(57)【要約】【課題】印字の濃度むらや各色相の現像剤の混色などを解消した良好な画質のフルカラー画像を形成する。【解決手段】現像剤を搬送する１つの進行波電極シート１０１とこの進行波電極シート１０１を覆う誘電体ベルト１０２を設け、その誘電体ベルト１０２の外周に、複数の現像剤の各色相に対応する複数の現像剤供給部１０３Ｙ，１０３Ｍ，１０３Ｃ，１０３Ｂと、カラー画像情報の可視化像を得る可視化工程で現像余りとなった現像剤を回収する複数の現像剤回収部１０４Ｙ，１０４Ｍ，１０４Ｃ，１０４Ｂを配置することで、１つの進行波電極シート１０１にて発生した進行波電界によって、複数色相の現像剤を感光体ドラム１５（潜像像担持体）と対向する現像ポイントに搬送できるようにする。【選択図】図２
2004271624.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像担持体上のカラー画像情報を複数色相の現像剤を用いて可視化像に現像する現像装置であって、現像剤を搬送する１つの進行波電極部とこの進行波電極部を覆う誘電体ベルトを備えているとともに、前記誘電体ベルトの外周に、前記複数の現像剤の各色相に対応する複数の現像剤供給部と、前記カラー画像情報の可視化像を得る可視化工程で現像余りとなった現像剤を回収する複数の現像剤回収部が配置されていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記複数の現像剤供給部は、前記進行波電極部の可視化工程領域から遠ざかるに従って色相が濃くなるように配置されていることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記複数の現像剤回収部は、前記進行波電極部の可視化工程領域から遠ざかるに従って色相が濃くなるように配置されていることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項４】
前記複数の現像剤供給部及び複数の現像剤回収部について、同一色相の現像剤供給部と現像剤回収部とが連結部材によって連結されていることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項５】
前記現像剤回収部で回収された未使用の現像剤が、前記連結部材に設けた現像剤搬送部材によって前記現像剤供給部に搬送されるように構成されていることを特徴とする請求項４記載の現像装置。
【請求項６】
前記現像剤搬送部材がスクリューによって構成されていることを特徴とする請求項５記載の現像装置。
【請求項７】
前記現像剤供給部に現像剤を供給するための電圧が印加され、前記現像剤回収部に現像剤を回収するための電圧が印加されることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項８】
前記複数の現像剤供給部と複数の現像剤回収部のそれぞれを、前記誘電体ベルトに対し独立して進退させることが可能な進退機構を備えていることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項９】
前記進退機構が、カムまたはソレノイドと弾性部材で構成されていることを特徴とする請求項８記載の現像装置。
【請求項１０】
前記進退機構による前記現像剤供給部の前記誘電体ベルトに対する進退距離は、前記誘電体ベルトに最も近接した状態で、その現像剤供給部から誘電体ベルト上に現像剤を供給することが可能な距離であることを特徴とする請求項８記載の現像装置。
【請求項１１】
前記進退機構による前記現像剤供給部の前記誘電体ベルトに対する進退距離は、前記誘電体ベルトから最も離間した状態で、その現像剤供給部から前記誘電体ベルト上に現像剤が供給されない距離であることを特徴とする請求項８記載の現像装置。
【請求項１２】
前記進退機構による前記現像剤回収部の前記誘電体ベルトに対する進退距離は、前記誘電体ベルトに最も近接した状態で、その現像剤回収部が前記誘電体ベルト上の現像剤を回収することが可能な距離であることを特徴とする請求項８記載の現像装置。
【請求項１３】
前記進退機構による前記現像剤回収部の前記誘電体ベルトに対する進退距離は、前記誘電体ベルトから最も離間した状態で、その現像剤回収部が前記誘電体ベルト上の現像剤を回収することができない距離であることを特徴とする請求項８記載の現像装置。
【請求項１４】
前記複数の現像剤供給部のうち、ブラック現像剤を供給する現像剤供給部は、ブラック現像剤の回収部として兼用されることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか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。
【請求項１６】
請求項８記載の現像装置を備えた画像形成装置であって、印字要求される印字画像が複数色相を含むカラー画像の場合、前記進退機構による前記現像剤供給部及び現像剤回収部の進退が現像タイミングに合わせて動作するように構成されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１７】
請求項８記載の現像装置を備えた画像形成装置であって、印字要求される印字画像が複数色相を含むカラー画像の場合、前記進退機構にて進退を行う現像剤回収部のうち、可視化工程領域に対して最も遠い位置に配置されるブラック現像剤回収部については、印字要求直後に前記誘電体ベルトに近接した状態に保持されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１８】
請求項８記載の現像装置を備えた画像形成装置であって、印字要求される印字画像が複数色相を含まない単色画像の場合、前記進退機構による前記現像剤供給部の進退が現像タイミングに合わせて動作し、前記現像剤回収部が、前記誘電体ベルトから離間した状態に保持されるように構成され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、静電潜像担持体上に形成された静電潜像を現像剤を用いて現像する現像装置に関し、特に、進行波電界を用いて現像剤を搬送する機構を利用する現像装置、及び、この現像装置を備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、プリンタ等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、現在、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注目されており、パウダーラウンド法・ジャンピング法や電界カーテン（進行波電界）を利用した方法が提案されている。
【０００３】
電界カーテンを用いた装置としては、互いに位相が異なる複数種の交番電圧を発生する電源と、基材上に所定の間隔をあけて複数配列された電極に前記電源からの交番電圧を印加することにより形成される進行波電界によって現像剤を像担持体（感光体）に供給する現像剤搬送部材とを備えた現像装置が提案されている（例えば、特許文献１参照、特許文献２参照。）。
【０００４】
