(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像をその表面に担持している像担持体に対向する現像領域に配置し、基材中に所定間隔を存して複数配列された電極に対して多相電圧の印加により形成される進行波電界によって現像剤を搬送する現像剤搬送手段と、
この現像剤搬送手段の表面に接触もしくは近接位置で対峙するように設けられ、現像剤搬送手段に現像剤を供給する供給手段および現像剤搬送手段上から現像剤を回収する回収手段のうちの少なくとも一方と、
上記現像剤搬送手段と上記供給手段または上記回収手段との接触もしくは近接位置にて発生する現像剤の飛散を防止すべく上記供給手段および回収手段のうちの少なくとも一方の周辺を覆うように配置された被覆手段とを備えており、
上記供給手段および回収手段のうちの少なくとも一方の周辺に対応する被覆手段には、導電性を有する領域が設けられていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
上記請求項１に記載の現像装置において、
被覆手段には、任意の電圧を印加する電圧印加手段が設けられていることを特徴とする現像装置。
【請求項３】
上記請求項２に記載の現像装置において、
電圧印加手段により被覆手段に印加される電圧は、被覆手段と現像剤搬送手段との間において静電潜像の現像に寄与すべく所定の極性を有する現像剤を現像剤搬送手段側へ移動させる電界が生じるような値に設定されることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
上記請求項２に記載の現像装置において、
電圧印加手段により被覆手段に印加される電圧は、被覆手段と現像剤搬送手段間において静電潜像の現像に寄与すべく所定の極性を有する現像剤を現像剤搬送手段側へ移動させる電界が生じるような値に設定され、かつ、被覆手段と供給手段との間において上記所定の極性を有する現像剤とは逆極性を有する現像剤を供給手段側へ移動させる電界が生じるような値に設定されていることを特徴とする現像装置。
【請求項５】
上記請求項２〜請求項４のいずれか１つに記載の現像装置において、
電圧印加手段により被覆手段に印加される電圧には、交流電圧が重畳されていることを特徴とする現像装置。
【請求項６】
上記請求項５に記載の現像装置において、
電圧印加手段により被覆手段に印加される交流電圧の周波数は、現像剤搬送手段に印加される電圧の周波数よりも低く設定されていることを特徴とする現像装置。
【請求項７】
静電潜像をその表面に担持する像担持体に対向する現像領域に配置され、基材中に所定間隔を存して複数配列された電極に対して多相電圧の印加により形成される進行波電界によって現像剤を搬送する現像剤搬送手段と、
この現像剤搬送手段の表面に接触もしくは近接位置で対峙するように設けられ、現像剤搬送手段に現像剤を供給する供給手段および現像剤搬送手段上から現像剤を回収する回収手段のうちの少なくとも一方と、
この供給手段および回収手段のうちの少なくとも一方の周辺を覆うように配置された被覆手段とを備えており、
被覆手段は、該被覆手段に対し振動を付与する振動付与手段を備えていることを特徴とする現像装置。
【請求項８】
上記請求項７に記載の現像装置において、
供給手段および回収手段のうちの少なくとも一方の周辺に対応する被覆手段には、導電性を有する領域が設けられていることを特徴とする現像装置。
【請求項９】
上記請求項７に記載の現像装置において、
被覆手段の振動の振幅Ａ（ｍ）および周波数ｆ（Ｈｚ）は、
Ａ×ｆ2＞１０3
の関係を満たすように設定されていることを特徴とする現像装置。
【請求項１０】
上記請求項１〜請求項９のいずれか１つに記載の現像装置において、
被覆手段は、現像剤搬送手段の表面に対し接触もしくは近接位置で対峙する供給手段の周面および回収手段の周面のうちの少なくとも一方の接線方向に延びる線分と平行な供給手段および回収手段の略中心を通る線よりも現像剤搬送手段と向き合う方向に延びて該現像剤搬送手段を覆うように構成され、
その現像剤搬送手段と向き合う方向に延びる被覆手段と現像剤搬送手段との間隙は０．０５ｍｍ以上に設定されていることを特徴とする現像装置。
被覆手段は、供給手段の周面および回収手段の周面のうちの少なくとも一方が現像剤搬送手段に向き合う位置まで覆われるように構成され、
その被覆手段と現像剤搬送手段との間隙は０．０５ｍｍ以上に設定されていることを特徴とする現像装置。
【請求項１１】
上記請求項１ないし請求項１０のいずれか１つに記載の現像装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は潜像担持体（像担持体）上に形成される静電潜像を現像剤などによって現像する現像装置、およびこれを備えた画像形成装置に関し、特に、進行波電界を用いて現像剤を搬送する機構（電界カーテン）を利用するものに係わる。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、プリンタ、ファクシミリなどの電子写真プロセスを用いた画像形成装置に適用される現像装置としては、マグネットブラシを用いた二成分方式の現像装置や、一成分現像剤をブレードなどにより現像ローラなどの現像剤担持体に押圧して薄層を形成し、像担持体である感光体と接触させて現像を行うようにしたものが知られており、すでに実用化に至っている。
【０００３】
一方、像担持体に現像剤担持体を接触させずに現像を行う非接触方式の現像装置があり、このものは、パウダークラウド法、ジャンピング法や電界カーテン（進行波電界）を利用している。
【０００４】
そして、電界カーテンを用いた現像装置としては、例えば、特開平３−２１９６７号公報に開示されるように、現像剤担持搬送体により搬送される現像剤を予備荷電する予備荷電手段と、現像剤担持搬送体上に電界カーテンを作用させる電界カーテン発生手段とを設ける。また、予備荷電手段としては、発泡ウレタンなどからなる予備荷電ローラが用いられ、この予備荷電ローラが現像剤担持搬送体に接するように設けられ、かつ、予備荷電ローラに先端が接するようにブレードが設けられている。そして、予備荷電ローラは、現像剤担持搬送体との間で現像剤を摩擦することにより、現像剤の予備帯電を行うとともに現像剤の層厚も規制する。この場合、予備荷電ローラの周辺を覆うように現像装置の筐体が配置され、現像領域への現像剤の飛散等を防ぐようにしている。
