(57)【要約】【課題】  低電位差現像を実現しつつ、感光体１１上における転写残トナーのクリーニング不良を抑え、しかも感光体１１の摩耗に起因する現像濃度ムラも抑えることができる画像形成装置を提供する。【解決手段】  第１トナー静電搬送基板１０１上のトナーを静電気力によって表面上でホッピングさせながら現像領域Ｒ１に向けて搬送し、現像領域Ｒ１で感光体１１の静電潜像に付着させて静電潜像を現像する構成において、第１トナー静電搬送基板１０１の表面方向における全領域のうち、感光体１１に近接する現像領域Ｒ１における搬送電極と、現像領域Ｒ１よりもトナー搬送方向の上流側にある現像隣接領域Ｒ２ａにおける搬送電極とで、供給するバイアスの値を異ならせる。【選択図】  図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面上に保持したトナーを静電気力によってホッピングさせながら該表面に沿って移動させるためのトナー保持体と、該静電気力を発生させるためのバイアスを該トナー保持体の複数の電極に供給するバイアス供給手段とを有し、該トナー保持体上でトナーをホッピングさせながら該トナー保持体と画像形成装置の潜像担持体とが最接近する現像領域まで搬送して該潜像担持体上の潜像を現像する現像装置において、
上記トナー保持体の全領域のうち、上記現像領域における上記電極と、該現像領域よりもトナー搬送方向の上流側にある上流領域における上記電極とで、供給するバイアスの値を異ならせるように、上記バイアス供給手段を構成したことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１の現像装置において、
上記上流領域では、上記現像領域に比べて、トナーに対して上記潜像担持体側から上記トナー保持体側に向かう静電気力をより大きく作用させるバイアスを上記電極に供給するように、上記バイアス供給手段を構成したことを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１又は２の現像装置において、
上記上流領域では、上記現像領域に近づくにつれて上記バイアスの値を段階的に変化させるように、上記バイアス供給手段を構成したことを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかの現像装置において、
上記潜像担持体として、無端移動する表面を湾曲させるものを用いるとともに、上記トナー保持体として、上記上流領域における一部の表面を該潜像担持体の表面に沿って湾曲させたものを用いたことを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項４の現像装置において、
上記トナー保持体として、上記現像領域における表面を上記潜像担持体の表面に沿って湾曲させたものを用いたことを特徴とする現像装置。
【請求項６】
表面に潜像を担持する潜像担持体と、該表面の潜像を現像してトナー像を得る現像装置と、該トナー像を該潜像担持体から転写体に転写する転写手段とを備える画像形成装置において、
上記現像装置として、請求項１乃至５の何れかのものを用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
潜像を担持する潜像担持体と、
表面上に保持したトナーを静電気力によってホッピングさせながら該表面に沿って移動させるためのトナー保持体により、トナーを該トナー保持体と該潜像担持体とが最接近する現像領域まで搬送して該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段と、
現像によって得られたトナー像を該潜像担持体から転写体に転写する転写手段とを備える画像形成装置において、
上記転写手段によるトナー像の転写工程を経由した後、上記現像領域に進入する前の潜像担持体表面に付着している転写残トナーを静電気力によって該潜像担持体表面に対して非接触でクリーニングする非接触静電クリーニング手段を、上記トナー保持体とは別体で設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項７の画像形成装置において、
上記非接触静電クリーニング手段によるクリーニング位置に進入する前の上記転写残トナーに電荷を付与する電荷付与手段を、上記潜像担持体を一様帯電せしめる帯電手段とは別に設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項８の画像形成装置において、
上記電荷付与手段として、上記潜像担持体に対して非接触で上記転写残トナーに電荷を付与するものを用いたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面上に保持したトナーを静電気力によってホッピングさせながらその表面に沿って移動させるためのトナー保持体により、潜像担持体に担持される潜像を現像する現像装置に関するものである。また、かかる現像装置を用いる画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置として、特許文献１に記載のものが知られている。この画像形成装置は、潜像担持体たる感光体をトナーの帯電極性と同極性に一様帯電せしめた後、感光体に対して光走査を行う。そして、この光走査により、感光体の露光箇所の電位を一様帯電電位よりも減衰せしめて、感光体に潜像を形成する。次いで、現像剤担持体たる現像ローラの無端移動する表面に担持したトナーを、現像ローラと潜像との間で、現像ローラ表面から潜像に転位させて潜像を現像する。そして、得られたトナー像を転写手段によって記録紙等の転写体に転写する。
【０００３】
このような構成では、次のような理由から、感光体等の潜像担持体において、潜像と、これの周囲の非画像部との電位差を相当に大きくしなければならない。即ち、この画像形成装置のように、現像ローラ等の現像担持体と、潜像担持体の潜像及び非画像部とを、それぞれトナーと同極性の電位にする構成では、現像剤担持体の表面電位を、潜像電位と非画像部電位との中間的な値にする必要がある。このような中間的な電位にした現像剤担持体と、潜像担持体の非画像部との間に、トナーを潜像担持体側から現像剤担持体側に向けて移動させる向きの電界を形成する。これにより、トナーを現像剤担持体表面に拘束して非画像部に付着させないようにするのである。その一方で、中間的な電位の現像剤担持体と、潜像担持体の潜像との間には、前述の電界とは逆向きである現像電界を形成して、トナーを現像剤担持体表面から潜像に転位させて潜像を現像する。このとき、トナーを現像剤担持体表面から離脱させるためには、ファンデルワールス力や鏡像力等によって現像剤担持体に付着しているトナーに対して、その付着力に打ち勝つのに十分な大きさの静電気力を作用させる必要がある。このため、中間的な電位の現像剤担持体と、潜像担持体の潜像との電位差を相当に大きくしなければならず、結果として、潜像担持体の潜像と非画像部との電位差が、例えば８００［Ｖ］などといった具合にかなり大きくなってしまうのである。
【０００４】
なお、転写後の潜像担持体表面に付着している転写残トナーについては、ブラシやブレードによって機械的に掻き取ってクリーニングするのが一般的であるが、特許文献１に記載の画像形成装置はかかるブラシやブレードを有していない。その代わりに、現像同時クリーニングと呼ばれるクリーニング方式が採用されている。この方式では、潜像担持体の表面移動に伴い、その表面上の転写残トナーを潜像担持体の一様帯電工程と光書込工程とに順次送り込む。そして、その後、現像領域の直前で、潜像担持体の非画像部と現像剤担持体との電位差によって現像装置内に回収する。かかる方式によれば、転写残トナーのクリーニング用のブラシやブレードを摺擦させることによる潜像担持体表面の劣化を回避することができる。
【０００５】
一方、画像形成装置としては、特許文献２に記載の画像形成装置のように、表面移動する現像剤担持体を用いずに潜像担持体上の潜像を現像するものも知られている。この種の画像形成装置の現像装置は、複数の電極が所定ピッチで配設されたトナー静電搬送基板の表面上でＥＨ（Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ＆Ｈｏｐｐｉｎｇ）現象を生じせしめて、トナーを現像領域まで搬送する。このＥＨ現象とは、粉体に作用する移相電界のエネルギーが機械的なエネルギーに変換されて、粉体が相対的に基板面方向に移動する速度成分を持って基板面上で飛び跳ねるいわゆるホッピングという動作を行う現象である。