また、現像剤担持搬送体によって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た装置が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。この特許文献３に記載の装置において、予備荷電手段としては、例えば発泡ウレタンからなる予備荷電ローラが用いられており、そ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ているとともに、この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。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ようになっている。
【０００５】
そして、前記した特許文献３には、上記構成により、現像剤を均一に適正な荷電量に帯電させることができるとともに、現像剤を像担持体に安定して搬送させることができるようになる。その結果、搬送時に現像剤が飛散したり、形成される画像にカブリが生じることを回避できることが記載されている。
【０００６】
また、電子写真フルカラープロセスにおいては、４個（４色）のプロセス形成装置を転写用紙の搬送に合わせて順次配備したタンデム方式、あるいは、感光体を４回転させて各色を重ねて用紙への転写を行う４回転プロセス方式が一般的である。これらのうち、タンデム方式は高速化には向いているが、装置が大型化するとともにコストが高くなるという問題があり、安価で小型化を実現するためには４回転プロセス方式を採用することが有利である。
【０００７】
４回転プロセス方式の現像装置には、像担持体の静電潜像に現像剤を接触・転移させることで現像を行う接触方式の現像装置がある。また、近年では、高画質化を目的とし、現像剤を像担持体まで搬送して現像剤を像担持体上の静電潜像へと飛翔させることにより、静電潜像を現像するという非接触方式の現像装置が注目されている。この非接触方式には、パウダークラウド方式、ジャンピング方式、電解カーテン（進行波電界）を利用した方法等がある。
【０００８】
また、進行波電界を利用した方法においては、現像剤の搬送路に多数の電極を埋設し、これらの電極に多層の交流電圧を印加して、進行波電界を発生させ、この進行波電界により搬送路上の現像剤を像担持体まで搬送している。現像剤は、像担持体近傍まで搬送されると、搬送路から像担持体の静電潜像へと飛翔して静電潜像に付着する。これにより、像担持体上の静電潜像を現像する方法である（例えば、特許文献４参照。）。
【０００９】
【特許文献１】
特公平５−３１１４６号公報
【特許文献２】
特公平５−３１１４７号公報
【特許文献３】
特開平３−２１９６７号公報
【特許文献４】
特開２０００−１１２２３９号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、４回転フルカラー方式の画像形成装置によれば、前記した接触方式現像装置及び非接触方式現像装置のいずれの場合でも、図１７に示すように、色相が異なる４つの現像装置１６〜１９を感光体ドラム１５（静電潜像担持体）の周辺に配置する必要があることから、感光体ドラム１５の周長は、各現像装置１６〜１９を配置するための距離が必要であり、このことが、装置の小型化やコスト低減をはかる上での障害となっている。
【００１１】
また、各色相の現像装置１６〜１９と感光体ドラム１５とが対向する現像ポイントの配置位置がそれぞれ異なるため、感光体ドラム１５の主帯電器で印加した電圧（通常は像担持体の表面電位で表す）及び像露光による静電潜像が有する電位が各色相の現像ポイントで異なった電圧となる（理由は像担持体の暗減衰特性による）。このため、印字濃度のむらが発生するという問題がある。さらに、各色相の現像装置１６〜１９の位置が異なると、転写ドラム１１への転移のタイミングや潜像の書き込みタイミングなどを一致させることも困難になる。
【００１２】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、１つの装置で複数色相の現像剤を静電潜像担持体（感光体）に供給することが可能であり、印字の濃度むらや各色相の現像剤の混色などを解消した良好な現像特性を実現することが可能な現像装置の提供と、そのような特徴をもつ現像装置を備え、常に良好なフルカラー画像を得ることが可能な画像形成装置の提供を目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の現像装置は、静電潜像担持体上のカラー画像情報を複数色相の現像剤を用いて可視化像に現像する現像装置であって、現像剤を搬送する１つの進行波電極部（例えば進行波電極シート）とこの進行波電極部を覆う誘電体ベルトを備えているとともに、前記誘電体ベルトの外周に、前記複数の現像剤の各色相に対応する複数の現像剤供給部と、前記カラー画像情報の可視化像を得る可視化工程で現像余りとなった現像剤を回収する複数の現像剤回収部が配置されていることによって特徴づけられる。
【００１４】
本発明の現像装置の作用効果を以下に述べる。
【００１５】
まず、進行波電極を用いる現像方式においては、現像剤を供給する時点では画像情報として必要な現像剤量が不明であり、多量の現像剤を進行波電極の電界と誘電体ベルトの回転によって、未帯電現像剤を飽和帯電量とするとともに、感光体（静電潜像担持体）上の潜像を可視化する可視化工程に搬送する方式である。
【００１６】
このとき、画像情報に寄与する現像剤は感光体に付着し印字画像となるが、それ以外の部分（非画像領域）の現像剤は前記進行波電極と誘電体ベルトによって搬送が継続する。通常、単色印字の時は、概ね印字比率（用紙面積に対し印字画像の面積を百分率で表す。）は数％〜２０％位が大半を占めるため、未使用の現像剤を回収する必要がある。
【００１７】
この際、単純に１つの現像剤回収部で回収すると、各色相の現像剤が混色することから再利用が不可能となり、サプライ品（現像剤）のランニングコスト高となる。さらに、回収容器が非常に大型化し、装置のコンパクト化の障害となる。
【００１８】
このような点を考慮し、本発明の現像装置では、１つの進行波電極部及び誘電体ベルトに対し、複数の色相に対応する複数の現像剤供給部と複数の現像剤回収部を配置することによって、上記した問題点つまり各色相の現像剤の混色、装置の大型化などの問題を解消している。
【００１９】
本発明の現像装置において、複数の現像剤供給部を、前記進行波電極部の可視化工程領域の直近から遠ざかるに従って色相が濃くなるように配置することが好ましい。また、複数の現像剤回収部を、前記可視化工程領域の直近から遠ざかるに従って色相が濃くなるように配置することが好ましい。なお、可視化工程領域とは、通常的には現像領域のことを言い、前記静電潜像担持体（感光体）と進行波電極部（誘電体ベルト）とが最も近接した領域のことを言う。以下、可視化工程領域を現像領域と言う。
【００２０】
このような配置とすることにより、進行波電極部と誘電体ベルトにて搬送・可視化される各色相の現像剤の混色防止と印字効率の向上をはかることができる。
【００２１】
