材２７によりトナー担持体２
１によって搬送されるトナーｔの量を規制するようにし
た。

【００４７】そして、このようにトナー担持体２１によ
って搬送されるトナーｔの量を規制した規制部材２７に
おけるトナーｔの固着状態を調べ、トナーが規制部材に
固着しなかった場合を○、トナーが規制部材に固着した
場合を×で、下記の表２に示した。

【００４８】

【表２】

【００４９】この結果から明らかなように、負帯電性ト
ナーを使用した場合において、プレ帯電部材２６がトナ
ー担持体２１と接触する部分を、トナーｔの仕事関数以
下の材料で構成すると、このプレ帯電部材２６との接触
によってトナーｔが負に帯電されるようになり、トナー
ｔが規制部材２７に固着しなかった。

【００５０】これに対して、プレ帯電部材２６がトナー
担持体２１と接触する部分を、トナーｔの仕事関数より
も高い材料で構成した場合には、このプレ帯電部材２６
との接触によって逆極性に帯電されるトナーｔが生じ、
このように逆極性に帯電されたトナーｔが規制部材２７
に固着して、トナー担持体２１によって搬送されるトナ
ーｔに筋状のムラが生じ、形成される画像に筋状のノイ
ズが発生した。

【００５１】（実験３）この実験においては、プレ帯電
部材２６として、上記の実験１の場合と同様にＳＵＳ製
の板材で構成されたものを用いる一方、プレ帯電部材２
６がトナー担持体２１と接触する面の十点平均粗さＲｚ
を、下記の表３に示すように０．０５〜２．５μｍの範
囲で変更させるようにした。

【００５２】そして、各プレ帯電部材２６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を予備帯電させるにあたっては、上記の実施例２
の場合と同様に、バイアス電源２６ａから各プレ帯電部
材２６に対して、上記の現像バイアス電源２９からトナ
ー担持体２１に印加させる現像バイアス電圧Ｖｂよりも
トナーｔの帯電極性である−側に１００Ｖシフトさせた
バイアス電圧Ｖａ（＝Ｖｂ−１００Ｖ）を印加させて、
トナー担持体２１に保持されたトナーｔを各プレ帯電部
材２６によって予備帯電させるようにした。

【００５３】次いで、上記のようにトナー担持体２１に
供給されたトナーｔを予備帯電させた後、トナー担持体
２１によって搬送されてきたトナーｔを規制部材２７に
よって規制すると共にこのトナーｔを摩擦帯電させて、
像担持体１０と対向する現像領域に導き、このように像
担持体１０と対向する現像領域に導かれたトナー担持体
２１上におけるトナーｔの搬送ムラを目視により観察
し、搬送ムラがない場合を○、搬送ムラがある場合を×
で、下記の表３に示した。

【００５４】また、上記の実験１の場合と同様に、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
った交流電圧が重畳され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
画像を形成した。

【００５５】そして、このように形成した各ベタ画像に
ついてそれぞれ評価を行い、画像濃度が一定したベタ画
像が得られた場合を○、後端における画像濃度が大きく
低下した場合を×で、下記の表３に示した。

【００５６】

【表３】

【００５７】この結果から明らかなように、トナー担持
体２１に接触させる先端部の十点平均粗さＲｚが０．１
〜２．０μｍの範囲になったプレ帯電部材２６を用いた
場合には、トナー担持体２１によって現像領域に搬送さ
れるトナーｔの量にムラが生じるということがなく、濃
度ムラのない良好な画像が得られると共に、濃度低下の
ない良好なベタ画像が得られた。

【００５８】これに対して、トナー担持体２１に接触さ
せる先端部の十点平均粗さＲｚが０．１μｍ未満になっ
たプレ帯電部材２６を用いた場合には、トナー担持体２
１におけるトナーｔが適切に予備帯電されなくなって、
トナー担持体２１にトナーｔが十分に保持されなくな
り、このトナーｔが規制部材２７に導かれる前にトナー
担持体２１から離れて落下し、現像領域に導かれるトナ
ーｔの量が少なくなって、ベタ画像の濃度が低下した。
一方、トナー担持体２１に接触させる先端部の十点平均
粗さＲｚが２．０μｍを越えるプレ帯電部材２６を用い
た場合、このプレ帯電部材２６の接触によりトナー担持
体２１に保持されて搬送されるトナーｔの量にムラが生
じた。

【００５９】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。

【００６０】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３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。

【００６１】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。

【００６２】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２
１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１
０に静電潜像に対応した黄色のトナー像を形成する。