【０００６】
かかる構成においては、特許文献１に記載の画像形成装置のように現像剤担持体を用いて現像を行うものに比べて、潜像担持体の潜像と非画像部との電位差を小さくすることができる。具体的には、この画像形成装置では、トナー静電搬送基板と潜像担持体との間で浮遊しているトナーを基板の電極に向けて引き寄せるときに、その電極の電位を潜像電位と非画像部電位との中間的な値にする。そして、この中間的な電位により、浮遊しているトナーのうち、潜像担持体の非画像部の近くにあるトナーを基板の電極に向けて引き寄せる一方で、潜像の近くにあるトナーを潜像に向けて移動させて潜像を現像する。この際、浮遊しているトナーにはファンデルワールス力や鏡像力等による付着力が作用していないため、付着力に打ち勝つほど大きな静電気力をトナーに作用させる必要がなく、電極と潜像との電位差は僅かなもので足りる。すると、潜像と非画像部との電位差も僅かなものにすることができる。例えば、数十［Ｖ］の電位差で現像を行うことも可能である。
【０００７】
なお、基板の電極に向けて引き寄せたトナーは、やがて電極に付着する。そして、付着したトナーを再びホッピングさせるときには、トナーに対して電極との付着力に打ち勝つだけの静電気力を作用させる必要がある。但し、このときは、トナーを潜像に付着させるのかあるいは電極上に引き戻すのかといった区別をする必要はなく、トナーを単に電極から離脱させればよいため、電極の表面電位を潜像電位や非画像部電位とは関係なく設定することができる。
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−２０７９９０号公報
【特許文献２】特開２００４−１９８６７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明者らは、このような低電位差現像を実現する特許文献２に記載の画像形成装置では、潜像担持体の摩耗に起因する現像濃度ムラを引き起こし易くなることを実験によって見出した。低電位差現像では、電位差が僅かに変化するだけで潜像に対するトナー付着量が大きく変化するため、潜像担持体の表面方向における摩耗度合いのバラツキに起因する潜像電位のバラツキが現像濃度ムラとなって現れ易くなるからである。上述した特許文献１に記載の画像形成装置と同様にして、転写残トナーをブラシ等によらずに現像装置で回収する方式を採用すれば、ブラシ等との摺擦による潜像担持体の摩耗を回避して、かかる現像濃度ムラを抑えることができる。
【００１０】
しながら、本発明者らは、かかる方式を採用すると、次に説明する理由により、転写残トナーのクリーニング不良を引き起こし易くなったり、低電位現像を行うことが困難になったりすることを見出した。即ち、かかる方式では、潜像担持体の非画像部の付近で浮遊しているトナーを基板の電極に向けて引き寄せる際に、潜像担持体の非画像部に付着している転写残トナーも一緒に電極に向けて引き寄せることになる。このとき、潜像担持体の非画像部に付着している転写残トナーに対して、その付着力に打ち勝つほど大きな静電気力を付与しつつ、潜像担持体の潜像の近くで浮遊しているトナーに対しては、潜像に向かう静電力を付与しなければならない。そのためには、潜像と非画像部との電位差を相当に大きくする必要があるため、低電位現像を行うことが困難になってしまう。また、低電位現像を実現すべく潜像と非画像部との電位差をできるだけ小さくしようとすると、転写残トナーを潜像担持体表面から良好に離脱させることができずに、クリーニング不良を引き起こしてしまう。
【００１１】
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、次のような現像装置及び画像形成装置を提供することである。即ち、低電位差現像を実現しつつ、転写残トナーのクリーニング不良を抑え、しかも潜像担持体の摩耗に起因する現像濃度ムラも抑えることができる現像装置等である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、表面上に保持したトナーを静電気力によってホッピングさせながら該表面に沿って移動させるためのトナー保持体と、該静電気力を発生させるためのバイアスを該トナー保持体の複数の電極に供給するバイアス供給手段とを有し、該トナー保持体上でトナーをホッピングさせながら該トナー保持体と画像形成装置の潜像担持体とが最接近する現像領域まで搬送して該潜像担持体上の潜像を現像する現像装置において、上記トナー保持体の全領域のうち、上記現像領域における上記電極と、該現像領域域よりもトナー搬送方向の上流側にある上流領域における上記電極とで、供給するバイアスの値を異ならせるように、上記バイアス供給手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の現像装置において、上記上流領域では、上記現像領域に比べて、トナーに対して上記潜像担持体側から上記トナー保持体側に向かう静電気力をより大きく作用させるバイアスを上記電極に供給するように、上記バイアス供給手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の現像装置において、上記上流領域では、上記現像領域に近づくにつれて上記バイアスの値を段階的に変化させるように、上記バイアス供給手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れかの現像装置において、上記潜像担持体として、無端移動する表面を湾曲させるものを用いるとともに、上記トナー保持体として、上記上流領域における一部の表面を該潜像担持体の表面に沿って湾曲させたものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項４の現像装置において、上記トナー保持体として、上記現像領域における表面を上記潜像担持体の表面に沿って湾曲させたものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、表面に潜像を担持する潜像担持体と、該表面の潜像を現像してトナー像を得る現像装置と、該トナー像を該潜像担持体から転写体に転写する転写手段とを備える画像形成装置において、上記現像装置として、請求項１乃至５の何れかのものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、潜像を担持する潜像担持体と、表面上に保持したトナーを静電気力によってホッピングさせながら該表面に沿って移動させるためのトナー保持体により、トナーを該トナー保持体と該潜像担持体とが最接近する現像領域まで搬送して該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段と、現像によって得られたトナー像を該潜像担持体から転写体に転写する転写手段とを備える画像形成装置において、上記転写手段によるトナー像の転写工程を経由した後、上記現像領域に進入する前の潜像担持体表面に付着している転写残トナーを静電気力によって該潜像担持体表面に対して非接触でクリーニングする非接触静電クリーニング手段を、上記トナー保持体とは別体で設けたことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項７の画像形成装置において、上記非接触静電クリーニング手段によるクリーニング位置に進入する前の上記転写残トナーに電荷を付与する電荷付与手段を、上記潜像担持体を一様帯電せしめる帯電手段とは別に設けたことを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項８の画像形成装置において、上記電荷付与手段として、上記潜像担持体に対して非接触で上記転写残トナーに電荷を付与するものを用いたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