すなわち、現像領域に対し配置位置が前後関係にある現像剤供給部の位置と、同じく前後関係にある現像剤回収部の位置とが、現像領域に対して対称となるような配置することによって、第１色相目の供給から回収までの時間の短縮が可能となり、ランダム配置もしくは上記配置とは異なる配置に比べて処理時間の短縮をはかることができる。また、誘電体ベルト上の現像剤の処理時間を短縮することによって、装置内への現像剤飛散及び各色相の混色の低減をはかることもできる。
【００２２】
本発明の現像装置において、複数の現像剤供給部及び複数の現像剤回収部について、同一色相の現像剤供給部と現像剤回収部とを連結部材によって連結することが好ましい。また、現像剤回収部で回収された未使用の現像剤を、前記連結部材に設けた現像剤搬送部材によって現像剤供給部に搬送するように構成することが好ましい。なお、連結部材の現像剤搬送部材としてはスクリューを挙げることができる。
【００２３】
このような構成を採用すれば、未使用現像剤の回収が容易に可能となり、さらに、各色相の混色を防止することが可能となって、現像剤のランニングコストの低減をはかることができる。
【００２４】
すなわち、現像領域で使用されなかった現像剤を現像剤回収部で回収することは自明のことであるが、そのような現像剤用回収容器を配置し蓄積することは装置の大型化を招く。これに対し、再利用可能な未使用現像剤を、現像剤供給部にて順次回収するように構成することで、前記した作用効果並びに装置の小型化を達成できる。さらに、進行波電極部の電界によって飽和帯電量となった現像剤を現像剤回収部を介して現像剤供給部に回収・搬送することで、次工程のときに供給される現像剤がプレチャージされた状態となり、供給初期に発生する問題つまり進行波電界を印加しても帯電量不足から生じる飛翔距離不足（例えば、供給部の進行波電極上に現像剤が滞留する等の現象）、及び、帯電していない現像剤が機内を飛散する等の問題が起こらなくなる。
【００２５】
本発明の現像装置において、現像剤供給部に現像剤を供給するための電圧を印加し、現像剤回収部に現像剤を回収するための電圧を印加することが好ましい。このような電圧印加を行うと、以下の作用効果を達成できる。
【００２６】
まず、進行波電界及び誘電体ベルトによって供給する現像剤、及び、回収される現像剤の供給効率・回収効率を向上するためには、所定の電圧を印加することが現像剤供給部及び現像剤回収部には不可欠である。例えば、（−）極性に帯電する現像剤を用いるときは、現像剤供給部の電圧極性は（−）極性として現像剤を供給部から引き離す必要があり、また、現像剤回収部の電圧極性については、（＋）極性とし現像剤を現像剤回収部に引き付ける必要がある。従って、前記したような電圧印加を行うことで、現像剤の供給効率の向上、及び、回収効率の向上（誘電体ベルトのクリーニング性の向上、ひいては、現像剤の混色の防止）をはかることができる。
【００２７】
本発明の現像装置において、複数の現像剤供給部と複数の現像剤回収部のそれぞれを、誘電体ベルトに対し独立して進退させることが可能な進退機構を設けておくことが好ましい。
【００２８】
このように構成を採用すれば、進行波電界及び誘電体ベルトの回転によって搬送される色相の異なった現像剤が、近接する他の現像剤供給部・現像剤回収部に混入して色相の混色が発生するという問題を解消することができる。
【００２９】
なお、印字要求内容によっては同一タイミングで進退させることも可能であるが、上記のように混色を防止し、進退動作の制御の簡便化をはかるには上記構成を採用することが好ましい。
【００３０】
前記現像剤供給部及び現像剤回収部の進退機構としては、回転により変位を与えるカム（偏心カム）、もしくは、ソレノイドのＯＮ−ＯＦＦ動作を用いる手法が機構的に一番簡便である。また、現像剤供給部及び現像剤回収部の離間時（近接の時もある）ついては、カムの回転もしくはソレノイドのＯＮ−ＯＦＦ動作に合わせてホームポジションへの復帰を確実にする弾性部材（例えば引張ばね）を用いることで容易に位置変更が可能となる。
【００３１】
ここで、各現像剤供給部及び各現像剤回収部を誘電体ベルトに対して進退させる場合、進退動作の距離を考慮する必要がある。すなわち、現像剤供給部が誘電体ベルトに近接したときは、進行波電極部の電界によって現像剤を供給できる位置に配置する必要があり、現像剤供給部が誘電体ベルトから離間したときは完全に離間し、進行波電極部の電界によって飛翔している他の色相の現像剤が現像剤供給部に付着しない位置に退避する必要がある。また、同様に、現像剤回収部についても、必要な色相の未使用現像剤の回収ポイントと他の色相の現像剤を回収しないホームポジションが存在する。
【００３２】
そこで、本発明では、進退機構による現像剤供給部及び現像剤回収部の誘電体ベルトに対する進退距離を以下のように設定する。
【００３３】
（１）現像剤供給部が誘電体ベルトに最も近接した状態で、その現像剤供給部から誘電体ベルト上に現像剤を供給することが可能な距離とする。
【００３４】
（２）現像剤供給部が誘電体ベルトから最も離間した状態で、その現像剤供給部から誘電体ベルト上に現像剤が供給されない距離とする。
【００３５】
（３）現像剤回収部が誘電体ベルトに最も近接した状態で、その現像剤回収部が誘電体ベルト上の現像剤を回収することが可能な距離とする。
【００３６】
（４）現像剤回収部が誘電体ベルトから最も離間した状態で、その現像剤回収部が誘電体ベルト上の現像剤を回収することができない距離とする。
【００３７】
このような設定を行うと、色相の異なった現像剤が混入することによる混色を未然に防止することができ、本発明の要旨に沿った現像剤の供給・回収が可能になる。
【００３８】
本発明の現像装置において、複数の現像剤供給部のうち、ブラック現像剤を供給する現像剤供給部を、ブラック現像剤の回収部として兼用すれば、カラー画像が要求されたときの誘電体ベルトのクリーニングが可能となる。
【００３９】
このようなクリーニングが可能な理由を説明すると、まず、進行波電極部には（＋）極性、（−）極性、及び０Ｖの電圧が印加されるため、現像剤回収部で残留した、異なる色相の現像剤を誘電体ベルト上から飛翔しブラック現像剤供給部に回収することが可能となる。このとき、有効に働くのは、前記した各色相に応じた現像剤供給部と現像剤回収部の配置、すなわち、ブラック現像剤供給部及びブラック現像剤回収部を、進行波電極部の可視化工程領域に対して最も遠方となるように配置したときである。
【００４０】
なお、他の色相の現像剤（イエロー、マゼンタ、シアン等のカラー現像剤）の現像剤供給部を、現像剤回収部として兼用することも考えられるが、それらカラー現像剤にブラック現像剤が混入すると、色相変化が多大となるので実施することはできない。これに対し、ブラック現像剤にカラー現像剤が混入したときのブラックの色相変化は微量であるので、前記した構成つまりブラック現像剤を供給する現像剤供給部を、ブラック現像剤の回収部として兼用するという構成は実施可能である。
【００４１】
本発明の画像形成装置は、以上の特徴を有する現像装置を備えていることを特徴としている。従って、本発明の画像形成装置によれば、印字の濃度むらや各色相の現像剤の混色などを解消した良好な画質のフルカラー画像を形成することができる。
【００４２】