【０００５】
ところで、上記従来のものでは、現像剤担持搬送体が現像装置内で回転するため、現像装置が非常に大型化することになり、かかる点から、本発明者らは、先に出願した特願２０００−２３４４７１において、進行波電界により現像剤（トナー）を搬送する現像剤搬送手段を像担持体に対して突状に配置し、現像剤に所定の電荷を付与すると共に現像剤搬送手段に現像剤を供給する現像剤帯電手段を設け、現像に寄与しなかった現像剤を現像装置本体内に回収する回収手段、現像剤搬送手段、現像剤帯電手段および装置本体の壁面により囲まれる空間に現像剤を収容するようにしたものを提案している。このものでは、現像装置を小型化した上で、現像剤帯電手段により現像剤の帯電量を制御して現像剤搬送手段に供給する供給量を安定させることで搬送量を安定させると共に、現像に寄与しなかった現像剤を回収手段によって確実に装置内に回収することができることになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記提案のものにおいても、以下に示すような課題を包含していることが判明した。
【０００７】
つまり、現像剤帯電手段や回収手段の近傍で飛散トナーが多く発生することが判明し、この飛散トナーが像担持体（感光体）に付着して画質が劣化するおそれがある。
【０００８】
また、現像剤帯電手段の近くに設けられた封止部材（ブレード）に現像剤が付着し、この現像剤の付着によって、封止部材の局所的な帯電が生じることがある。このような現象によって、進行波電界が封止部材の局所的な帯電により乱され、搬送される現像剤の層厚不均一を引き起こす原因となり、現像剤を円滑かつ確実に搬送することができない。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、進行波電界を用いて現像剤を搬送する機構（電界カーテン）を利用する場合において、現像剤の飛散による画質劣化および局所的な帯電を防止し、現像剤を円滑かつ確実に搬送することができる現像装置およびこれを備えた画像形成装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、現像装置として、静電潜像をその表面に担持する像担持体に対向する現像領域に配置され、基材中に所定間隔を存して複数配列された電極に対して多相電圧の印加により形成される進行波電界によって現像剤を搬送する現像剤搬送手段と、この現像剤搬送手段の表面に接触もしくは近接位置で対峙するように設けられ、現像剤搬送手段に現像剤を供給する供給手段および現像剤搬送手段上から現像剤を回収する回収手段のうちの少なくとも一方と、上記現像剤搬送手段と上記供給手段または上記回収手段との接触もしくは近接位置にて発生する現像剤の飛散を防止すべく上記供給手段および回収手段のうちの少なくとも一方の周辺を覆うように配置された被覆手段とを備える。そして、上記供給手段および回収手段のうちの少なくとも一方の周辺に対応する被覆手段に、導電性を有する領域を設けている。
【００１１】
この特定事項により、供給手段および回収手段のうちの少なくとも一方の周辺において飛散する現像剤は、現像剤の供給手段近傍での現像剤の供給や、現像剤の回収手段近傍での現像剤の回収が行われる際に、これらの供給手段近傍あるいは回収手段近傍において飛散し易い状況にあるが、被覆手段により閉じこめられることになる。このため、飛散した現像剤が像担時体の不必要な箇所に付着することがなくなり、画像劣化を防止して良好な画像形成を行うことが可能となる。しかも、現像剤の飛散によって画像形成装置の機内汚れを引き起こすことも防止され、使用者の操作性やメンテナンス性を向上させることも可能となる。更に、被覆手段に導電性を有する領域が設けられているので、トナーが付着しても被覆手段での局所的な帯電を抑制する効果が得られることになり、このことから、被覆手段が絶縁性である場合に被覆手段への飛散現像剤の付着により被覆手段が局所的に著しく帯電するなどして、供給手段や回収手段からの現像剤の飛散を助長したり、現像剤搬送状態に不具合をもたらすことがなくなり、安定した現像剤の供給、搬送、回収を行うことが可能となる。
【００１２】
特に、より安定した現像剤の供給、搬送、回収を行うものとして、以下の構成が掲げられる。
【００１３】
つまり、任意の電圧を印加する電圧印加手段を被覆手段に設けている。
【００１４】
この特定事項により、被覆手段に現像剤が付着して著しく帯電した際にも、被覆手段を除電することが可能となり、安定した現像剤の供給、搬送、回収を行うことが可能となる。
【００１５】
特に、画像の品質を向上させるものとして、以下の構成が掲げられる。
【００１６】
つまり、電圧印加手段により被覆手段に印加される電圧を、被覆手段と現像剤搬送手段との間において静電潜像の現像に寄与すべく所定の極性を有する現像剤を現像剤搬送手段側へ移動させる電界が生じるような値に設定している。
【００１７】
この特定事項により、現像剤の供給手段近傍で飛散する現像剤が、被覆手段と現像剤搬送手段との間の電界により、被覆手段に付着せずに現像剤搬送手段側に戻され、静電潜像の現像に使用されるべく現像剤搬送手段により搬送されることになる。このため、被覆手段への過剰な現像剤の付着が抑制され、安定した現像剤の供給、搬送工程が良好に行われ、画像の品質を一層向上させることが可能となる。
【００１８】
また、電圧印加手段により被覆手段に印加される電圧を、被覆手段と現像剤搬送手段との間において所定の極性を有する現像剤を現像剤搬送手段側へ移動させる電界が生じるような値に設定し、かつ、被覆手段と供給手段との間において静電潜像の現像に寄与すべく上記所定の極性を有する現像剤とは逆極性を有する現像剤を供給手段側へ移動させる電界が生じるような値に設定している場合には、供給手段近傍で飛散する現像剤が、被覆手段と現像剤搬送手段との間の電界により、被覆手段に付着せずに現像剤搬送手段側に戻され、静電潜像の現像に使用されるべく現像剤搬送手段により搬送される。一方、供給手段近傍で飛散している現像剤の中には、所望の極性（所定の極性）とは逆極性の現像剤（静電潜像の現像に寄与しない現像剤）が微量含まれているが、これら逆極性現像剤は供給手段側へ移動し、よって被覆手段への過剰な現像剤付着が抑制され、安定した現像剤の供給、搬送工程が良好に行われ、画像の品質をさらに向上させることが可能となる。