これらの発明のうち、請求項１の発明特定事項の全てを有するものでは、潜像担持体に付着している転写残トナーを、次のようにしてトナー保持体上に回収することが可能である。即ち、トナー保持体上において、現像を行う必要がない上流領域では、電極に供給するバイアスを、潜像電位と非画像部電位との中間的な値、あるいは潜像電位と同じ値にして一部のトナーを潜像に付着させなければならないという制約がない。そこで、潜像担持体の非画像部と、これに付着している転写残トナーとの付着力に打ち勝つほど大きな静電気力を発揮させ得るバイアスを電極に供給することが可能である。かかるバイアスを供給すると、非画像部に付着している転写残トナーを電極に向けて確実に引き寄せて、潜像担持体にブラシやブレードを摺擦させることなく転写残トナーを良好にクリーニングすることが可能になる。そして、これにより、潜像担持体の摩耗に起因する現像濃度ムラを抑えることができる。この一方で、現像を行う必要がある現像領域では、電極に供給するバイアスを上流領域とは異ならせて、潜像電位と非画像部電位との中間的な値、あるいは潜像電位と同じ値にすることが可能である。これにより、ホッピングしているトナーの一部を潜像に付着させて、潜像を良好に現像する。このとき、潜像担持体の非画像部は既にクリーニング済みであるため、非画像部に付着している転写残トナーに対して付着力に打ち勝つだけの静電気力を付与する必要がない。このため、潜像電位と非画像部電位との僅かな電位差で現像を行う低電位現像を実現することができる。よって、低電位差現像を実現しつつ、転写残トナーのクリーニング不良を抑え、しかも潜像担持体の摩耗に起因する現像濃度ムラも抑えることができる。
また、請求項７の発明特定事項の全てを有する発明では、潜像担持体にブラシやブレードを摺擦させることなく、非接触静電クリーニング手段によって潜像担持体を非接触でクリーニングする。これにより、潜像担持体の摩耗に起因する現像濃度ムラを抑えることができる。このとき、トナー保持体とは別体として設けた非接触静電クリーニング手段においては、クリーニング用のバイアス値として、潜像電位と非画像部電位との中間的な値や、潜像電位と同じ値を採用しなければならないという制約がない。このため、非画像部に付着している転写残トナーに対してその付着力に打ち勝つほど大きな静電気力を発揮させ得るバイアス値を採用して、転写残トナーのクリーニング不良を抑えることができる。しかも、非接触静電クリーニング手段によるクリーニングを行うことで、潜像担持体上の転写残トナーをトナー保持体上に回収する必要がなくなる。そして、これにより、トナー保持体上に転写残トナーを回収する目的で潜像電位と非画像部電位とを相当に大きくしなければならないといった制約もなくなるため、低電位現像を実現することができる。よって、低電位差現像を実現しつつ、転写残トナーのクリーニング不良を抑え、しかも潜像担持体の摩耗に起因する現像濃度ムラも抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
［第１実施形態］
以下、本発明を画像形成装置であるレーザー複写機（以下、単に複写機という）に適用した第１実施形態について説明する。図１は、本第１実施形態に係る複写機を示す概略構成図である。複写機本体の上部には、コンタクトガラス１、走査光学系２などを有するスキャナ装置が設けられている。原稿がコンタクトガラス１上に載置された後、図示しないコピースタートボタンが押されると、このスキャナ装置による原稿の読み取りが開始される。また、ドラム状の感光体１１の回転駆動が開始されて、感光体１１表面が一様帯電手段たる帯電チャージャー１２によって一様帯電せしめられる。
【００１５】
スキャナ装置による原稿の読み取りが開始されると、原稿照明光源３や反射ミラー４，５，６などを有する移動部が原稿面方向に移動しながら、コンタクトガラス１上の原稿に対して光走査を行う。この光走査によって得られた原稿反射光は、レンズ７を透過した後に画像読取素子８によって画像信号として読み込まれてデジタル画像処理が施される。処理後の信号は、図示しないレーザーダイオード（ＬＤ）を駆動してレーザー光を出射せしめる。出射したレーザー光は、ポリゴンミラー９上で反射して主走査方向に偏向せしめられながら、ミラー１０を介して感光体１１を走査する。この走査に先立ち、上述のように、感光体１１は図示しない駆動手段によって図中時計回りに回転駆動されながら、帯電チャージャー１２によって一様帯電せしめられる。そして、表面に上述のレーザー光が走査されて静電潜像を担持する。この静電潜像は、現像装置１００によってトナー像に現像される。
【００１６】
上記感光体１１には、図中下方からチャージャーユニットが対向している。このチャージャーユニットの図中左側には、２つの給紙カセット１３、１４が配設されており、それぞれカセット内に記録体たる転写紙Ｐを複数枚重ねた転写紙束の状態で収容している。コピー動作がスタートすると、画像情報に応じたサイズ及び姿勢の転写紙Ｐを収容している方の給紙カセット（１３又は１４）の給紙コロ（１３ａ又は１４ａが回転駆動されて、転写紙束の一番上の転写紙Ｐを給紙路に送り出す。この給紙路の最下流側には、レジストローラ対１５が配設されており、給紙手段から送られてくる転写紙Ｐをローラ間に挟み込む。そして、挟み込んだ転写紙を潜像担持体たる感光体１１上のトナー像に重ね合わせ得るタイミングで、感光体１１と上記チャージャーユニットとの対向部に向けて送り出す。この対向部においては、チャージャーユニットの転写手段たる転写チャージャー１６から生起せしめられるコロナ放電の影響により、感光体１１上のトナー像が転写紙Ｐに静電転写される。その後、分離チャージャー１７によって感光体１１から分離された転写紙Ｐは、張架ローラに張架されながら無端移動せしめられる搬送ベルト１８によって定着手段１９に送られる。定着手段１９は、内部に熱源を有する加熱ローラと、これに所定の圧力で当接する加圧ローラとによって形成される定着ニップに挟まれて、加熱されながら加圧される。この加熱や加圧の影響により、トナー像が転写紙Ｐ上に定着せしめられる。このようにしてトナー像が定着された転写紙Ｐは、排紙ローラ対２０を経て機外のスタック部２１上にスタックされる。
【００１７】
上記チャージャーユニットとの対向位置を通過した後の感光体１１は、除電ランプ２３によって除電されて初期化せしめられる。
【００１８】
図２は、感光体１１と、現像装置（１００）の第１トナー静電搬送基板１０１とを示す拡大構成図である。現像装置（１００）内では、図示しない領域にて、後述する供給部から第１トナー静電搬送基板１０１上にトナーが供給される。トナー保持体たる第１トナー静電搬送基板１０１は、ガラス等からなる絶縁性基板１０１ｄに対して、複数の短冊状の搬送電極が基板長手方向（図の左右方向）に所定のピッチで並ぶように配設されている。
【００１９】
絶縁性基板１０１ｄとしては、ガラス、樹脂、セラミック等の絶縁性材料だけからなる基板を用いることができる。また、ステンレス等の導電性材料からなる基板に、ＳｉＯ２等の絶縁性材料からなる膜を形成したものや、ポリイミドフィルムなどの絶縁性材料からなる変形自在なものを用いることもできる。
【００２０】
絶縁性基板１０１ｄ上の搬送電極は、トナー搬送方向における寸法が３０［μｍ］になっており、互いに３０［μｍ］の間隙を介して平行配設されている。このような配設により、絶縁性基板上では短冊状の搬送電極がストライプ状に並べられた構成になっている。なお、絶縁性基板１０１や各搬送電極の上には、絶縁性材料からなる図示しない表面保護層が被覆されている。
【００２１】
搬送電極としては、アルミニウム、ニッケル、クロム等の導電性材料を０．１〜１０［μｍ］、好ましくは０．５〜２．０［μｍ］の厚みで基板面に一様に成膜したものを、フォトリソグラフィー法等によって短冊パターンに成形したものを用いることができる。トナー搬送方向における寸法については、トナーの平均粒径の１倍以上、２０倍以下とすることが望ましい。また、電極間のスペースも同様の寸法にすることが望ましい。
【００２２】
上述の表面保護層としては、例えばＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＴｉＯ４、ＳｉＯＮ、ＢＮ、ＴｉＮ、Ｔａ２Ｏ５などを、厚さ０．５〜１０［μｍ］、好ましくは０．５〜３［μｍ］で被覆したものを用いることができる。
【００２３】