本発明の画像形成装置において、現像装置の現像剤供給部及び現像剤回収部が前記した進退機構を備えており、印字要求される印字画像が複数色相を含むカラー画像の場合、前記進退機構による現像剤供給部及び現像剤回収部の進退が、各色相に対応し、順次現像タイミングに合わせて動作するように構成してもよい。このような進退動作を行うことで、印字効率が向上するとともに、混色を防止することができる。
【００４３】
本発明の画像形成装置において、現像装置の現像剤供給部及び現像剤回収部が前記した進退機構を備えており、印字要求される印字画像が複数色相を含むカラー画像の場合、前記進退機構にて進退を行う現像剤回収部のうち、可視化工程領域（現像領域）に対して最も遠い位置に配置されるブラック現像剤回収部については、印字要求直後に誘電体ベルトに近接した状態に保持されるように構成してもよい。
【００４４】
このように構成すれば、ブラック現像剤回収部を、カラー画像の要求時に誘電体ベルトのクリーニングを行う部材として兼用することができる。すなわち、進行波電極部には（＋）極性、（−）極性、及び０Ｖので電圧が印加されるため、他の色相の現像剤回収部で残留した現像剤を、誘電体ベルト上から飛翔しブラック現像剤供給部にて回収することが可能となる。
【００４５】
本発明の画像形成装置において、現像装置の現像剤供給部及び現像剤回収部が前記した進退機構を備えており、印字要求される印字画像が複数色相を含まない単色画像の場合、前記進退機構による現像剤供給部の進退が、現像タイミングに合わせて動作し、前記現像剤回収部が、前記誘電体ベルトから離間した状態に保持されるように構成してもよい。このような構成すれば、以下のような作用効果を達成できる。
【００４６】
すなわち、複数の現像剤供給部を用いるカラー画像のときは、前記したように現像タイミングに合わせて現像剤供給部及び現像剤回収部を進退動作させる必要があるが、単色印字のときには、現像剤回収部を誘電体ベルトに対して離間した状態に保持し続けることで、現像剤回収部の負荷を低減することができる。さらに、単色の複数枚印字のときには、未使用の現像剤（進行波電界によって飽和帯電量となり誘電体ベルトによって搬送される現像剤のこと）を再利用することができ、現像剤の利用効率を高めることができる。
【００４７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００４８】
図１は本発明の画像形成装置の実施形態の構成を模式的に示す側面図である。
【００４９】
図１に示す画像形成装置は、給紙部１、転写部２、現像部３及び定着部４などを備えている。
【００５０】
給紙部１には、装置本体の最下段に着脱自在に配設され、転写紙をストックして転写部２に供給する給紙カセット５と、装置本体の正面側に設けられ、正面から転写紙を手差しで一枚ずつ供給する手差し供給部６とが設けられている。
【００５１】
さらに、給紙部１には、給紙カセット５の最上部から転写紙を１枚ずつ送り出すピックアップローラ７と、ピックアップローラ７により送り出された転写紙を搬送するＰＦローラ８と、手差し供給部６からの転写紙を搬送する手差しローラ９と、ＰＦローラ８または手差しローラ９にて搬送された転写紙をカールするプリカールローラ１０とが設けられている。
【００５２】
給紙カセット５には、ばね等により上方に付勢された送り出し部材５ａが設けられており、この送り出し部材５ａ上に転写紙を積層するようになっている。これにより、給紙カセット５に収納される転写紙が、最上部がピックアップローラ７に当接し、ピックアップローラ７の矢印方向の回転によって１枚ずつＰＦローラ８に送り出され、プリカールローラ１０に搬送される。一方、手差し供給部６から供給される転写紙も、手差しローラ９によりプリカールローラ１０に搬送される。このようにして搬送された転写紙は、転写部２に設けられた円筒状の転写ドラム（転写材担持体）１１の表面に吸着され易くなるように、プリカールローラ１０によりカールさせられる。
【００５３】
転写部２には転写ドラム１１が設けられている。転写ドラム１１の周りには、接地された当接部材としてのグランドローラ１２、転写ドラム１１に吸着・搬送される転写紙が転写ドラム１１から落ちないように転写紙をガイドするガイド部材１３、及び、転写ドラム１１に吸着された転写紙を強制的に剥離する剥離爪１４などが配設されている。剥離爪１４は、転写ドラム１１表面に離接自在に設けられている。
【００５４】
さらに、転写ドラム１１の周りには、転写ドラム１１に転写された現像剤（トナー）の濃度を測定する光学センサ３０、及び、転写ドラム１１上の残留現像剤や紙粉などの異物を除去するクリーナ１１ａが設置されている。このクリーナ１１ａの転写工程下流側には除電手段としての除電チャージャ３１が配置されている。
【００５５】
また、現像部３には、転写ドラム１１に圧接され、ＯＰＣ（有機光半導体）あるいはＳｅ等からなる感光体ドラム（静電潜像担持体）１５が設けられている。
【００５６】
感光体ドラム１５は、接地された導電性のアルミニウム素管１５ａからなり、その表面にＯＰＣ膜が塗布されている。また、感光体ドラム１５の周りには、この感光体ドラム１５上に形成された静電潜像（カラー画像情報）を、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各現像剤を用いて可視化像に現像する現像装置１００（詳細は後述する）が配置されているとともに、感光体ドラム１５表面を帯電させる帯電器２０と、感光体ドラム１５表面の残留現像剤を掻き取り除去するクリーニングブレード２１とが配置されている。
【００５７】
そして、この実施形態の画像形成装置では、上記４色の各色の現像剤ごとに、感光体ドラム１５上に現像剤像（トナー像）が形成される。すなわち、感光体ドラム１５は、１色ごとに「帯電」→「露光」→「現像」→「転写」を繰り返すようになっている。従って、カラー転写を行う場合には、転写ドラム１１に静電吸着された転写紙に対して、転写ドラム１１が一回転するごとに、１色ずつの現像剤像が転写紙に転写され、最大４回転で１つのカラー画像を得られるようになっている。
【００５８】
定着部４には、所定の温度及び圧力により、転写紙上のトナー像を融着させて転写紙に定着させる定着ローラ２３と、現像剤像の転写後に、転写ドラム１１から剥離爪１４によって剥離された転写紙を定着ローラ２３までガイドする定着ガイド２２とが設けられている。また、定着部４の転写紙搬送の下流側には、排出ローラ２４が設けられており、定着後の転写紙を装置本体から排出トレイ２５上に排出するようになっている。
＜現像装置＞
次に、現像装置１００について説明する。
【００５９】
現像装置１００は、図１及び図２に示すように、１つの進行波電極シート１０１及びこの進行波電極シート１０１を覆う誘電体ベルト１０２と、イエロー現像剤供給部１０３Ｙ、マゼンタ現像剤供給部１０３Ｍ、シアン現像剤供給部１０３Ｃ及びブラック現像剤供給部１０３Ｂの４つの現像剤供給部と、イエロー現像剤回収部１０４Ｙ、マゼンタ現像剤回収部１０４Ｍ、シアン現像剤回収部１０４Ｃ及びブラック現像剤回収部１０４Ｂの４つの現像剤回収部とを備えている。
【００６０】
進行波電極シート１０１は、感光体ドラム１５に対向するように配置されており、その感光体ドラム１５の外周面と誘電体ベルト１０２表面との間つまり感光体ドラム１５に誘電体ベルト１０２が最も近接する領域が現像領域Ｆとなっている。
【００６１】