【００１９】
そして、電圧印加手段により被覆手段に印加される電圧に交流電圧を重畳している場合には、被覆手段の除電が効果的に行われ、飛散した現像剤が被覆手段に付着し難くいものとなり、これによって安定した現像剤の供給、搬送工程が良好に行われ、画像の品質をより一層向上させることが可能となる。
【００２０】
しかも、電圧印加手段により被覆手段に印加される交流電圧の周波数を、現像剤搬送手段に印加される電圧の周波数よりも低く設定している場合には、飛散している現像剤を移動させるために必要な電界形成時間を長くとることが可能となり、安定した現像剤の供給、搬送工程がより良好に行われ、画像の品質をより効果的に向上させることが可能となる。
【００２１】
特に、被覆手段に対し振動を付与する振動付与手段を被覆手段に備えている場合には、被覆手段に振動を付与することで、被覆手段への現像剤付着量の蓄積が軽減され、これにより安定した現像剤の供給、搬送、回収工程が良好に行われ、画像の品質をより一層効果的に向上させることが可能となる。
【００２２】
また、被覆手段の振動の振幅Ａ（ｍ）および周波数ｆ（Ｈｚ）を、
Ａ×ｆ2＞１０3
の関係を満たすように設定している場合には、振動付与による現像剤の除去が効果的に行われ、これにより安定した現像剤の供給、搬送、回収工程が良好に行われて、画像の品質をより一層向上させることが可能となる。
【００２３】
特に、飛散している現像剤を効果的に封じ込めるものとして、以下の構成が掲げられる。
【００２４】
つまり、現像剤搬送手段の表面に対し接触もしくは近接位置で対峙する供給手段の周面および回収手段の周面のうちの少なくとも一方の接線方向に延びる線分と平行な供給手段および回収手段の略中心を通る線よりも現像剤搬送手段と向き合う方向に延びて該現像剤搬送手段を覆うように被覆手段を構成し、その現像剤搬送手段と向き合う方向に延びる被覆手段と現像剤搬送手段との間隙を０．０５ｍｍ以上に設定している。
【００２５】
この特定事項により、現像剤搬送手段上の現像剤の流れを妨げることなく、飛散している現像剤を効果的に封じ込めることが可能となる。
【００２６】
さらに、上述した現像装置を画像形成装置に備えている場合には、画像劣化を防止して良好な画像形成を行え、使用者の操作性やメンテナンス性が高く、かつ安定した現像剤の供給、搬送、回収を行い得る画像形成装置を提供することが可能となる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２８】
＜第１の実施の形態＞
図１は本発明の第１の実施形態に係わる現像装置を備えた画像形成装置を示し、この画像形成装置Ｘの内部には、像担持体としての円筒状の感光体ドラム１が設けられている。この感光体ドラム１を中心として、その周囲に、帯電部材２、露光部材３、現像装置４、転写部材５、クリーニング部材６、および除電部材７が順に配置されている。また、感光体ドラム１と転写部材５との間には、記録媒体としての用紙Ｐが搬送される用紙搬送路が設けられている。この用紙搬送路の搬送方向から見て感光体ドラムの下流側には、上下一対の定着ローラ８１，８１を備えた定着装置８が配置されている。
【００２９】
電子写真プロセスでは、感光体ドラム１に原稿像、あるいはホストコンピュータ（図示せず）からのデータに対応した静電潜像が形成され、その静電潜像が現像装置によって可視化され、用紙Ｐ上に転写されて画像形成が行われる。
【００３０】
感光体ドラム１は、基材１１上に光導電層１２が形成されており、帯電部材２から上記各部材３〜７の配置順に従って回転可能となっている。まず、感光体ドラム１の表面（光導電層１２）は、帯電部材２によって所定の電位となるまで帯電される。所定電位まで帯電された感光体ドラム１の表面は、感光体ドラム１の回転によって露光部材３の位置まで到達する。この露光部材３は書き込み手段であり、画像情報に基づいて、たとえばレーザーなどの光によって帯電している感光体ドラム１の表面上に画像を書き込む。これによって、感光体ドラム１上に静電潜像が形成される。静電潜像が形成された感光体ドラム１の表面は、この感光体ドラム１の回転によって現像装置４の位置まで到達する。
【００３１】
現像装置４では、トナー搬送部材４１（現像剤搬送手段）上を搬送されるトナーによって、感光体ドラム１の表面の静電潜像をトナー像として現像する。トナー像が担持された感光体ドラム１の表面は、この感光体ドラム１の回転によって転写部材５の位置まで到達する。
【００３２】
転写部材５は、感光体ドラム１の表面上のトナー像を、用紙Ｐ上に転写する。感光体ドラム１から用紙Ｐ上に転写されたトナー像は、定着装置８によって用紙Ｐ上に定着される。
【００３３】
トナー像が転写された後の感光体ドラム１の表面は、この感光体ドラム１の回転によってクリーニング部材６の位置まで到達する。クリーニング部材６は、感光体ドラム１の表面に残留しているトナーや紙粉などを除去する。クリーニング部材６によってクリーニングされた感光体ドラム１の表面は、この感光体ドラム１の回転によって除電部材７の位置まで到達する。除電部材７は、感光体ドラム１の表面に残留している電位を除去する。上述した一連の動作によって一回の画像形成が終了する。
【００３４】
上記感光体ドラム１としては、たとえば、アルミニウムなどの金属ドラムを基材１１として、その外周面にアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）、セレン（Ｓｅ）や有機光半導体（ＯＰＣ）などの光導電層１２が薄膜状に形成されてなる構成が挙げられるが、特に限定されるものではない。
【００３５】
上記帯電部材２としては、たとえばタングステンワイヤなどの帯電線・金属製のシールド板、グリッド板などよりなるコロナ帯電器や帯電ローラ、帯電ブラシなどの構成が挙げられるが、特に限定されるものではない。
【００３６】
上記露光部材３としては、たとえば半導体レーザや発光ダイオードなどが挙げられるが、特に限定されるものではない。