各搬送電極について更に詳しく述べると、それらはＡ群、第Ｂ群、第Ｃ群の３種類に分類され、同じ群に属する電極同士は互いに電気的に接続された状態になっている。そして、絶縁性基板１０１ｄ上では、図中左側、Ａ群に属するＡ搬送電極１０１ａ、Ｂ群に属するＢ搬送電極１０１ｂ、Ｃ群に属するＣ搬送電極１０１ｃという順序が繰り返されるように、各搬送電極が配設されている。各Ａ搬送電極１０１ａ、各Ｂ搬送電極１０１ｂ、各Ｃ搬送電極１０１ｃに対しては、駆動電源回路からＡ相駆動パルス電圧、Ｂ相駆動パルス電圧、Ｃ相駆動パルス電圧がそれぞれ印加される。なお、同図において、トナーはマイナス極性に帯電しており、第１トナー静電搬送基板１０１上にて図中右側から左側に向けて搬送される。
【００２４】
図３は、駆動電源回路３０の内部構成を示すブロック図である。バイアス供給手段たる駆動電源回路３０は、パルス信号を生成出力するパルス信号発生回路３０ｄと、これら送られてくるパルス信号をＡ相，Ｂ相，Ｃ相駆動パルス電圧Ｖａ１，Ｖｂ１，Ｖｂ１に増幅するＡ相，Ｂ相，Ｃ相増幅器３０ａ，３０ｂ，３０ｃとを有している。
【００２５】
パルス信号発生回路３０ｄは、例えばロジックレベルの入力パルスを受けて、それぞれ１２０°に位相をシフトさせる２組パルスで、示談の増幅器に含まれるトランジスタ等のスイッチング手段を駆動して１００Ｖのスイッチングが可能なレベルの出力電圧１０〜１５Ｖのパルス信号を出力する。
【００２６】
増幅器３０ａ，３０ｂ，３０ｃは、Ａ搬送電極１０１ａ、Ｂ搬送電極１０１ｂ、Ｃ搬送電極１０１ｃに例えば図４に示すような駆動パルスを出力する。この図４は、上述のＡ相駆動パルス電圧、Ｂ相駆動パルス電圧及びＣ相駆動パルス電圧の波形を示す波形図である。各相では、それぞれ電圧−１００［Ｖ］、持続時間５０１［μｓｅｃ］の直流パルス波が５０１［μｓｅｃ］の間隔をおいて出力される。ここで、まず上記Ｃ搬送電極（１０１ｃ）に印加されるＣ相駆動パルス電圧に着目してみると、時点ｔ０においては０［Ｖ］になっている。このとき、上記Ｃ搬送電極（１０１ｃ）に対してトナー搬送方向上流側で隣り合っている上記Ａ搬送電極（１０１ａ）も０［Ｖ］になっている（Ｃ相駆動パルス参照）。また、トナー搬送方向下流側で隣り合っている上記Ｂ搬送電極（１０１ａ）には、−１００［Ｖ］の電圧が印加されている（Ｂ相駆動パルス電圧参照）。このような状態において、時点ｔ０における上記Ｃ搬送電極（１０１ｃ）上のトナーは、殆ど動かずにそこに留まっている。
【００２７】
その後、３３４［μｓｅｃ］が経過して時点ｔ１が到来すると、上記Ｃ搬送電極（１０１ｃ）には、−１００［Ｖ］の電圧が印加される。すると、上記Ｃ搬送電極（１０１ｃ）上に存在しているマイナス極性のトナーに対して、Ｃ搬送電極（１０１ｃ）と反発する静電気力が作用する。このとき、上記Ｃ搬送電極に対してトナー搬送方向上流側で隣り合っている上記Ａ搬送電極（１０１ａ）にも、−１００［Ｖ］の電圧が印加されている。一方、トナー搬送方向下流側で隣り合っている上記Ｂ搬送電極（１０１ｂ）は、０［Ｖ］になっている。このため、上記Ｃ搬送電極（１０１ｃ）上に存在しているマイナス極性のトナーは、上記Ｂ搬送電極（１０１ｂ）に向けてホッピング（飛び跳ねる）する。
【００２８】
その後、更に約３３４［μｓｅｃ］が経過して時点ｔ２が到来すると、それまで０［Ｖ］であった上記Ｂ搬送電極（１０１ｂ）に、−１００［Ｖ］の電圧が印加される。そして、上記Ｃ搬送電極（１０１ｃ）上からの静電移動によって上記Ｂ搬送電極（１０１ｂ）上に存在するようになったトナーに対して、Ｂ搬送電極（１０１ｂ）と反発する静電気力が作用する。このとき、Ｂ搬送電極（１０１ｂ）に対してトナー搬送方向上流側で隣り合っているＣ搬送電極（１０１ｃ）にも、−１００［Ｖ］の電圧が印加されている。一方、トナー搬送方向下流側で隣り合っているＡ搬送電極（１０１ａ）は、０［Ｖ］になっている。このため、Ｂ搬送電極（１０１ｂ）上のトナーは、Ａ搬送電極（１０１ａ）に向けてホッピングする。
【００２９】
その後、更に約３３４［μｓｅｃ］が経過して時点ｔ３が到来すると、それまで０［Ｖ］であったＡ搬送電極（１０１ａ）に、−１００［Ｖ］の電圧が印加される。そして、Ｂ搬送電極（１０１ｂ）からのホッピングによってＡ搬送電極（１０１ａ）上に存在するようになったトナーに対して、Ａ搬送電極と反発する静電気力が作用する。このとき、Ａ搬送電極（１０１ａ）に対してトナー搬送方向上流側で隣り合っているＢ搬送電極（１０１ｂ）にも、−１００［Ｖ］の電圧が印加されている。一方、トナー搬送方向下流側で隣り合っているＣ搬送電極（１０１ｃ）は０［Ｖ］になっている。このため、Ａ搬送電極（１０１ａ）上のトナーは、Ｃ搬送電極（１０１ｃ）に向けてホッピングする。
【００３０】
以上のようなホッピングの繰り返しにより、先に示した図２において、第１トナー静電搬送基板１０１上のトナーは図中右側から左側に向けて、徐々に移動していく。そして、第１トナー静電搬送基板１０１と感光体１１とが所定の間隙を介して最接近している現像位置に進入する。この現像位置において、感光体１１の画像部１１ａは０［Ｖ］になっているのに対し、非画像部１１ｂは−１００［Ｖ］になっている。すると、トナーは現像位置中を図中右側から左側に向けて静電移動する過程で、感光体１１の画像部１１ａに付着して静電潜像を現像する。
【００３１】
なお、感光体１１の非画像部１１ｂについては、第１トナー静電搬送基板１０１の各搬送電極に印加する駆動パルス電圧の電位平均値よりも、トナーの帯電極性側に大きな電位を帯びさせる必要がある。例えば、図３に示した各相の駆動パルス電圧は、それぞれ、持続時間５０１［μｓｅｃ］の−１００［Ｖ］の電位と、持続時間５０１［μｓｅｃ］の０［Ｖ］の電位との繰り返しであるので、電位平均値は−５０［Ｖ］になる。一方、図２における感光体１１の非画像部１１ｂの電位は、この−５０［Ｖ］よりもマイナス極性側に大きな−１００［Ｖ］になっている。このような電位の関係では、現像位置で第１トナー静電搬送基板１０１と感光体１１の非画像部１１ｂとの間に存在するトナーが、相対的に第１トナー静電搬送基板１０１に向けて静電移動するため、非画像部１１ｂへの付着が阻止される。ところが、非画像部１１ｂの電位を駆動パルス電圧の電位平均値よりもマイナス極性側に小さくしてしまうと、トナーを相対的に非画像部１１ｂに向けて静電移動させ、付着させてしまうおそれがある。そこで、非画像部１１ｂの電位を駆動パルス電圧の電位平均値よりもトナーの帯電極性側に大きくするのである。
【００３２】
図５は、現像装置１００と感光体１１とを示す拡大構成図である。同図において現像装置１００は、感光体１１の付近でトナーを循環搬送するトナー搬送部１２０、これに向けてトナーを供給するトナー供給部１４０、これにトナーを補給するトナー補給部１６０等を備えている。
【００３３】
図６、図７、図８は、それぞれ、上記トナー供給部１４０を示す平断面図、縦断面図、横断面図である。トナー供給部１４０は、図示しないトナーと摩擦促進物質との混合物を収容する混合物収容部たる収容室を有しており、この収容室は仕切壁１４１によって第１収容室１４２、第２収容室１４３の２つに仕切られている。第１収容室１４２内には、図示しない駆動手段によって回転駆動される第１搬送スクリュウ１４４が設けられている。また、第２収容室１４３内には、図示しない駆動手段によって回転駆動される第２搬送スクリュウ１４５が設けられている。これら第１搬送スクリュウ１４４，第２搬送スクリュウ１４５は、回転軸１４４ａ，１４５ａの表面に螺旋突起１４４ｂ，１４５ｂが突設せしめられた構造になっている。それぞれ、スクリューピッチ１２０［ｍｍ］、螺旋突起厚み１．５［ｍｍ］になっている。また、回転軸１４４ａ，１４５ａは、螺旋突起１４４ｂ，１４５ｂの先端を６０［ｍｍ／ｓｅｃ］の周速で移動させるように回転せしめられる。また、各スクリュウは、アルミ等の導電性材料からなる基材の表面に、厚さ１［μｍ］程度の絶縁性材料たるポリイミド樹脂層がコーティングされている。
【００３４】