イエロー現像剤供給部１０３Ｙ、マゼンタ現像剤供給部１０３Ｍ、シアン現像剤供給部１０３Ｃ及びブラック現像剤供給部１０３Ｂは、進行波電極シート１０１の周辺（誘電体ベルト１０２の外周）に配置されている。さらに、イエロー現像剤回収部１０４Ｙ、マゼンタ現像剤回収部１０４Ｍ、シアン現像剤回収部１０４Ｃ及びブラック現像剤回収部１０４Ｂも、進行波電極シート１０１の周辺（誘電体ベルト１０２の外周）に配置されている。なお、現像剤供給部及び現像剤回収部の配置の詳細は後述する。
【００６２】
［進行波電極シート及び誘電体ベルトの説明］
進行波電極シート１０１は、図１及び図２に示すようにエンドレスのベルト状に成形されている。
【００６３】
進行波電極シート１０１は、厚みが１０μｍ〜１００μｍに設定されている。進行波電極シート１０１の材質としては、例えば、ポリイミド、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリ４フッ化エチレン、ポリフッ化エチレンプロピレン、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等の有機絶縁材料、シリコン、イソプレン、ブタジエン等のゴム材料などを挙げることができる。
【００６４】
進行波電極シート１０１は、例えば、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、ポリイミド等からなる厚み２５μｍ程度の基材１１２上に、発生電極体（ＥＰＣベルト）を形成し、その上に、ポリイミド等からなる厚み２５μｍ程度の表面保護層１１３を積層した構造となっている。発生電極体（ＥＰＣベルト）は、厚み１８μｍ程度の銅箔からなり、複数の進行波発生電極１１１‥１１１を形成する。なお、図３においては、進行波電極シート１０１を簡略化して平板状のものとして示している。
【００６５】
進行波電極シート１０１の各進行波発生電極１１１は、例えば約４０μｍ〜２５０μｍの幅を有し、５０ｄｐｉ〜３００ｄｐｉ（約５００μｍ〜８５μｍ）の間隔（電極間ピッチ）をあけて互いに平行に配置されている。また、各進行波発生電極１１１は、３本または４本程度を１組として複数組に分けられており、その各組ごとに多相の交流電圧がそれぞれの進行波発生電極１１１に印加される。例えば、４本の各進行波発生電極１１１を１組とし、４層の交流電圧を印加する場合は、図４（ａ）〜（ｄ）に示すような４相の交流電圧が多相交流電源１１４から４本の各進行波発生電極１１１にそれぞれ印加される。これにより、進行波電界が形成される。
【００６６】
進行波電極シート１０１の外周面を覆う誘電体ベルト１０２は、搬送される各色相の現像剤の搬送性を安定化し、進行波電極シート１０１にて飛翔・搬送される現像剤の速度をさらに向上させること目的として設けられている。
【００６７】
すなわち、進行波電極シート１０１の進行波発生電極１１１による多層電界の切り替えのみで現像剤を搬送するのには制限があり、これを補って現像剤の搬送速度を高めるために誘電体ベルト１０２を設けている。従って、誘電体ベルト１０２は、現像剤の搬送方向に微速回転させる必要がある。誘電体ベルト１０２の速度は、画像形成装置の印字速度によって多少異なるが、多層電界の切り替え時の間に、現像剤が進行波発生電極１１１のピッチ間距離を通過することのできる速度が、必要不可欠な速度であり、進行波発生電極１１１の電極間ピッチ及び多層電界の切り替えのタイミングを基に算出される。
【００６８】
なお、進行波電界は、現像剤を搬送することも目的であるが、もう１つの目的として、搬送中の現像剤を飽和帯電状態として現像領域に搬送することも重要な役目である。
【００６９】
また、誘電体ベルト１０２は、ベルト上の現像剤を飛翔・搬送するとともに、現像剤を帯電させる役目も担っており、その抵抗値が重要なファクターとなる。このため、誘電体ベルト１０２の表面抵抗値は、概ね１×１０７〜１×１０９Ω・ｃｍの範囲とする必要がある。
【００７０】
誘電体ベルト１０２の表面抵抗値が、前記した範囲よりも低い場合（例えば１×１０５Ω・ｃｍ）、進行波発生電極１１１に印加される電界が現像剤にダイレクトに印加されてしまい、搬送中の現像剤が熱を帯び、誘電体ベルト１０２に付着して現像領域で飛翔しないことになる。その結果として、印字品位の低下、並びに誘電体ベルト１０２の破損が発生する。また、表面抵抗値が前記した範囲よりも高い場合（例えば１×１０１２Ω・ｃｍ）、進行波発生電極１１１に印加される電界が誘電体ベルト１０２を通過しなくなり、現像剤の飛翔、並びに帯電が行われなくなる。これにより、現像剤が現像領域で飛翔しなくなる結果、印字品位の低下、並びに未帯電現像剤が誘電体ベルト１０２から離脱し機内飛散を招いてしまう。
【００７１】
［現像剤供給部及び現像剤回収部の説明］
以下、現像剤供給部及び現像剤回収部について各項目ごとに説明する。
【００７２】
−現像剤供給部及び現像剤回収部の各構造−
図２及び図５に示すように、イエロー現像剤供給部１０３Ｙ、マゼンタ現像剤供給部１０３Ｍ、シアン現像剤供給部１０３Ｃ、ブラック現像剤供給部１０３Ｂの各現像剤供給部は、それぞれ、現像剤を誘電体ベルト１０２に供給する供給ローラ１３１と、現像剤を予備帯電するブレード１３２と、現像剤を攪拌する攪拌板１３３とを備えている。供給ローラ１３１には電源１３８にて電圧（供給用電圧）が印加される。供給ローラ１３１への印加電圧の極性は、現像剤と同極性であり、また、印加電圧の大きさは、誘電体ベルト１０２上に発生する進行波電界よりも小さくなるように設定されている。なお、各現像剤供給部には、後述する回収現像剤の補給口１３４が設けられている。
【００７３】
一方、イエロー現像剤回収部１０４Ｙ、マゼンタ現像剤回収部１０４Ｍ、シアン現像剤回収部１０４Ｃ、ブラック現像剤回収部１０４Ｂの各現像剤回収部は、それぞれ、誘電体ベルト１０２上に残存している現像剤（現像余りの現像剤）を回収する回収ローラ１４１と、回収ローラ１４１で回収された現像剤を掻き落すブレード１４２と、掻き落された回収現像剤を搬送して排出口１４４に導く攪拌ローラ１４３ａ及び搬送ローラ１４３ｂとを備えている。回収ローラ１４１には電源１４８（図８参照）にて、現像剤を現像剤回収部に引き付けるための電圧（回収用電圧）が印加される。
【００７４】
−現像剤供給部及び現像剤回収部の配置−
まず、各色相の現像剤供給部の配置は、カラー現像時の各色相の混色防止と印字効率で決定される。本発明のように１つの進行波電界と誘電体ベルトを用いる現像方式では、印字要求があってから現像領域に、如何に素早く第１番目の現像剤を飽和帯電とした状態で搬送し、静電潜像の可視化を行うかによって印字速度が決定される。
【００７５】
また、混色については、淡い色相の現像剤が誘電体ベルト上に保持される時間を少なくして、淡い色相の現像剤を素早く回収する必要がある。すなわち、淡い色相の現像剤を長時間のあいだ誘電体ベルト上に保持すると、その淡い色相の現像剤が、他の色相の現像剤供給部を通過して混色が生じるため、現像領域Ｆ（誘電体ベルト１０２が感光体ドラム１５に近接する領域）の直近の上流側に配置する必要がある。
【００７６】