【００３７】
上記転写部材５としては、たとえば、コロナ転写器、転写ローラ、転写ブラシなどが挙げられるが、特に限定されるものではない。
【００３８】
上記クリーニング部材６としては、クリーニングブレードなどが挙げられるが、特に限定されるものではない。
【００３９】
上記除電部材７としては、除電ランプなどが挙げられるが、特に限定されるものではない。
【００４０】
本実施形態では、トナー搬送部材４１と感光体ドラム１との間には一定の間隔が設けられ、感光体ドラム１の表面の静電潜像を非接触で現像する構成となっているが、本発明はこれに限定されるものではなく、トナー搬送部材と感光体ドラムの表面とを接触させて接触現像を行う構成であっても構わない。
【００４１】
上記現像装置４は、図２に示すように、ケーシング４０と、トナー搬送部材４１と、ミキシングパドル４２と備えている。ケーシング４０はトナーを内部に収容するものである。ミキシングパドル４２は、ケーシング４０内に収容されているトナーを混合するためのものである。
【００４２】
上記トナー搬送部材４１は、感光体ドラム１の現像領域Ａに対向して略平面を形成するようなベルト形状となっている。なお、本実施形態では、トナー搬送部材４１としてベルト形状のものを示しているが、トナー搬送部材４１の形状はこれに限定されるものではなく、例えば、半円弧状のものでも構わない。
【００４３】
また、トナー搬送部材４１は、現像装置４における上下方向に対して若干傾斜して、感光体ドラム１の表面における現像領域Ａの接線に対して略平行となるように配置されている。また、ベルト形状のトナー搬送部材４１が上記配置を保持できるように、トナーを搬送する表面とは反対側の面に、トナー搬送部材４１を保持する支持部材４３が設けられている。
【００４４】
トナー搬送部材４１の下方側端部には、このトナー搬送部材４１の表面上を搬送されるトナーを供給する供給部材４４（供給手段）が設けられている。一方、トナー搬送部材の上方側端部には、このトナー搬送部材４１の表面のトナーを回収する回収部材４５（回収手段）が設けられている。さらに、これら供給部材４４および回収部材４５の周囲を覆う被覆部材４６（被覆手段）が設けられ、この被覆部材４６によって、現像剤の感光体ドラム１側への飛散を防止するようにしている。被覆部材４６は、ケーシング４０と一体的に設けられた基体４６ａと、この基体４６ａの内側に取り付けられた導電性を有する層状の導電部４６ｂ（導電領域）とを備えている。この場合、被覆部材４６の基体４６ａとしては、絶縁性の樹脂やフィルム状のものが適用される一方、導電部４６ｂとしては、基体４６ａにアルミニウムや金等の金属膜を蒸着等の手段により形成したものでも良いし、基体４６ａそのものに導電性粒子を含ませた導電性樹脂や導電性フィルムであっても良いし、あるいは被覆部材４６が金属板であってもよく、導電性を示すものであれば特に限定されるものではない。
【００４５】
また、トナー搬送部材４１には、多相交流電源４７と現像バイアス電源４８とが直列に接続されている。上記供給部材４４および回収部材４５は、いずれも円筒形状を呈し、ベルト形状のトナー搬送部材４１の表面に対し回転可能に接触している。
【００４６】
上記供給部材４４は、ケーシング４０内に収容されているトナーをトナー搬送部材４１に供給するためのものであり、その材質としては特に限定されるものではないが、たとえばシリコーン、ウレタン、ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエン−メチレン共重合体）などのソリッドゴム、発泡ゴムなどが挙げられる。また、カーボンブラックやイオン導電剤を添加することによって導電性を付与してもよい（電圧印加も可能）。上記供給部材４４とトナー搬送部材４１との接触圧力や供給部材４４に印加する電圧値を適切な値に設定し、供給部材４４にトナーを帯電させる機能を付加するようにしても良い。あるいは、上記供給部材４４の前段に、例えば薄板状のブレード（材料としては、上記供給部材４４と同じものが使用可能）を設けトナーを帯電させるようにしても構わない。
【００４７】
上記回収部材４５は、感光体ドラム１上の静電潜像の現像に寄与しないトナーを回収して現像装置４内に戻すためのものであり、その材質としては、特に限定されないが、たとえば上記供給部材４４と同様のものを使用することができる。
【００４８】
上記支持部材４３は、ベルト形状のトナー搬送部材４１を感光体ドラム１の現像領域Ａに対向した状態を保持するためのもので、その構成は特に限定されるものではない。たとえば、ＡＢＳ（Ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ−Ｂｕｔａｄｉｅｎｅ−Ｓｔｙｒｅｎｅ：アクリロニトリルブタジエンスチレン）樹脂などを挙げることができる。
【００４９】
上記トナー搬送部材４１は、電界カーテン作用によりトナーを搬送するものであり、図３に示すように、絶縁層よりなる基材４１ａ上に、電界カーテン作用を発生させる進行波発生電極４１ｂ，…が、４本を一組として複数組が順次連続して配設されている。このトナー搬送部材４１の表面側は表面保護層４１ｃによって覆われている。そして、これらの電極４１ｂ，…にトナー搬送のための多相交流電源４７から、多相の交流電圧が印加されることにより、トナー搬送部材４１の表面においてそれと平行となる方向に電界カーテンが発生し、これによって現像領域Ａまで電界カーテン作用によりトナーを搬送するようになっている。
【００５０】
上記トナー搬送部材４１の具体例を挙げると、たとえば、基材４１ａ：ポリイミド（厚さ２５μｍ）、進行波発生電極４１ｂ：銅（厚さ１８μｍ）、表面保護層４１ｃ：ポリイミド（厚さ２５μｍ）といった構成を挙げることができる。また、上記進行波発生電極４１ｂは、幅４０μｍの微小電極となっているが、これが１００ｄｐｉ（ｄｏｔ ｐｅｒ ｉｎｃｈ）〜３００ｄｐｉ、すなわち約２５４μｍ〜８５μｍのピッチの間隔を保って互いに平行に配置されている。なお、本実施の形態では、４本の進行波発生電極４１ｂ，…を１組とし、これら各組の進行波発生電極４１ｂ，…に対して、たとえば図４に示すような電圧波形の４相の交番電圧を印加し、進行波発生電極４１ｂ，…上に進行波電界を形成しているが、特にこれに限定されるものではなく、３本の進行波発生電極を１組として３相の交番電圧を印加しても構わない。また、電圧波形は正弦波や台形波などでも良く、電圧値の範囲としては１０Ｖ〜１ｋＶ程度が好ましく、周波数の範囲としては１００Ｈｚ〜１０ｋＨｚが好ましく用いられるが、これらの電圧値や周波数については、進行波発生電極素子の形状、トナーの搬送速度、トナーの使用材料などによって適性値を設定すればよく、特に限定されるものではない。