収容室の両端付近には、それぞれ長さＬ２（例えば２５ｍｍ）に渡って仕切壁１４１の設けられていない連通スペースがあり、２つの収容室（１４２、１４３）がここで連通している。図５において、第１搬送スクリュウ１４４は、図示しないスクリュウ駆動系によって回転駆動されるのに伴って、第１収容室１４２に収容されている上記混合物を図中左側から右側に向けて攪拌搬送する。これによって第１収容室１４２の図中右側の連通スペースまで搬送された混合物は、第２収容室１４３内に進入する。そして、スクリュウ駆動系によって回転駆動される第２搬送スクリュウ１４３によって今度は図中右側から左側に向けて搬送され、第２収容室１４３の図中左側の連通スペースを経由して第１収容室１４２内に戻る。このようにして、収容室内では、混合物が攪拌搬送されながら図中反時計回りに循環する。第２収容室１４３には、図示しないトナー濃度検知手段が配設されており、第２収容室１４３内の混合物のトナー濃度を検知してトナー濃度信号を図示しない補給制御部に出力する。この補給制御部は、トナー濃度信号に応じて、上記トナー補給部（図４の１６０）を駆動制御することで、適量のトナーを第１収容室１４２に補給させる。これにより、収容室内の混合物のトナー濃度が所定範囲内に維持される。第２収容室１４３内に新たに補給されたトナーは、混合物に取り込まれた後、攪拌搬送に伴って摩擦促進物質に摺擦せしめられながら、第１収容室１４２に送られる。
【００３５】
図７に示したように、第１収容室１４２の底には、メッシュ１４６が設けられている。第１収容室１４２内では、混合物が第１搬送スクリュウ１４４によって攪拌搬送されながらメッシュ１４６の上を通過する。このメッシュ１４６は、厚さ０．０８［ｍｍ］のステンレス等からなる金属製板状部材に、長径０．２［ｍｍ］且つ短径０．１５［ｍｍ］の複数の孔が約５０［％］の開口率になるように設けられたものである。各孔は、その短径方向をスクリュウ軸線方向に沿わせるような姿勢で設けられている。第１搬送スクリュウ１４４の螺旋突起１４４ｂ先端と、メッシュ１４６との間には、所定の間隙が保持されている。この間隙については、トナーの直径の１／５〜１０倍程度の範囲に設定することが望ましい。望ましくはキャリア径の１／３〜２倍程度であると、混合物の入れ替え効率や混合攪拌効率が良くなる。本第１実施形態の複写機においては、０．７〜１．０［ｍｍ］程度に設定されている。第１搬送スクリュウ１４４の螺旋突起１４４ｂの先端と、メッシュ１４６との間には、所定のギャップを設けることが望ましい。
【００３６】
図８に示すように、第１搬送スクリュウ１４４の導電性基材には、スクリュウ電源回路１９０が接続されている。また、メッシュ１４６には、メッシュ電源回路１９１が接続されている。これら電源回路は、何れもスクリュウやメッシュにマイナス極性の電位を生じせしめるものであり、図示しないメイン制御部によってそれぞれ出力電圧が制御される。トナー供給部１４０から図示しない上述のトナー搬送部（１２０）にトナーが供給される際には、これら電源回路からの出力によって第１搬送スクリュウ１４４、メッシュ１４６がそれぞれトナーと同極性の電位を帯びる。詳しくは、第１搬送スクリュウ１４４は、メッシュ１４６よりもトナーと同極性側（マイナス極性側）に大きな電位を帯びる。また、メッシュ１４６は、図示しない第１トナー静電搬送基板（１０１）の各搬送電極に印加される駆動パルス電圧の平均電圧値よりも、トナーと同極性側に大きな電位を帯びる。
【００３７】
この駆動パルス電圧の平均電圧値とは、単位時間あたりにおける駆動パルス電圧の波形の積分値のことである。例えば、ピークツウピークが０〜−１００［Ｖ］、デューティー５０［％］の矩形波の場合には、駆動歯椅子の平均電圧値が−５０［Ｖ］となる。デューティーが５０［％］よりも高くなる、即ち、−１００［Ｖ］の出現時間が０［Ｖ］の出現時間よりも長くなると、平均電圧値は−５０［Ｖ］よりもマイナス側に大きくなる。また、ディーティーが５０［％］よりも低くなる、即ち、−１００［Ｖ］の出現時間が０［Ｖ］の出現時間よりも短くなると、平均電圧値は−５０［Ｖ］よりも小さくなる。
【００３８】
トナーとして正帯電性のものを用いる場合に、例えば駆動パルス電圧の平均電位値が−５０［Ｖ］であれば、−５０［Ｖ］よりもプラス側に大きな値のメッシュ電圧をメッシュ１４６に印加すればよい。より詳しくは、０〜−４９［Ｖ］のメッシュ電圧である。
【００３９】
第１搬送スクリュウ１４４に対してメッシュ１４６よりもマイナス極性側に大きな電位を帯びさせ、且つメッシュ１４６に対して駆動パルス電圧の平均電圧値よりもマイナス極性側に大きな電位を帯びさせる。すると、第１収容室１４２内で攪拌搬送される混合物中のトナーが、摩擦帯電物質から分離されて第１トナー静電搬送基板（１０１）に供給される。そして、メッシュ１４６を通過した後のトナーは、メッシュ１４６の電位よりも平均電圧値の小さい基板上の各搬送電極に向けて相対的に静電移動しながら、基板上でトナー搬送方向にも相対的に静電移動していく。
【００４０】
次に、本複写機の特徴的な構成について説明する。
図９は、現像が行われる現像領域とその周囲構成とを示す拡大構成図である。同図において、感光体１１と、現像装置の第１トナー静電搬送基板１０１とが対向している領域のうち、感光体１１の中心から基板に向けて延ばした垂線から、それぞれトナー搬送方向の前後に所定範囲内に位置する領域が、感光体１１とトナー保持体たる第１トナー静電搬送基板１０１とが最接近する現像領域Ｒ１になっている。第１トナー静電搬送基板１０１表面上において、この現像領域Ｒ１よりもトナー搬送方向の上流側は、トナーを現像領域Ｒ１に向けて搬送するための現像上流搬送領域Ｒ２になっている。そして、この現像上流搬送領域は、現像領域Ｒ１に隣接し、且つ感光体１１と対向する現像隣接領域Ｒ２ａと、これよりもトナー搬送方向上流側にある現像非隣接領域Ｒ２ｂとに分かれている。
【００４１】
本複写機は、現像領域Ｒ１よりも上流側で現像領域Ｒ１に隣接し、且つ感光体１１と対向する現像隣接領域Ｒ２ａにて、現像領域Ｒ１に進入する直前の感光体１１表面に付着している転写残トナーをクリーニング（回収）するようになっている。
【００４２】
図１０は、第１トナー静電搬送基板１０１に設けられたＡ，Ｂ，Ｃ搬送電極１０１ａ，ｂ，ｃからなる複数の組合せのうち、図９に示される現像隣接領域Ｒ２ａに形成されたＡ，Ｂ，Ｃ搬送電極１０１ａ，ｂ，ｃにそれぞれ供給されるＡ，Ｂ，Ｃ相駆動パルス電圧の波形を示すチャートである。これらのパルス電圧の波形は、各相が０〜＋１００Ｖの波高で、電位が相対的に＋の時間（＋１００Ｖの時間）が３３％デューティーになっている。これらパルス電圧によって＋１００Ｖの電圧が印加された搬送電極は、それの隣に位置する０Ｖの搬送電極上のトナーを引き寄せる。これにより、＋１００Ｖの電圧が印加された搬送電極に向けて、隣の搬送電極上のトナーがホッピングする。現像隣接領域Ｒ２ａに存在するトナーは、このホッピングを繰り返すことで、現像領域Ｒ１に向けて搬送されていく。
【００４３】
先に図９に示したように、現像隣接領域Ｒ２ａでは、現像領域Ｒ１に比べて感光体１１と第１トナー静電搬送基板１０１との距離が大きくなっているが、感光体１１と第１トナー静電搬送基板１０１とが対向している領域である。また、感光体１１はの非画像部（地肌部）ともに、トナーと同極である負極性に帯電している。このような現像隣接領域Ｒ２ａにおいて、各搬送電極に＋１００Ｖの電圧が印加されると、感光体１１の負極性の非画像部に付着している負極性の転写残トナーには、感光体１１表面との付着力よりも大きな静電気力が作用する。これにより、感光体１１の非画像部に付着している負極性の転写残トナーが、非画像部から離脱して、第１トナー静電搬送基板１０１の搬送電極上に回収される。そして、第１トナー静電搬送基板１０１上において、Ａ，Ｂ，Ｃ相駆動パルス電圧の影響を受けて、現像領域Ｒ１に向けて搬送される。このようにして、本複写機では、現像隣接領域Ｒ２ａにおいて、感光体１１の非画像部に付着している転写残トナーを静電搬送基板１０１上に回収した後、現像領域Ｒ１で現像に寄与させる。
【００４４】
図１１は、図３に示した駆動電源回路３０の複数の波形増幅器３０ａ，ｂ，ｃのうち、現像隣接領域Ｒ２ａに駆動パルス電圧を供給する波形増幅器３０ａ，ｂ，ｃの１つを示す回路図である。現像隣接領域Ｒ２ａに形成された各搬送電極に駆動パルス電圧を出力する波形増幅器３０ａ，ｂ，ｃは、入力信号を分圧するための抵抗Ｒ１、Ｒ２と、スイッチング用のトランジスタＴｒ１と、コレクタ抵抗Ｒ３と、トランジスタＴｒ２と、電流制限抵抗Ｒ４とを有している。また、コンデンサＣ１、抵抗Ｒ５、及びダイオードＤ２からなるクランプ回路３１も有している。
【００４５】
かかる構成の波形増幅器３０ａ，ｂ，ｃに対しては、図３に示したパルス信号発生回路３０ｄから、例えば図１２（ａ）に示すような、０〜１５Ｖ、１５Ｖデューティーが約６７％のパルス波が入力信号ＩＮとして与えられる。すると、この入力信号ＩＮは抵抗Ｒ１、Ｒ２で分圧されてトランジスタＴｒ１のベースに入力され、トランジスタＴｒ１がスイッチングを動作することで、位相が反転される。これにより、０〜＋１００Ｖにレベルアップされた同図（ｂ）に示すような電圧波形（コレクタ電圧）が得られる。