このような点を考慮して、本実施形態では、各色相の現像剤供給部の配置を決定している。具体的には、４つの現像剤供給部を、現像領域Ｆの直近から上流側（現像剤搬送方向の上流側）に遠ざかるに従って色相が濃くなるような配置、つまり、現像領域Ｆの上流側において、現像領域Ｆに近い位置から、イエロー現像剤供給部１０３Ｙ→マゼンタ現像剤供給部１０３Ｍ→シアン現像剤供給部１０３Ｃ→ブラック現像剤供給部１０３Ｂの順序で配置している。
【００７７】
一方、各色相の現像剤回収部の配置は、カラー現像時の各色相の混色防止と誘電体ベルト１０２のクリーニング効率によって決定される。本発明のように１つの進行波電界と誘電体ベルトを用いる現像方式では、現像領域での現像が終了した後に、如何に素早く第１番目の現像剤を回収するかが問題であり、混色については、淡い色相の現像剤が誘電体ベルト上に保持される時間を少なくし、淡い色相の現像剤を素早く回収する必要がある。すなわち、淡い色相の現像剤を長時間のあいだ誘電体ベルト上に保持すると、その淡い色相の現像剤が、他の色相の現像剤供給部を通過して混色が生じるため、現像領域Ｆの直近の下流側に配置する必要がある。
【００７８】
このような点を考慮して、本実施形態では、各色相の現像剤回収部の配置を決定している。具体的には、４つの現像剤回収部を、現像領域Ｆの直近から下流側（現像剤搬送方向の下流側）に遠ざかるに従って色相が濃くなるような配置、つまり、現像領域Ｆの下流側において、現像領域Ｆに近い位置から、イエロー現像剤回収部１０４Ｙ→マゼンタ現像剤回収部１０４Ｍ→シアン現像剤回収部１０４Ｃ→ブラック現像剤回収部１０４Ｂの順序で配置している。
【００７９】
そして、以上の配置の、イエロー現像剤供給部１０３Ｙとイエロー現像剤回収部１０４Ｙ、マゼンタ現像剤供給部１０３Ｍとマゼンタ現像剤回収部１０４Ｍ、シアン現像剤供給部１０３Ｃとシアン現像剤回収部１０４Ｃ、並びに、ブラック現像剤供給部１０３Ｂとブラック現像剤回収部１０４Ｂとは、それぞれ、進行波電極シート１０１及び誘電体ベルト１０２を介して互いに対向している。
【００８０】
ここで、通常の画像形成装置であれば現像剤回収部は１つでよいが、本発明のように、誘電体ベルトの有効幅（進行波電界が印加される領域）全域に現像剤を供給し、画像情報の顕像化に必要な部分の現像剤だけが現像領域で使用される場合には、未使用の現像剤は非常に多量となり、各色相ごとに回収機構が必要となる。すなわち、１枚の用紙中の印字％が２０％のときは、未使用現像剤は約８０％以上となり、その現像剤を１つの現像剤回収部で回収すると各色相の混色が生じ再利用できなくなり、サプライ品のランニングコスト高となる。このような点を考慮して、本実施形態では、１つの進行波電極シート１０１及び誘電体ベルト１０２に対して、複数色相（４色相）の現像剤回収部を配置している。
【００８１】
−回収現像剤の搬送・進退機構−
回収現像剤の搬送機構と、現像剤供給部及び現像剤回収部の進退機構について図５を参照しながら説明する。なお、この項での説明では、イエロー現像剤供給部１０３Ｙ、マゼンタ現像剤供給部１０３Ｍ、シアン現像剤供給部１０３Ｃ、ブラック現像剤供給部１０３Ｂを総称して現像剤供給部１０３と言う。また、イエロー現像剤回収部１０４Ｙ、マゼンタ現像剤回収部１０４Ｍ、シアン現像剤回収部１０４Ｃ及びブラック現像剤回収部１０４Ｂを総称して現像剤回収部１０４と言う。
【００８２】
まず、回収現像剤の搬送機構について説明する。
【００８３】
前記したように、同一の色相の現像剤供給部１０３と現像剤回収部１０４とは、進行波電極シート１０１及び誘電体ベルト１０２を介して互いに対向する状態で配置されており、これら現像剤供給部１０３の現像剤の補給口１３４と現像剤回収部１０４の現像剤の排出口１４４とが現像剤搬送用の連結部材（チューブ状）１０５によって互いに連結されている。
【００８４】
連結部材１０５内には、現像剤搬送用のスクリュー１５１が配置されている。スクリュー１５１は、回転駆動源（図示せず）によって回転するように構成されており、このスクリュー１５１の回転により、連結部材１０５の内壁面とスクリュー１５１の回転外周部の壁面との間で生じる搬送力によって、現像剤が現像剤回収部１０４から現像剤供給部１０３に向けて搬送される。
【００８５】
そして、この実施形態においては、前記したように、現像材供給部１０３によって誘電体ベルト１０２上に供給された現像剤は、その全てが現像領域Ｆで消費されず、供給された現像剤の大半が未使用として現像剤回収部１０４で回収される。現像剤回収部１０４で回収された現像剤は、攪拌ローラ１４３ａ及び搬送ローラ１４３ｂによって現像剤回収部１０４の排出口１４４に導かれて連結部材１０５内に排出される。連結部材１０５内に排出された回収現像剤は、スクリュー１５１の回転によって連結部材１０５内を搬送され、連結部材１０５の終端部の補給口１３４を通過して現像剤供給部１０３に補給される。
【００８６】
このように、本実施形態では、未使用現像剤が現像剤供給部１０３に補給されるので、現像剤の無駄がなく、サプライ品のランニングコスト高を防止することができる。
【００８７】
次に、現像剤供給部及び現像剤回収部の進退機構について説明する
現像剤供給部１０３は、図示しないガイドに沿って、供給ローラ１３１の回転中心と直交する方向に移動自在に設けられており、進行波電極シート１０１及び誘電体ベルト１０２に対して進退（前進・後退）可能となっている。
【００８８】
現像剤供給部１０３の背面側には複数の偏心カム１３５‥１３５が設けられている。各偏心カム１３５は供給部ケーシング１３０の背面に当接する位置に配置されている。これら偏心カム１３５‥１３５は、供給ローラ１３１の回転中心と平行なシャフト１３６に支持されている。
【００８９】
シャフト１３６は、装置本体のフレーム１ａ（以下、装置フレーム１ａと言う）に回転自在に支持されており、一端部に固着されたギア１３６ａを介して連結された回転駆動機構（図示せず）によって回転する。このシャフト１３６の回転に伴って各偏心カム１３５がシャフト１３６を中心として回転する。
【００９０】
供給部ケーシング１３０の背面側には引張ばね１３７が配置されている。引張ばね１３７の一端は供給部ケーシング１３０に連結され、他端が装置フレーム１ａに連結されており、この引張ばね１３７の弾性力（引張力）によって供給部ケーシング１３０が誘電体ベルト１０２から離反する向き（図５の上向き）に付勢されている。これにより、供給部ケーシング１３０の背面が各偏心カム１３５のカム面に常に押圧された状態で当接し、各偏心カム１３５の回転により、供給部ケーシング１３０つまり現像剤供給部１０３の全体が誘電体ベルト１０２に対して進退（前進・後退）するようになっている。
【００９１】
具体的には、例えば、現像剤の供給タイミングに合わせて偏心カム１３５が所定量だけ回転することにより、現像剤供給部１０３が誘電体ベルト１０２に近接し、現像剤の供給タイミング終了に応じて偏心カム１３５が再度回転して、現像剤供給部１０３が誘電体ベルト１０２に対し離間した状態となる（ホームポジションへの復帰）。このとき、ホームポジションへの復帰を確実にするため、引張ばね１３７が偏心カム１３５の動作をより確実に実行する補助部材として働き、現像剤供給部１０３をホームポジションに復帰させる。ホームポジションに復帰させる必要性は、他の色相の現像剤供給部から供給された現像剤が混入することを未然に防止するためである。
【００９２】