【００５１】
ここで、供給部材４４あるいは回収部材４５付近でのトナー飛散の原因について述べる。
【００５２】
供給部材４４あるいは回収部材４５は、数１０ｍｍ／ｓないし１００〜２００ｍｍ／ｓ程度の回転周速度で回転する。
【００５３】
一方、トナー搬送部材４１上を進行波電界により移動するトナー速度は非常に早く、トナーの特性（比電荷や粒径等）や、トナー搬送部材４１への印加電圧の条件（周波数やピーク間電圧等）や、トナー搬送部材４１の構成条件（電極間ピッチ、表面保護層４１ｃの厚み等）により変動を受けるが、数１０ｍｍ／ｓないし数１０００ｍｍ／ｓの速度で移動する。
【００５４】
よって、供給部材４４あるいは回収部材４５と、トナー搬送部材４１の最近接点近傍では、移動速度差の大きいトナー層が存在するため、トナー同士の衝突等により、飛散が発生しやすいと考えられる。供給部材４４や回収部材４５が存在しないトナー搬送部材領域（例えば現像領域Ａ近傍 ）では、トナー移動速度が大きく異なる状態が発生しないため、トナー飛散が起こりにくいものとなる。
【００５５】
したがって、本実施形態では、供給手段４４および回収手段４５の周辺において飛散するトナーは、供給手段４４近傍でのトナーの供給や、回収手段４５近傍でのトナーの回収が行われる際に、これらの供給手段４４近傍および回収手段４５近傍において飛散し易い状況にあるが、被覆部材４６によりケーシング４０内に閉じこめられることになる。このため、飛散したトナーが感光体ドラム１の不必要な箇所に付着することがなくなり、画像劣化を防止して良好な画像形成を行うことができる。
【００５６】
しかも、トナーの飛散によって画像形成装置Ｘの機内汚れを引き起こすことも防止され、使用者の操作性やメンテナンス性を向上させることもできる。
【００５７】
更に、被覆部材４６の基体４６ａの内側に導電部４６ｂが設けられているので、トナーが付着しても被覆部材４６での局所的な帯電を抑制する効果が得られる。このことから、被覆部材が絶縁性である場合に飛散したトナーが被覆部材に付着して被覆部材が局所的に著しく帯電するなどし、供給手段４４や回収手段４５からのトナーの飛散を助長したり、トナー搬送状態に不具合をもたらすことがなくなり、安定したトナーの供給、搬送、回収を行うことができる。
【００５８】
さらに、上述した現像装置４を画像形成装置Ｘに備えることで、画像劣化を防止して良好な画像形成を行え、使用者の操作性やメンテナンス性が高く、かつ安定した現像剤の供給、搬送、回収を行い得る画像形成装置を提供することができる。
【００５９】
＜第１の変形例＞
なお、本実施形態では、被覆部材４６の基体４６ａの内側に導電部４６ｂを設けるのみとしたが、図２に仮想線（二点鎖線）で示すように、供給部材４４および回収部材４５の周囲をそれぞれ覆う被覆部材４６の導電部４６ｂに対し任意の電圧を印加する電圧印加手段としての第１電源４６ｃおよび第２電源４６ｄが設けられていても良い。この場合、トナーの付着により被覆部材４６が帯電し、この帯電電荷が蓄積していった際に、帯電電荷を除電することが可能となり、これによって、被覆部材４６の帯電が効果的に抑制され、安定したトナーの供給、搬送、回収を行うことができる。
【００６０】
＜第２の変形例＞
また、第１電源４６ｃおよび第２電源４６ｄ（電圧印加手段）により被覆部材４６の導電部４６ｂに与える印加電圧として、被覆部材４６とトナー搬送部材４１との間において、所望の極性を有するトナーをトナー搬送部材４１側へ移動させる電界が生じるような値に設定しても良い。この場合、供給部材４４および回収部材４５近傍で飛散するトナーが、被覆部材４６とトナー搬送部材４１との間の電界により、被覆部材４６に付着せずにトナー搬送部材４１側に戻され、静電潜像の現像に使用されるべくトナー搬送部材４１により搬送されて行く。よって被覆部材４６への過剰なトナーの付着が抑制され、これによって安定したトナーの供給、搬送、回収工程が良好に行われ、画像の品質をより一層向上させることができる。
【００６１】
具体的には、負極性トナーを使用する場合には、図５に示すような電圧設定を行う。トナー搬送部材４１に０〜−４００Ｖの交流電圧を印加し、供給部材４４に−５００Ｖの電圧を印加する。このとき、供給部材４４側の被覆部材４６に−６００Ｖの電圧を印加する。このような設定にした場合、被覆部材４６とトナー搬送部材４１との間には負極性トナーをトナー搬送部材４１側に移動させるような電界が生じるため、飛散したトナーが再びトナー搬送部材４１側に戻され、被覆部材４６側へのトナー付着を抑制することができる。
【００６２】
一方、回収部材４５側の被覆部材４６についても同様な構成をとることができる。たとえば、図５に示すようにトナー搬送部材４１に０〜−４００Ｖの電圧を印加し、回収部材４５に＋１００Ｖの電圧を印加する。このとき、回収部材４５側の被覆部材４６に−６００Ｖの電圧を印加する。このような設定にした場合にも、被覆部材４６とトナー搬送部材４１との間には負極性トナーをトナー搬送部材４１側に移動させるような電界が生じるため、上述のような効果が得られる。
【００６３】
＜第３の変形例＞
そして、供給部材４４を覆う被覆部材４６に印加する電圧として、被覆部材４６とトナー搬送部材４１との間において感光体ドラム１上の静電潜像の現像に寄与すべく所定の極性を有するトナーをトナー搬送部材４１側へ移動させる電界が生じるような値に設定され、かつ被覆部材４６と供給部材４４との間において上記所定の極性を有するトナーとは逆極性を有するトナーを供給部材４４側へ移動させる電界が生じるような値に設定しても良い。
【００６４】