【００４６】
このコレクタ電圧を受けたトランジスタＴｒ２は、同じレベルの波形を低インピーダンスで出力する。トランジスタＴｒ２のエミッタに接続されたクランプ回路３１は、一波形に対しては時定数が小さく、＋波形に対しては時定数がコンデンサＣ１及び抵抗Ｒ５で決定される。パルスの周期に対してこの時定数を十分大きな値に設定すると、クランプ回路３１は、同図（ｃ）に示すように、０レベルがクランプされた０〜＋１００Ｖの出力波形ＯＵＴを生成する。
【００４７】
このように、各搬送電極に出力する駆動パルス電圧を、コンデンサ、抵抗、ダイオード等から構成されるクランプ回路で生成することで、簡単な回路構成で、また、低レベル側をクランプすることでドリフトのない、波高値が一定で安定な波形が得られる。そして、正確なトナー搬送、ホッピングが可能になる。
【００４８】
図１３は、第１トナー静電搬送基板１０１に設けられたＡ，Ｂ，Ｃ搬送電極１０１ａ，ｂ，ｃからなる複数の組合せのうち、図９に示される現像領域Ｒ１に形成されたＡ，Ｂ，Ｃ搬送電極１０１ａ，ｂ，ｃにそれぞれ供給されるＡ，Ｂ，Ｃ相駆動パルス電圧の波形を示すチャートである。これらのパルス電圧の波形は、各相が０〜−１００Ｖの波高で、電位が相対的に＋の時間（−１００Ｖの時間）が３３％デューティーになっている。図１０との比較から明らかなように、本複写機では、現像領域Ｒ１における各搬送電極と、上流領域たる現像隣接領域Ｒ２ａにおける各搬送電極とで、第１トナー静電搬送基板１０１上でホッピングしているトナーを搬送電極に向けて移動させる際に供給するバイアスの値を異ならせる。
【００４９】
図１３のパルス電圧によって−１００Ｖの電圧が印加された搬送電極は、その上に存在しているトナーを、隣の０Ｖの搬送電極に向けて反発させる。これにより、−１００Ｖの電圧が印加された搬送電極から、隣の搬送電極に向けてトナーがホッピングする。現像領域Ｒ１に存在するトナーは、このホッピングを繰り返すことで、現像領域Ｒ１内を徐々に進みながら、一部のトナーが感光体１１表面の静電潜像（０Ｖ）に付着する。
【００５０】
図１４は、図３に示した駆動電源回路３０の複数の波形増幅器３０ａ，ｂ，ｃのうち、現像領域Ｒ１に駆動パルス電圧を供給する波形増幅器３０ａ，ｂ，ｃの１つを示す回路図である。現像領域Ｒ１に形成された各搬送電極に駆動パルス電圧を出力する波形増幅器３０ａ，ｂ，ｃは、入力信号を分圧するための抵抗Ｒ１、Ｒ２と、スイッチング用のトランジスタＴｒ１と、コレクタ抵抗Ｒ３と、トランジスタＴｒ２と、電流制限抵抗Ｒ４とを有している。また、コンデンサＣ１、抵抗Ｒ５、ダイオードＤ１からなるクランプ回路３１も有している。
【００５１】
かかる構成の波形増幅器３０ａ，ｂ，ｃに対しは、図３に示したパルス信号発生回路３０ｄから、例えば図１５（ａ）に示すような、０〜１５Ｖ、１５Ｖのデューティーが約６７％のパルス波が入力信号ＩＮとして与えられる。すると、この入力信号ＩＮは抵抗Ｒ１、Ｒ２で分圧されてトランジスタＴｒ１のベースに入力され、トランジスタＴｒ１がスイッチングを動作することで、位相が反転される。これにより、０〜＋１００Ｖにレベルアップされた同図（ｂ）に示すような電圧波形（コレクタ電圧）が得られる。
【００５２】
このコレクタ電圧を受けたトランジスタＴｒ２は、同じレベルの波形を低インピーダンスで出力する。トランジスタＴｒ２のエミッタに接続されたクランプ回路３１は、＋波形に対しては時定数が小さく、−波形に対しては時定数がコンデンサＣ１及び抵抗Ｒ５で決定される。パルスの周期に対してこの時定数を十分大きな値に設定することで、クランプ回路３１は、同図（ｃ）に示すように、０レベルがクランプされた０〜−１００Ｖの出力波形ＯＵＴを生成する。
【００５３】
以上の構成の本プリンタにおいて、現像隣接領域Ｒ２ａにおけるトナーの回収が可能になるのは次のような理由からである。即ち、現像を行う必要がない現像隣接領域Ｒ２ａでは、各搬送電極に供給するバイアスを、潜像電位と非画像部電位との中間的な値や、潜像電位と同じ値にして、一部のトナーを潜像に付着させなければならないという制約がない。そこで、感光体１１の非画像部と、これに付着している転写残トナーとの付着力に打ち勝つほど大きな静電気力を発揮させ得る駆動バイアスを各搬送電極に供給する。すると、非画像部に付着している転写残トナーを電極に向けて確実に引き寄せて、感光体１１にブラシやブレードを摺擦させることなく転写残トナーを良好にクリーニングすることが可能になる。そして、これにより、感光体１１の摩耗に起因する現像濃度ムラを抑えることができる。この一方で、現像を行う必要がある現像領域Ｒ１では、各搬送電極に供給するバイアスを現像隣接領域Ｒ２とは異ならせて、潜像電位と非画像部電位との中間的な値、あるいは潜像電位と同じ値にする。これにより、ホッピングしているトナーの一部を潜像に付着させて、潜像を良好に現像する。このとき、感光体１１の非画像部は既に現像隣接領域Ｒ２にてクリーニング済みであるため、非画像部に付着している転写残トナーに対して付着力に打ち勝つだけの静電気力を付与する必要がない。このため、潜像電位と非画像部電位との僅かな電位差で現像を行う低電位現像を実現することができる。
【００５４】
次に、第１実施形態に係る複写機の各実施例について説明する。
［第１実施例］
先に示した図９において、現像隣接領域Ｒ２ａは、上述したように感光体１１上の転写残トナーを第１トナー静電搬送基板１０１上に回収する領域になっている。この現像隣接領域Ｒ２ａにおいては、ドラム状の感光体１１が湾曲していることにより、感光体１１表面と第１トナー静電搬送基板１０１表面とのギャップが、出口側（現像領域Ｒ１側）から入口側に向けて徐々に広がっていく（以下、現像隣接領域Ｒ２ａにおけるギャップを回収ギャプという）。換言すると、前述の回収ギャップは、入口側が最も広く、現像領域Ｒ１側に向かうにつれて徐々に狭くなっていく。現像隣接領域Ｒ２ａ内に進入した感光体１１上の転写残トナーについては、いち早く第１トナー静電搬送基板１０１に回収することが望ましい。しかし、第１トナー静電搬送基板１０１の各搬送電極に供給する駆動パルス電圧の値によっては、回収ギャップが広くなっている入口側において、感光体１１表面の転写残トナーに対して十分な静電気力を作用させることができない。すると、現像隣接領域Ｒ２ａの出口側だけでしか感光体１１表面の転写残トナーを回収する機能が発揮されず、クリーニング不良を引き起こすおそれがある。
【００５５】
かかるクリーニング不良を抑えるべく、現像隣接領域Ｒ２ａにおいて、各搬送電極に供給する駆動パルス電圧の値をかなり大きくすると、その駆動パルス電圧の影響を現像領域Ｒ１に及ぼして、現像領域Ｒ１での現像性能を著しく低下させてしまう。そして、これにより、現像不良を引き起こしてしまう。
【００５６】
そこで、本第１実施例に係る複写機では、現像領域Ｒ２ａにおける各搬送電極に供給する駆動パルス電圧を、現像領域Ｒ１に近づくにつれて段階的に変化させるように、駆動電源回路３０を構成している。具体的には、現像隣接領域Ｒ２ａの入口側から出口側にかけて、駆動パルス電圧を図１６〜図２１に示すように６段階に変化させる。現像隣接領域Ｒ２ａの最も入口側で各搬送電極に供給される駆動パルス電圧は、図１６に示すように＋１５０Ｖの矩形波となっている。この＋１５０の電圧により、回収ギャップが比較的広い現像隣接領域Ｒ２の入口付近においても、感光体１１表面上の転写残トナーに十分な静電気力を作用させることができる。そして、現像領域Ｒ１に向けて回収ギャップが徐々に狭くなっていくのに応じて、駆動パルス電圧のピーク値を、１２５Ｖ（図１７）、１００Ｖ（図１８）、７５Ｖ（図１９）、５０Ｖ（図２０）、２５Ｖ（図２１）と徐々に小さくしていく。このように小さくしていっても、回収ギャップが狭くなっていくことにより、入口側から出口側にかけて、概ね一定の静電気力を転写残トナーに作用させることができる。また、現像領域Ｒ１に最も近い出口側では、トナーと逆極性のピーク値を２５Ｖまで下げることにより、トナーと逆極性の電界を現像領域Ｒ１内に及ぼすことによる現像性能の低下を抑えることができる。
【００５７】
［第２実施例］