なお、現像剤供給部１０３の進退は、前記したように、各色相の現像剤の供給タイミングによって決定されるが、その現像剤の供給タイミング等の詳細は後述する。また、現像剤供給部１０３の進退動作は、画像形成装置の制御部（図示せず）によって制御される。
【００９３】
現像剤回収部１０４の進退機構も、前記した現像剤搬送部１０３と基本的に同様の機構であり、現像剤回収部１０４が、図示しないガイドに沿って、回収ローラ１４１の回転中心と直交する方向に移動自在に設けられており、進行波電極シート１０１及び誘電体ベルト１０２に対して進退可能となっている。
【００９４】
現像剤回収部１０４の背面側には複数の偏心カム１４５‥１４５が設けられている。各偏心カム１４５は回収部ケーシング１４０の背面に当接する位置に配置されている。これら偏心カム１４５‥１４５は、回収ローラ１４１の回転中心と平行なシャフト１４６に支持されている。
【００９５】
シャフト１４６は、装置フレーム１ａに回転自在に支持されており、一端部に固着されたギア１４６ａを介して連結された回転駆動機構（図示せず）によって回転する。このシャフト１４６の回転に伴って各偏心カム１４５がシャフト１４６を中心として回転する。
【００９６】
回収部ケーシング１４０の背面側には引張ばね１４７が配置されている。引張ばね１４７の一端は回収部ケーシング１４０に連結され、他端が装置フレーム１ａに連結されており、この引張ばね１４７の弾性力（引張力）によって回収部ケーシング１４０が誘電体ベルト１０２から離反する向き（図５の下向き）に付勢されている。これにより、回収部ケーシング１４０の背面が各偏心カム１４５のカム面に常に押圧された状態で当接し、各偏心カム１４５の回転により、回収部ケーシング１４０つまり現像剤回収部１０４の全体が誘電体ベルト１０２に対して進退（前進・後退）するようになっている。
【００９７】
具体的には、例えば、現像剤の回収タイミングに合わせて偏心カム１４５が所定量だけ回転することにより、現像剤回収部１０４が誘電体ベルト１０２に近接し、現像剤の回収タイミング終了に応じて偏心カム１４５が再度回転して、現像剤回収部１０４が誘電体ベルト１０２に対し離間した状態となる（ホームポジションへの復帰）。このとき、ホームポジションへの復帰を確実にするため、引張ばね１４７が偏心カム１４５の動作をより確実に実行する補助部材として働き、現像剤回収部１０４をホームポジションに復帰させる。ホームポジションに復帰させる必要性は、例えば、イエローの現像剤を回収する現像剤回収部１０４が、他の色相（例えばマゼンタ、シアン、ブラック）の現像剤を回収してしまうことを未然に防止するためである。
【００９８】
なお、現像剤回収部１０４の進退は、各色相の現像剤の回収タイミングによって決定されるが、その詳細は後述する。また、現像剤回収部１０４の進退動作についても画像形成装置の制御部（図示せず）によって制御される。
【００９９】
ここで、図５に示す進退機構では、現像剤供給部及び現像剤回収部に偏心カムにて変位を与えるように構成しているが、このような構成に替えて、ソレノイドのＯＮ−ＯＦＦ動作を利用して現像剤供給部及び現像剤回収部を進退させるようにしてもよい。
【０１００】
−進退動作距離の説明−
現像剤供給部及び現像剤回収部の進退動作時の距離について、図６〜図９を参照しながら説明する。
【０１０１】
図６は、現像剤供給部１０３が誘電体ベルト１０２に近接した状態（現像剤供給時）を示す図である。図７は、現像剤供給部１０３が誘電体ベルト１０２から離間した状態（ホームポジションへの復帰時）を示す図である。図８は、現像剤回収部１０４が誘電体ベルト１０２に近接した状態（現像剤回収時）を示す図である。図９は、現像剤回収部１０４が誘電体ベルト１０２から離間した状態（ホームポジションへの復帰時）を示す図である。
【０１０２】
まず、現像剤供給部の進退動作時の距離を図６及び図７を参照して説明する。
【０１０３】
図６（ａ）は、現像剤供給部の供給ローラ１３１が誘電体ベルト１０２に接触した状態を示している。図６（ｂ）は、供給ローラ１３１が誘電体ベルト１０２に近接した状態（１）を示しており、さらに、図６（ｃ）は供給ローラ１３１が誘電体ベルト１０２に近接した状態（２）状態を示している。なお、図６において、誘電体ベルト１０２の進行方向は図中右側から左側である。
【０１０４】
図６（ａ）の状態では、供給ローラ１３１が誘電体ベルト１０２に接触しているため、誘電体ベルト１０２の右側に現像剤溜まりが発生し、搬送されてくる現像剤Ｔを有効に誘電体ベルト１０２に供給できなくなっている。従って、誘電体ベルト１０２と供給ローラ１３１との間のギャップが０ｍｍである場合は現像剤供給不足が起こるのでよくない。また、誘電体ベルト１０２と供給ローラ１３１とが接触していることから、供給ローラ１３１が誘電体ベルト１０２を傷付けるおそれがあり、誘電体ベルト１０２の耐久性劣化を促進してしまう。
【０１０５】
図６（ｂ）の状態では、供給ローラ１３１と誘電体ベルト１０２とが非接触で所定の空隙を有するため、誘電体ベルト１０２を介した進行波電極シート１０１による電界が有効に作用し、供給ローラ１３１に搬送されてくる現像剤Ｔの大部分が、誘電体ベルト１０２に供給されるようになり、誘電体ベルト１０２と供給ローラ１３１との間のギャップが適切であると判断される。このときのギャップは、誘電体ベルト１０２と感光体ドラム１５との間のギャップとほぼ等しく、通常、現像領域Ｆで現像剤Ｔが飛翔して現像剤クラウド状態を形成し、画像情報に必要な現像剤Ｔは感光体ドラム１５の電界に吸着する。一方、画像情報に不必要な現像剤Ｔは、進行波電極シート１０１による電界によって誘電体ベルト１０２に吸着し、その吸着距離は３〜５ｍｍである。現像剤供給部１０３においても同様の電界が作用するため、従って、誘電体ベルト１０２と供給ローラ１３１との間の適切なギャップは略３〜５ｍｍである。
【０１０６】
図６（ｃ）の状態では、供給ローラ１３１と誘電体ベルト１０２が非接触であるが、その両者間の空隙が広すぎるため、進行波電界が有効に働かず、供給ローラ１３１に現像剤の残りが発生している。従って、誘電体ベルト１０２と供給ローラ１３１との間のギャップが広すぎると現像剤供給不足を招くのでよくない。
【０１０７】
次に、図７（ａ）は、供給ローラ１３１が誘電体ベルト１０２から離間した状態（１）を示しており、図７（ｂ）は、供給ローラ１３１が誘電体ベルト１０２から離間した状態（２）を示している。さらに、図７（ｃ）は、供給ローラ１３１が誘電体ベルト１０２から離間した状態（３）を示している。なお、図７において、誘電体ベルト１０２の進行方向は図中右側から左側である。
【０１０８】
図７（ａ）及び（ｂ）の状態では、ともに、供給ローラ１３１が誘電体ベルト１０２から離間しているが、その離間距離が小さいため供給ローラ１３１上の現像剤Ｔが誘電体ベルト１０２に飛翔している。なお、図７（ａ）には、誘電体ベルト１０２上に現像剤Ｔがない状態を示しており、図７（ｂ）には、誘電体ベルト１０２上に他の色相の現像剤Ｔが搬送されている状態を示している。これら２つの状態に共通していることは、進行波電界が誘電体ベルト１０２を介して供給ローラ１３１上の現像剤Ｔに影響しているので、現像剤の混色は避けられず、印字品位の低下、サプライ品の早期廃棄からランニングコストの上昇を招くという問題がある。