具体的には、図６に示すような電圧設定が挙げられる。つまり、トナー搬送部材４１に０〜−４００Ｖの交流電圧を印加し、供給部材４４に−５００Ｖの電圧を印加する。このとき、供給部材４４側の被覆部材４６に−４００Ｖの電圧を印加する。このような設定にした場合、被覆部材４６とトナー搬送部材４１との間には負極性トナーをトナー搬送部材４１側に移動させるような電界が生じ、また、被覆部材４６と供給部材４４との間には逆極性トナーを供給部材４４側に移動させるような電界が生じる。
【００６５】
この場合、供給部材４４近傍で飛散するトナーが、被覆部材４６とトナー搬送部材４１との間の電界により、被覆部材４６に付着せずにトナー搬送部材４１側に戻され、静電潜像の現像に使用されるべくトナー搬送部材４１により搬送されて行く。また、基本的には供給部材４４からトナー搬送部材４１へ移動するトナーは所望の極性のものだけが移動し、逆極性のトナーについてはトナー搬送部材４１へ移動せずに再び現像装置４のケーシング４０内に戻されるが、微量に逆極性のトナーも移動してしまうことがある。このとき、供給部材４４近傍で飛散しているトナーの中には、所望の極性と逆極性のものが微量含まれているが、これら逆極性のトナーは供給部材４４側へ移動する。よって被覆部材４６への過剰なトナーの付着を抑制することができる。また、この効果により、トナー搬送部材４１上を移動するトナー（現像工程に供されるトナー）中の逆極性トナーの量を低減する効果もある。即ち、供給部材４４にて逆極性トナーをトナー搬送部材４１側に移動させず、積極的に供給部材４４側に戻し、これをケーシング４０内に戻す効率を向上させることができる。よって、トナー搬送部材４１上を移動し、現像工程にて使用されるトナー中の逆極性トナーの比率が低減され、逆極性トナーのよる感光体ドラム１の地かぶり（本来、非画像部である領域へのトナー付着による感光体ドラム１のトナー汚れであり、逆極性トナーが主たる原因となることが多い。）も低減でき、より安定したトナーの供給、搬送、現像、回収工程が良好に行われ、画像の品質をより一層向上させることができる。
【００６６】
＜第４の変形例＞
更には、第１電源４６ｃおよび第２電源４６ｄ（電圧印加手段）により被覆部材に印加される電圧に、交流電圧を重畳しても良い。
【００６７】
具体的には、図７に示すような電圧設定が挙げられる。つまり、トナー搬送部材４１に０〜−４００Ｖの電圧を印加し、供給部材４４に−５００Ｖの電圧を印加する。このとき、供給部材４４側の被覆部材４６（導電部４６ｂ）に−３００Ｖの直流電圧にピーク間電圧６００Ｖの交流電圧を重畳する。即ち、被覆部材４６には０Ｖから−６００Ｖの電圧が印加される。例えば供給部材４４に−６００Ｖの電圧が印加されたときは、負極性トナーをトナー搬送部材４１側に戻すための電界が十分形成され、また０Ｖが印加されたときには、逆極性トナーを供給部材４４側に戻すための電界が十分形成され、上述の第３の変形例の作用をより効果的に実現できる。
【００６８】
この理由について更に詳細に説明する。
【００６９】
供給部材４４に印加する電圧をあまり大きくしすぎると、供給部材４４からトナー搬送部材４１への電界によるトナーの押し付け力が強くなり、トナー搬送部材４１上の進行波電界でトナーを移動させることが困難になる場合がある。逆に、供給部材４４への印加電圧が小さすぎると、供給部材４４からトナー搬送部材４１へ十分なトナー供給が行えず、必要なトナー搬送量を得ることができなくなる場合がある。よって、供給部材４４に印加する電圧は適正値が存在する。即ち、被覆部材４６に印加する電圧を直流電圧のみとした場合、被覆部材４６に印加できる電圧範囲は、トナー搬送部材４１に印加される電圧と供給部材４４に印加される電圧の間の値とする必要がある。このため、供給部材４４とトナー搬送部材４１との電位差が小さい場合、飛散トナーをトナー搬送部材４１や供給部材４４に戻すための電界強度を十分確保できないことがある。しかしながら、本変形例の構成によれば、所望の極性トナーをトナー搬送部材４１に戻す電界と、逆極性トナーを供給部材４４に戻す電界を大きくとることができ、飛散トナーの付着を有効に抑制できる。
【００７０】
また、被覆部材４６へのトナー付着による帯電が生じた際にも、交流電圧を重畳することで、被覆部材４６の除電効果が向上し、好適である。本効果は回収部材４５にも適用可能である。
【００７１】
さらに、被覆部材４６に印加する電圧の周波数は、トナー搬送部材４１に印加する電圧の周波数より低くする方が望ましい。例えば、トナー搬送部材４１への印加電圧周波数の１／２以下とすることが望ましい。このような条件とすることで、飛散トナーを移動させるための電界形成時間が長くとれる。またトナー搬送部材４１の電圧の位相との兼ね合いによっては、被覆部材４６とトナー搬送部材４１との間の電位差が最小となる状態が起こる可能性があり、飛散トナーを所望の場所へ移動させるための電界が弱まる危険性がある。しかし、本変形例の構成によれば、上記課題も回避でき、より好適である。
【００７２】
要するに、本変形例の構成によれば、交流電圧を重畳することで、被覆部材４６への付着トナー蓄積が押えられ、かつトナー付着による帯電を効果的に除電でき、より安定したトナーの供給、搬送、回収工程が良好に行われ、画像の品質をより一層向上させることができる。
【００７３】
＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施形態を図８に基づいて説明する。
【００７４】
この実施形態では、被覆部材に振動を付与する手段を設けている。なお、被覆部材を除くその他の構成は第１の実施形態の場合と同じであり、同一の部分については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００７５】
すなわち、本実施形態では、図８に示すように、被覆部材９は約１００μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムよりなり、この被覆部材９に振動を付与する振動付与手段９１を設けている。この振動付与手段９１としては、例えば積層型のピエゾ素子等を用いることができる。このピエゾ素子の一方の端をケーシング４０に固定し、他端を被覆部材９側に固定する。
【００７６】