【００６３】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。

【００６４】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。

【００６５】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。

【００６６】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。

【００６７】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２
１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。

【００６８】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。

【００６９】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。

【００７０】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２
１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１
０に静電潜像に対応した黄色のトナー像を形成する。

【００７１】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。

【００７２】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。

【００７３】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。

【００７４】

【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、
このトナー担持体にトナーを供給するトナー供給部材よ
りもトナー担持体の回転方向下流側の位置において、プ
レ帯電部材をトナー担持体と接触するように設け、この
プレ帯電部材において少なくともトナー担持体と接触す
る部分に導電性を付与すると共に、この導電性の部分に
トナーを所定の極性に帯電させるバイアス電圧を印加さ
せるようにしたため、トナー担持体に供給されたトナー
がこのプレ帯電部材との接触によって所定の極性に適切
に予備帯電されるようになった。

【００７５】この結果、この発明における現像装置にお
いては、このように予備帯電されたトナーがトナー担持
体に静電気力により保持され、このトナー担持体によっ
て十分な量のトナーが規制部材の位置に導かれて適切に
規制されるようになり、トナー担持体によって適切な量
のトナーが現像領域に導かれて現像に使用され、十分な
画像濃度を有する画像が得られるようになった。

【００７６】また、この発明における現像装置におい
て、請求項２及び請求項３に示すように、上記のプレ帯
電部材の少なくともトナー担持体と接触する部分を、ト
ナーを所定の極性に帯電させる摩擦帯電系列に位置する
材料で構成したり、負帯電性のトナーを使用する場合
に、上記のプレ帯電部材の少なくともトナー担持体と接
触する部分を、トナーの仕事関数以下の材料で構成する
と、トナー担持体に供給されたトナーがこのプレ帯電部
材との接触によってさらに所定の極性に適切に予備帯電
されるようになり、トナー担持体によって十分な量のト
ナーが規制部材の位置に導かれて適切に規制されると共
に、トナーが規制部材に付着するのも抑制され、適切な
量のトナーが現像領域に導かれて現像に使用され、十分
な画像濃度を有する画像が得られるように共に、筋状の
ノイズ等の発生がない良好な画像が得られるようになっ
た。

【００７７】さらに、上記のようにプレ帯電部材をトナ
ー担持体に接触させるにあたり、プレ帯電部材がトナー
担持体と接触する面の十点平均粗さＲｚが０．１μｍ≦
Ｒｚ≦２．０μｍになるようにすると、トナーがこのプ
レ帯電部材によって適切に予備帯電されると共に、トナ
ー担持体によって搬送されるトナーにムラが生じるとい
うこともなく、十分な画像濃度を有すると共に濃度ムラ
のない良好な画像が得られるようになった。

【００７８】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】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４】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 ２１ トナー担持体 ２５ トナー供給部材 ２６ プレ帯電部材 ２６ａ バイアス電源 ４３ 中間転写体 Ａ１〜Ａ４ 現像装置 ｔ トナー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−149032（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−77868（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−62102（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−228173（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−27807（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−72732（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/08 G03G 15/06 101

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ローラ状になった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
   現像装置において、上記の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、このトナー担持体にトナーを供給するトナー供給部
   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
   プレ帯電部材をトナー担持体と接触するように設けると
   共に、このプレ帯電部材よりも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に接触するようにし
   てトナー担持体によって現像領域に搬送されるトナーの
   量を規制する規制部材を設け、上記のプレ帯電部材にお
   いて少なくともトナー担持体と接触する部分に導電性を
   付与すると共に、この導電性の部分にトナーを所定の極
   性に帯電させるバイアス電圧を印加させるようにしたこ
   とを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載した現像装置において、
   上記のプレ帯電部材の少なくともトナー担持体と接触す
   る部分を、トナーを所定の極性に帯電させる摩擦帯電系
   列に位置する材料で構成したことを特徴とする現像装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載した現像装置にお
   いて、上記のトナーに負帯電性のトナーを使用すると共
   に、上記のプレ帯電部材の少なくともトナー担持体と接
   触する部分を、トナーの仕事関数以下の材料で構成した
   ことを特徴とする現像装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３の何れか１項に記載した現
   像装置において、上記のプレ帯電部材がトナー担持体と
   接触する面の十点平均粗さＲｚが０．１μｍ≦Ｒｚ≦
   ２．０μｍであることを特徴とする現像装置。
5. 【請求項５】 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１〜４の何れか１項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。