図２２は、本第２実施例に係る複写機の感光体１１と第１トナー静電搬送基板１０１とを示す構成図である。本複写機では、図示のように、第１トナー静電搬送基板１０１として、現像近接領域Ｒ２ａにおける一部の表面を、感光体１１の表面に沿って湾曲させたものを用いている。このように湾曲させて、図示のように、現像近接領域Ｒ２ａの入口側を感光体１１により近づける。これにより、第１トナー静電搬送基板１０１の各搬送電極に供給した駆動パルス電圧による電界を入口側における感光体１１表面の転写残トナーに対してより強く作用させる。すると、第１実施例と同様に、現像隣接領域Ｒ２の入口付近においても、感光体１１表面上の転写残トナーに十分な静電気力を作用させることができる。
【００５８】
図示のように第１トナー静電搬送基板１０１を湾曲させる場合、基板材料としては、可撓性のものを使用してもよいし、剛性のある変形不能なものを用いてもよい。可撓性の基板材料に薄い搬送電極をファインピッチで形成する方法としては、次のようなものが挙げられる。即ち、ポリイミドのベースフィルム（厚さ２０〜１００μｍ）を基材として、その上に蒸着法によって０．１〜３μｍのＣｕ、Ａｌ、Ｎｉ−Ｃｒ等を成膜する。幅３０〜６０ｃｍであれば、ロール・トゥ・ロールの装置で製造可能であり、量産性が非常に高まる。共通バスラインは同時に幅１〜５ｍｍ程度の電極を形成する。
【００５９】
この蒸着法の具体的手段としては、スパッタ法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法、イオンビーム法、等の方法が可能である。例えば、スパッタ法で電極を形成する場合において、ポリイミドとの密着性を向上させるため、Ｃｒ膜を介在させても良いし、前処理として、プラズマ処理やプライマー処理によっても密着性を向上させることができる。
【００６０】
また、蒸着法以外の工法としては、電着法によっても薄層電極を形成することができる。この場合は、ポリイミドの基材上に、まず、無電解メッキによって電極を形成する。塩化Ｓｎ、塩化Ｐｄ、塩化Ｎｉに順次浸漬して下地電極を形成した後、Ｎｉ電解液中で電解メッキを行ってＮｉ膜１〜３μｍをロール・トゥ・ロールで製造することが可能である。
【００６１】
これらの薄膜電極にレジスト塗布、パタンニング、エッチングで搬送電極を形成する。この場合、０．１〜３μｍ厚さの薄層電極であれば、フォトリソ、エッチング処理によって５μｍ〜数１０μｍ幅、又は間隔のファインパタン電極を精度良く形成することができる。
【００６２】
搬送電極を形成したら、次に、表面保護層１０３としてＳｉＯ２、ＴｉＯ２等を厚さ０．５〜２μｍをスパッタ等により形成する。或いは、表面保護層としてＰＩ（ポリイミド）を厚さ２〜５μｍにロールコータ、その他コーティング装置により塗布し、ベークして仕上げる。ＰＩのままで支障を生じるときには、更に最表面にＳｉＯ２、その他無機膜を０．１〜２μｍの厚みにスパッタ等で形成すればよい。
【００６３】
また、別の例としては、ポリイミドのベースフィルム（厚さ２０〜１００μｍ）を基材（支持基板１１１）として、その上に電極材料として、厚さ１０〜２０μｍのＣｕ、ＳＵＳ等を使用することも可能である。この場合は、逆に金属材の上にポリイミドをロールコータにて２０〜１００μｍ塗布してベークする。その後、金属材をフォトリソ、エッチング処理によって電極１０２の形状にパターン化し、その電極１０２面上に保護層１０３としてポリイミドをコーティング、金属材電極の厚さ１０〜２０μｍに応じた凹凸がある場合は、適正な段差を含む、準平坦化を行う。
【００６４】
例えば、粘度５０〜１０，０００ｃｐｓ、より好ましくは１００〜３００ｃｐｓのポリイミド系材料、ポリウレタン系材料をスピンコートして放置することによって、材料の表面張力によって基板の凹凸がスムージングされ、搬送基板最表面が平坦化される。その後、熱処理により安定した保護フィルム膜材となる。
【００６５】
さらに、フレキシブル搬送基板の強度を上げた更に他の例としては、基材として厚さ２０〜３０μｍのＳＵＳ、Ａｌ材等を用いて、その表面に絶縁層（電極と基材との間の絶縁）として５μｍ程度の希釈したポリイミド材をロールコータによりコーティングする。そして、このポリイミドを例えば１５０℃、３０分のプリベーク、３５０℃、６０分のポストベークして薄層ポリイミド膜を形成して支持基板とする。
【００６６】
その後、密着性向上のプラズマ処理やプライマー処理を施した後、薄層電極層としてＮｉ−Ｃｒを０．１〜２μｍの厚みに蒸着し、フォトリソ、エッチングによって数１０μｍのファインピッチの搬送電極を形成する。さらに、表面にＳｉＯ２、ＴｉＯ２等の表面保護層１０３を０．５〜１μｍ程度の厚みにスパッタにより形成することで、可撓性のある第１静電搬送基板１０１を得ることができる。
【００６７】
［第３実施例］
図２３は、本第３実施例に係る複写機の感光体１１と第１トナー静電搬送基板１０１とを示す構成図である。本複写機では、図示のように、第１トナー静電搬送基板１０１として、現像近接領域Ｒ２ａにおける一部の表面に加えて、現像領域Ｒ１の表面も、感光体１１の表面に沿って湾曲させたものを用いている。現像領域Ｒ１の表面を感光体１１の表面に沿って湾曲させることで、現像領域Ｒ１の入口側から出口側にかけて、均一な現像ギャップを形成する。これにより、現像領域Ｒ１において、感光体１１と第１トナー静電搬送基板１０１との間に安定した電界を形成することで、感光体１１の潜像を安定して現像することが可能になる。
【００６８】
次に、本発明を適用した第２実施形態に係る複写機について説明する。なお、以下に特筆しない限り、この複写機における基本的な構成は、第１実施形態に係る複写機と同様である。
【００６９】
図２４は、本第２実施形態に係る複写機を示す要部構成図である。
本複写機では、転写手段として、転写チャージャーの代わりに、転写バイアスローラ２２を設けている。そして、感光体１１と転写バイアスローラ２２との当接によって形成した転写ニップに転写紙Ｐを挟み込ませて、感光体１１上のトナー像を転写紙Ｐに転写するようになっている。
【００７０】
また、本複写機では、感光体１１表面を一様帯電せしめる帯電手段として、帯電チャージャーに代えて、帯電ローラ２５を設けている。図示しない電源によって帯電バイアスが印加される帯電ローラ２５を感光体１１表面に接触させながら回転させることで、感光体１１表面を負極性に一様帯電せしめる。
【００７１】
また、本複写機では、感光体１１に付着している転写残トナーを上述の現像近接領域で第１トナー静電搬送基板１０１に回収して感光体１１表面をクリーニングする構成にはなっていない。その代わりに、転写バイアスローラ２２によるトナー像の転写工程である転写ニップを経由した後、上述の現像領域に進入する前の感光体１１表面に付着している転写残トナーを、次のようにしてクリーニングする。即ち、感光体１１表面に対して非接触に配設した非接触静電クリーニング手段たる非接触静電クリーニングローラ２４によってクリーニングするのである。この非接触静電クリーニングローラ２４には、図示しない電源によってトナーとは逆極性（正極）のクリーニングバイアスを印加する。このクリーニングバイアスによって形成される電界により、感光体１１表面に付着している負極性の転写残トナーを、非接触静電クリーニングローラ２４表面に引き付ける。このようにして感光体１１から非接触静電クリーニングローラ２４に回収された転写残トナーは、非接触静電クリーニングローラ２４の回転に伴って移動する際に、図示しないグレードによってローラ表面から掻き取られる。
【００７２】
かかる構成においても、第１実施形態と同様に、ブラシ等を感光体１１に当接させることなく、感光体１１表面に付着した転写残トナーをクリーニングすることができる。そして、これにより、感光体１１表面の摩耗に起因する現像濃度ムラを抑えることができる。このとき、第１トナー静電搬送基板１０１とは別体として設けた非接触静電クリーニングローラ２５においては、クリーニングバイアスとして、潜像電位と非画像部電位との中間的な値や、潜像電位と同じ値を採用しなければならないという制約がない。このため、感光体１１の非画像部に付着している転写残トナーに対してその付着力に打ち勝つほど大きな静電気力を発揮させ得る値のクリーニングバイアスを非接触静電クリーニングローラ２４に印加して、転写残トナーのクリーニング不良を抑えることができる。しかも、非接触静電クリーニングローラ２４によるクリーニングを行うことで、転写残トナーを第１トナー静電搬送基板１０１で回収する必要がなくなる。これにより、第１トナー静電搬送基板１０１に転写残トナーを回収する目的で潜像電位と非画像部電位とを相当に大きくしなければならないといった制約もなくなるため、低電位現像を実現することができる。