これにより、飛散したトナーが被覆部材９に付着しても、被覆部材９の振動によってふるい落とされ、被覆部材９への付着トナーの蓄積を防ぐことができる。このような作用により、被覆部材９へのトナー蓄積による被覆部材９の帯電が抑制され、安定したトナーの供給、搬送、回収工程を行うことができ、良好な画像形成を得ることができる。
【００７７】
＜変形例＞
なお、本実施形態では、被覆部材９に単に振動を付与するに止めたが、振動を付与する条件として、被覆部材９の振動の振幅Ａ（ｍ）および周波数ｆ（Ｈｚ）を、
Ａ×ｆ2＞１０3
の関係を満たすように設定すると、なお好適である。
【００７８】
つまり、被覆部材９の最大振幅をＡ（ｍ）、周波数をｆ（Ｈｚ）とし、正弦波形の振動を行っているとすると、被覆部材９の時間ｔ（ｓ）に対する変位量ｘ（ｍ）は次式で表される。
【００７９】
ｘ＝Ａ×ｓｉｎ（２×π×ｆ×ｔ）
よって被覆部材９の加速度ａは、
ａ＝−４×π2×ｆ2×Ａ×ｓｉｎ（２×π×ｆ×ｔ）
となる。
【００８０】
被覆部材９に付着したトナーを除去するには、被覆部材９に付着したトナーの付着力に打ち勝つ力（ｍ×ａ。ここでｍはトナー質量、ａは被覆部材９の加速度である。）を作用させなければならない。即ち、上記の加速度ａを決める被覆部材９の振幅Ａおよび周波数ｆで決まるＡ×ｆ2値を大きくすることで、被覆部材９に付着したトナーに対する除去能力が向上する。
【００８１】
そこで、ピエゾ素子に与える電圧および周波数を変化させて上記のＡ×ｆ2値を変化させ、被覆部材９へのトナー付着による画像形成への影響を検討すると、表１に示すような結果が得られた。
【００８２】
【表１】
0003715535.tif 000002
この表１において、Ａ×ｆ2値が１０００以上では、被覆部材９の振動による付着トナーの除去が効率的に行われ、トナー付着による被覆部材９の帯電や、付着トナーの蓄積によるトナー搬送、現像工程への影響を抑制できる。
【００８３】
これにより、安定した現像剤の供給、搬送、回収工程が良好に行われ、画像の品質をより一層向上させることができる。
【００８４】
＜他の変形例＞
また、上記第２の実施形態では、被覆部材９に導電性を与え、任意の電圧印加等を行っていない例を示したが、これに限定されるものではない。上記第１の実施形態において記載した手段を併用すれば、より良好な画像形成を行うことが可能である。
【００８５】
＜第３の実施の形態＞
次に、本発明の第３の実施形態を図９に基づいて説明する。
【００８６】
この実施形態では、被覆部材のトナー搬送部材に対する配置状態を規定している。なお、被覆部材を除くその他の構成は第１の実施形態の場合と同じであり、同一の部分については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００８７】
すなわち、本実施形態では、図９に示すように、被覆部材１０は、トナー搬送部材４１の表面に対し接触する供給部材４４の周面および回収部材４５の周面の接線Ｓ（接線方向に延びる線分）と平行な供給部材４４および回収部材４５の略中心を通る平行線Ｈよりもトナー搬送部材４１と向き合う方向（図９では上方）に延びて該トナー搬送部材４１が覆われるように形成され、そのトナー搬送部材４１と向き合う方向に延びる被覆部材１０とトナー搬送部材４１との間隙Ｋは０．０５ｍｍ以上に設定されている。
【００８８】
この場合、被覆部材１０とトナー搬送部材４１との間隙Ｋを小さくする方が、飛散トナーの外部（被覆部材１０外部）への漏れを防ぐ点では有効である。しかし、本発明のようにトナーを進行波電界によりクラウド状にして搬送する方式では、一般的な１成分方式の現像方法（ゴムローラー、もしくは金属ローラ等のトナー担持体上に薄層トナーを形成）に比べ、トナー層の厚みが大きい。よって、あまり被覆部材１０とトナー搬送部材４１との間隙Ｋを小さくしすぎると、トナー搬送の障害となる。
【００８９】
そこで、トナー特性や進行電界形成条件を種々設定し、トナー搬送を妨げない間隙Ｋを検討した結果、５０μｍ以上の間隙Ｋとすることで良好なトナー搬送ができることが分かった。
【００９０】
また、被覆部材１０とトナー搬送部材４１との間隙Ｋを広げる方向については、被覆部材１０により覆われる供給部材４４および回収部材４５において、この供給部材４４および回収部材４５の周面がトナー搬送部材４１に向き合う位置まで被覆部材１０が供給部材４４および回収部材４５を覆う、具体的には、たとえば供給部材４４のトナー搬送部材４１に対する接線Ｓと平行な供給部材４４の略中心を通る平行線Ｈよりもトナー搬送部材４１側（図９では上側）を覆うようにすれば良い。
【００９１】
この理由としては、供給部材４４および回収部材４５がローラー状である場合を例に、図９をもとに説明する。
【００９２】
トナー搬送部材４１と最近接する位置からその直径の略半分の位置（供給部材４４の中心を通る平行線Ｈと交差する位置）までは、トナー搬送部材４１に対してトナーの供給部材４４および回収部材４５はトナー搬送部材４１と向き合う形となっている。よって、この領域では、供給部材４４および回収部材４５とトナー搬送部材４１との間には飛散現像剤を浮遊させず、いずれかの部材４４，４５の方に引き寄せるための電界が形成されている。つまり、被覆部材１０による飛散トナー隠蔽効果だけでなく、供給部材４４および回収部材４５自身が、飛散トナーを制御しようとする働きがある。しかし、供給部材４４および回収部材４５の直径の略半分の位置より下方に離れたところ、すなわちトナー搬送部材４１と向き合っていない領域では、トナー搬送部材４１との間の電界による作用で飛散したトナーを制御する機能が無くなり、被覆部材１０による隠蔽効果しか期待できなくなり、十分な飛散トナーの隠蔽効果が得られない場合がある。よって、飛散トナーを隠蔽するために被覆部材１０とトナー搬送部材４１との間隙Ｋの上限としては、供給部材４４および回収部材４５の周面がトナー搬送部材４１に向き合う位置となるように設定するのが望ましい。
【００９３】
上記構成によれば、トナー搬送部材４１上のトナーの流れを妨げることがなく、かつ飛散したトナーを効果的に封じ込めることができる。
【００９４】
【発明の効果】
以上のように、現像剤搬送手段と供給手段または回収手段との接触もしくは近接位置にて発生する現像剤の飛散を防止すべく供給手段および回収手段のうちの少なくとも一方の周辺を覆う被覆手段に、導電性を有する領域を設けることで、その周辺において飛散する現像剤を被覆手段により閉じ込めて像担時体の不必要な箇所に付着することを防止し、画像劣化を防止して良好な画像形成を行うことができるとともに、現像剤の飛散による画像形成装置の機内汚れを防止して使用者の操作性やメンテナンス性を向上させることもできる。更に、被覆手段に導電性を有する領域を設けることで、トナー付着による被覆手段での局所的な帯電の抑制効果が得られ、安定した現像剤の供給、搬送、回収を行うことができる。
【００９５】
特に、任意の電圧を印加する電圧印加手段を被覆手段に設けることで、被覆手段への現像剤の付着により著しく帯電した際に被覆手段を除電することができ、安定した現像剤の供給、搬送、回収を行うことができる。
【００９６】
特に、被覆手段への印加電圧を、被覆手段と現像剤搬送手段との間で静電潜像の現像に寄与すべく所定の極性を有する現像剤を現像剤搬送手段側へ移動させる電界が生じるような値に設定することで、供給手段近傍で飛散する現像剤を被覆手段に付着させずに現像剤搬送手段側に戻し、被覆手段への過剰な現像剤の付着を抑制し、安定した現像剤の供給、搬送工程を良好に行って、画像の品質を一層向上させることができる。
【００９７】
また、被覆手段への印加電圧を、被覆手段と現像剤搬送手段との間で静電潜像の現像に寄与すべく所定の極性を有する現像剤を現像剤搬送手段側へ移動させる電界が生じるような値に設定し、かつ被覆手段と供給手段との間で上記所定の現像剤とは逆極性を有する現像剤を供給手段側へ移動させる電界が生じるような値に設定することで、供給手段近傍で飛散する現像剤を、被覆手段に付着させずに現像剤搬送手段側に戻して搬送する一方、供給手段近傍で飛散する逆極性の現像剤を、供給手段側へ移動させて被覆手段への過剰な現像剤付着を抑制し、安定した現像剤の供給、搬送工程を良好に行って画像の品質をさらに向上させることができる。
【００９８】
そして、被覆手段への印加電圧に交流電圧を重畳することで、被覆手段の除電を効果的に行って被覆手段に飛散現像剤を付着し難くし、安定した現像剤の供給、搬送工程を良好に行って画像の品質をより一層向上させることができる。
【００９９】
しかも、被覆手段に印加する交流電圧の周波数を、現像剤搬送手段への印加電圧の周波数よりも低く設定することで、電界形成時間を長くとることができ、安定した現像剤の供給、搬送工程をより良好に行って画像の品質をより効果的に向上させることができる。
【０１００】
特に、振動付与手段を被覆手段に設けることで、被覆手段への現像剤付着量の蓄積を軽減し、安定した現像剤の供給、搬送、回収工程を良好に行って画像の品質をより一層効果的に向上させることができる。
【０１０１】
また、被覆手段の振動の振幅Ａ（ｍ）および周波数ｆ（Ｈｚ）を、
Ａ×ｆ2＞１０3
の関係を満たすように設定することで、振動付与による現像剤の除去を効果的に行え、安定した現像剤の供給、搬送、回収工程を良好に行って画像の品質をより一層向上させることができる。
【０１０２】
特に、現像剤搬送手段の表面に対し接触もしくは近接位置で対峙する供給手段の周面および回収手段の周面のうちの少なくとも一方の接線方向に延びる線分と平行な供給手段および回収手段の略中心を通る線よりも現像剤搬送手段と向き合う方向に延びて該現像剤搬送手段を覆う被覆手段と、現像剤搬送手段との間隙を０．０５ｍｍ以上に設定することで、現像剤搬送手段上の現像剤の流れを妨げることなく、飛散現像剤を効果的に封じ込めることができる。
【０１０３】
さらに、上述した現像装置を画像形成装置に備えることで、画像劣化を防止して良好な画像形成を行え、使用者の操作性やメンテナンス性が高く、かつ安定した現像剤の供給、搬送、回収を行い得る画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係わる現像装置が適用される電子写真方式を用いた画像形成装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】同じく現像装置の構成を示す模式図である。
【図３】同じくトナー搬送部材の構成を示す模式図である。
【図４】同じくトナー搬送部材に印加される電圧波形を示す波形図である。
【図５】第１の実施形態の第２変形例に係わる現像装置への印加電圧条件の説明図である。
【図６】第１の実施形態の第３変形例に係わる現像装置への印加電圧条件の説明図である。
【図７】第１の実施形態の第４変形例に係わる現像装置への印加電圧条件の説明図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係わる現像装置の概略構成を示す模式図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係わる現像装置の概略構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１            感光体ドラム（像担持体）
４            現像装置
４１          トナー搬送部材（現像剤搬送手段）
４１ａ        基材
４１ｂ        進行波発生電極（電極）
４４          供給部材（供給手段）
４５          回収部材（回収手段）
４６，９，１０    被覆部材（被覆手段）
４６ｂ        導電部（導電性を有する領域）
４６ｃ        第１電源（電圧印加手段）
４６ｄ        第２電源（電圧印加手段）
９１          振動付与手段
Ａ            現像領域
Ｋ            間隙
Ｔ            トナー（現像剤）
Ｘ            画像形成装置
【図１】
0003715535.tif 000003
【図２】
0003715535.tif 000004
【図３】
0003715535.tif 000005
【図４】
0003715535.tif 000006
【図５】
0003715535.tif 000007
【図６】
0003715535.tif 000008
【図７】
0003715535.tif 000009
【図８】
0003715535.tif 000010
【図９】
0003715535.tif 000011