【００７３】
転写ニップを通過した後、帯電ローラ２５による帯電位置に進入する前の感光体１１表面領域には、交流チャージャー２６と、電荷付与手段たる直流チャージャー２７とが順次、感光体１１表面と所定の間隙を介して対向するように配設されている。交流チャージャー２６は、感光体１１との間に交流放電を発生させることで、転写ニップで帯電状態が不均一になった感光体１１の表面電位を均一化せしめる。また、直流チャージャー２７は、非接触静電クリーニングローラ２５によるクリーニング位置に進入する前の転写残トナーに、トナーの帯電極性と同極の電荷を付与する。これにより、帯電不足や逆帯電等によって感光体１１表面に残留してしまった転写残トナーを良好に正規の極性に帯電せしめることで、非接触静電クリーニングローラ２５による転写残トナーのクリーニングを確実なものにすることができる。
【００７４】
図２５は、第２実施形態に係る複写機の変形例装置の要部構成を示す構成図である。第２実施形態に係る複写機では、帯電ローラ２５による一様帯電工程の後、現像領域に進入する前の感光体１１表面に対してクリーニング処理を行わせるように非接触静電クリーニングローラ２４を配設していた。これに対し、変形例装置では、転写ニップを通過した後、帯電ローラ２５による一様帯電工程に進入する前の感光体１１表面に対してクリーニング処理を行わせるように、非接触静電クリーニングローラ２４を配設している。一様帯電工程に先立って感光体１１表面をクリーニングすることにより、一様帯電工程に転写残トナーを進入させることによる帯電ムラを抑えることができる。
【００７５】
以上、第１実施形態に係る複写機においては、現像領域Ｒ１では、トナーと同極性のバイアスを現像領域Ｒ１内にある各搬送電極のうちの一部に供給することで、その一部の搬送電極上のトナーを現像領域Ｒ１内にある他の搬送電極に向けてホッピングさせる。この一方で、上流領域たる現像隣接領域Ｒ２ａでは、トナーと逆極性のバイアスを現像隣接領域Ｒ２ａ内にある各搬送電極のうちの一部に供給することで、現像隣接領域Ｒ２ａ内にある他の搬送電極上のトナーをその一部の搬送電極に向けてホッピングさせるように、バイアス供給手段たる駆動電源回路３０を構成している。かかる構成では、上述した理由により、現像隣接領域Ｒ２ａでは、各搬送電極にトナーとは逆極性のバイアスを供給することで、感光体１１の非画像部に付着している転写残トナーに対して、それと感光体１１との付着力に勝る静電気力を容易に作用させて、転写残トナーを非画像部から良好に離脱させることができる。
【００７６】
また、第１実施形態に係る複写機においては、現像隣接領域Ｒ２ａでは、現像領域Ｒ１に近づくにつれて各搬送電極に供給するバイアスの値を段階的に変化させるように、駆動電源回３０を構成している。かかる構成では、上述した理由により、現像領域Ｒ１で現像濃度不足をきたしやすくなるといった事態を抑えつつ、現像領域Ｒ１から比較的離れた位置にあるトナーを、感光体１１の非画像部から良好に回収することができる。
【００７７】
また、第１実施形態に係る複写機では、トナー保持体たる第１トナー静電搬送基板１０１の現像隣接領域Ｒ２ａにおける一部の表面を湾曲させているので、上述した理由により、湾曲させない場合に比べて、現像隣接領域Ｒ２ａにおける感光体１１と第１トナー静電搬送基板１０１とのギャップを狭めて、クリーニング性能を向上させることができる。
【００７８】
また、第１実施形態に係る複写機では、第１トナー静電搬送基板１０１の現像領域Ｒ１における表面を湾曲させたので、上述した理由により、現像領域Ｒ１内において、トナー搬送方向に均一な現像ギャップを形成して、現像性能を向上させることができる。
【００７９】
また、第２実施形態に係る複写機においては、非接触静電クリーニング手段たるクリーニングローラによるクリーニング位置に進入する前の転写残トナーに電荷を付与する電荷付与手段を、潜像担持体たる感光体１１を一様帯電せしめる一様帯電手段１２とは別に設けている。かかる構成では、上述したように、クリーニングに先立って、転写残トナーの帯電量を増加させたり、逆帯電している転写残トナーの極性を反転させたりして、クリーニング性能を向上させることができる。
【００８０】
また、第２実施形態に係る複写機においては、電荷付与手段として、感光体１１に対して非接触で転写残トナーに電荷を付与するものを用いているので、電化付与手段をトナーで汚すことなく、クリーニング性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】第１実施形態に係る複写機を示す概略構成図。
【図２】同複写機の感光体と現像装置の第１トナー静電搬送基板とを示す拡大構成図。
【図３】同複写機の駆動電源回路の内部構成を示すブロック図。
【図４】各駆動パルス電圧の波形の一例を示すチャート。
【図５】同現像装置と同感光体とを示す拡大構成図。
【図６】同現像装置のトナー供給部を示す平断面図。
【図７】同トナー供給部を示す縦断面図。
【図８】同トナー供給部を示す横断面図。
【図９】同複写機の現像領域とその周囲構成とを示す拡大構成図。
【図１０】現像隣接領域Ｒ２ａに形成されたＡ，Ｂ，Ｃ搬送電極にそれぞれ供給されるＡ，Ｂ，Ｃ相駆動パルス電圧の波形を示すチャート。
【図１１】現像隣接領域Ｒ２ａに駆動パルス電圧を供給する波形増幅器の１つを示す回路図。
【図１２】（ａ）は同波形増幅器に入力されるパルス波を示すチャート。（ｂ）は同波形増幅器内で得られるコレクタ波形を示すチャート。（ｃ）は同波形増幅器から出力される駆動パルス電圧の波形を示すチャート。
【図１３】現像領域Ｒ１に形成されたＡ，Ｂ，Ｃ搬送電極にそれぞれ供給されるＡ，Ｂ，Ｃ相駆動パルス電圧の波形を示すチャート。
【図１４】現像領域Ｒ１に駆動パルス電圧を供給する波形増幅器の１つを示す回路図。
【図１５】（ａ）は同波形増幅器に入力されるパルス波を示すチャート。（ｂ）は同波形増幅器内で得られるコレクタ波形を示すチャート。（ｃ）は同波形増幅器から出力される駆動パルス電圧の波形を示すチャート。
【図１６】第１実施例に係る複写機における現像隣接領域の入口付近で採用される駆動パルス電圧の波形を示すチャート。
【図１７】同複写機における現像隣接領域の入口よりも少しだけ中央に近づいた位置で採用される駆動パルス電圧の波形を示すチャート。
【図１８】同複写機における現像隣接領域の中央よりも少しだけ入口寄りの位置で採用される駆動パルス電圧の波形を示すチャート。
【図１９】同複写機における現像隣接領域の中央よりも少しだけ出口寄りの値で採用される駆動パルス電圧の波形を示すチャート。
【図２０】同複写機における現像隣接領域の出口よりも少しだけ中央寄りの位置で採用される駆動パルス電圧の波形を示すチャート。
【図２１】同複写機における現像隣接領域の出口付近で採用される駆動パルス電圧の波形を示すチャート。
【図２２】第２実施例に係る複写機の感光体と第１トナー静電搬送基板とを示す構成図。
【図２３】第３実施例に係る複写機の感光体と第１トナー静電搬送基板とを示す構成図。
【図２４】第２実施形態に係る複写機を示す要部構成図。
【図２５】同複写機の変形例装置を示す要部構成図。
【符号の説明】
【００８２】
１１          感光体（潜像担持体）
１２          帯電チャージャー（帯電手段）
１６          転写チャージャー（転写手段）
２２          転写バイアスローラ（転写手段）
２４          非接触静電クリーニングローラ（非接触静電クリーニング手段）
２５          帯電ローラ（帯電手段）
２７          直流チャージャー（電荷付与手段）
３０          駆動電源回路（バイアス供給手段）
１００        現像装置（現像手段）
１０１        第１トナー静電搬送基板（トナー保持体）
１０１ａ      Ａ搬送電極
１０１ｂ      Ｂ搬送電極
１０１ｃ      Ｃ搬送電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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