【０１０９】
一方、図７（ｃ）の状態では、供給ローラ１３１と誘電体ベルト１０２とが非接触で所定の空隙を有するため、誘電体ベルト１０２を介した進行波電界による供給ローラ１３１上の現像剤Ｔの飛翔が見られず、誘電体ベルト１０２と供給ローラ１３１との間のギャップが適切であると判断される。このときのギャップは、誘電体ベルト１０２と感光体ドラム１５との間のギャップよりも広く、現像剤Ｔが飛翔することによる現像剤クラウド発生状態を回避することが可能な距離である。誘電体ベルト１０２と供給ローラ１３１との間の適切なギャップは略７〜１０ｍｍである。
【０１１０】
次に、現像剤回収部の進退動作を図８及び図９を参照して説明する。
【０１１１】
図８（ａ）は、現像剤回収部の回収ローラ１４１が誘電体ベルト１０２に近接した状態（１）を示している。図８（ｂ）は、回収ローラ１４１が誘電体ベルト１０２に近接した状態（２）を示しており、さらに、図８（ｃ）は回収ローラ１４１が誘電体ベルト１０２に近接した状態（３）を示している。なお、図８において、誘電体ベルト１０２の進行方向は図中左側から右側である。
【０１１２】
図８（ａ）の状態では、回収ローラ１４１と誘電体ベルト１０２とが近接しているが、回収ローラ１４１と誘電体ベルト１０２との間の空隙が広すぎるため、現像剤Ｔを完全に回収することができず、誘電体ベルト１０２上に現像剤の残りが発生している。また、図８（ｃ）の状態では、図８（ａ）の状態と比較して現像剤の回収率はよいが、現像剤の残りが見られる。
【０１１３】
一方、図８（ｂ）の状態では、回収ローラ１４１と誘電体ベルト１０２との間の空隙が適切であるので、誘電体ベルト１０２上に存在する現像剤Ｔの大部分が回収されている。この状態（現像剤回収時）における回収ローラ１４１と誘電体ベルト１０２との間のギャップ（最適ギャップ）は略３〜５ｍｍである。
【０１１４】
図９（ａ）は、現像剤回収部の回収ローラ１４１が誘電体ベルト１０２から離間した状態（１）を示しており、図９（ｂ）は、回収ローラ１４１が誘電体ベルト１０２から離間した状態（２）を示している。なお、図９において、誘電体ベルト１０２の進行方向は図中左側から右側である。
【０１１５】
図９（ａ）の状態では、回収ローラ１４１と誘電体ベルト１０２とが離間しているが、その離間距離が小さいため、誘電体ベルト１０２上の現像剤Ｔが回収ローラ１４１に飛散している。
【０１１６】
これに対し、図９（ｂ）の状態では、回収ローラ１４１と誘電体ベルト１０２との間の離間距離が十分であるので、誘電体ベルト１０２上の現像剤Ｔの飛散は見られない。この状態（ホームポジションへの復帰時）における回収ローラ１４１と誘電体ベルト１０２との間のギャップ（最適ギャップ）は略７〜１０ｍｍである。
【０１１７】
＜現像装置の動作タイミングの説明＞
フルカラー印字時とモノカラー印字時における各色相の現像剤供給部及び現像剤回収部の各動作を図１０及び図１１、図１２及び図１３、並びに、図１４及び図１５を参照しながら説明する。
【０１１８】
図１０及び図１１は、印字要求が「フルカラー印字要求」であったときの各色相の現像剤供給部及び現像剤回収部の各動作を示す図である。
【０１１９】
図１２及び図１３は、印字要求が「モノカラー印字要求」であり、その「モノカラー印字要求」が単数であるときの各色相の現像剤供給部と現像剤回収部の各動作を示す図である。
【０１２０】
図１４及び図１５は、印字要求が「モノカラー印字要求」であり、その「モノカラー印字要求」が複数であるときの各色相の現像剤供給部と現像剤回収部の各動作を示す図である。
【０１２１】
まず、図１０（ａ）には、フルカラー印字時における印字スタート時の各色相（４色相）の現像剤供給部１０３Ｙ〜１０３Ｂと現像剤回収部１０４Ｙ〜１０４Ｂの動作を示している。図１０（ｂ）には、印字中（例としてマゼンタ現像剤の供給時）の各現像剤供給部１０３Ｙ〜１０３Ｂと各現像剤回収部１０４Ｙ〜１０４Ｂの動作を示しており、また、図１１（ｃ）には、同様に、印字中（例としてマゼンタ現像剤の回収時）の各現像剤供給部及び各現像剤回収部１０４Ｙ〜１０４Ｂの動作を示している。
【０１２２】
図１０（ａ）は、印字要求を装置が受けつけた直後であるため、誘電体ベルト１０２の表面クリーニングを行っている状態を示している。誘電体ベルト１０２上に前工程で残存する如何なる色相の現像剤であっても、本来は該当する色相の現像剤回収部に回収すべきであるが、誘電体ベルト１０２上に残存する現像剤の色相を管理することは困難であり、精度を上げた検知方法と各色相の現像剤回収部の動作制御は装置の制御部に多大の負荷を負わせることになる。また、他の手法としては誘電体ベルトクリーニング用クリーニング部を配置する手法もあるが装置の大型化、廃棄現像剤の発生などの問題点が多くある。
【０１２３】
従って、この実施形態においては、多少の異なった色相が混入しても、本来の色相に比較し、色相変化の少ないブラック現像剤回収部１０４Ｂを印字要求直後の誘電体ベルト１０２のクリーニング用部材として用いている。このようにすることにより、カラー画像用現像剤（イエロー、マゼンタ、シアン）の供給時には混色のない現像剤を供給することができ、混色のない美しい印字のカラー画像を得ることができる。なお、このようなブラック現像剤回収部１０４Ｂの近接により誘電体ベルト１０２をクリーニングする時間は、少なくとも誘電体ベルト１０２の周長が１回転以上する時間とする。
【０１２４】
図１０（ｂ）は、印字途中でマゼンタ現像剤の供給時を示している、このとき、現像剤を供給するマゼンタ現像供給部１０３Ｍが誘電体ベルト１０２に近接することは勿論であるが、現像領域Ｆ（図２）を通過した現像剤を回収するイエロー現像剤回収部１０４Ｙも誘電体ベルト１０２に近接している。
【０１２５】
図１１（ｃ）は、印字途中でマゼンタ現像剤の回収時を示している、このとき、現像剤を回収するマゼンタ現像回収部１０４Ｍが誘電体ベルト１０２に近接することは勿論である。なお、現像領域Ｆにはシアン現像剤が搬送されつつあり、さらに、ブラック現像剤の供給が行われている。
【０１２６】
このように、図１０及び図１１の（ａ）〜（ｃ）の動作を印字要求から行うことによって、フルカラー印字の印字効率の向上をはかることができる。
【０１２７】
次に、図１２（ａ）には、単数のモノカラー印字時における印字スタート時の各色相（４色相）の現像剤供給部１０３Ｙ〜１０３Ｂ及び現像剤回収部１０４Ｙ〜１０４Ｂの動作を示している。図１２（ｂ）には、印字中（例としてマゼンタ現像剤の供給時）の各現像剤供給部１０３Ｙ〜１０３Ｂ及び各現像剤回収部１０４Ｙ〜１０４Ｂの動作を示しており、また、図１３（ｃ）には、同様に、印字中（例としてマゼンタ現像剤の供給時）の各現像剤供給部１０３Ｙ〜１０３Ｂ及び各現像剤回収部１０４Ｙ〜１０４Ｂの動作を示している。
【０１２８】
図１２（ａ）の状態は、上記したフルカラー印字時における図１０（ａ）と同様であるので、その具体的な説明は省略する。
【０１２９】
図１２（ｂ）は、印字要求の１つの例としてマゼンタ現像剤の供給時を示している。このとき、現像剤を供給するマゼンタ現像供給部１０３Ｍが誘電体ベルト１０２に近接することは勿論であるが、全ての現像剤回収部１０４Ｙ〜１０４Ｂは誘電体ベルト１０２に対し離間した状態となっている。
【０１３０】
図１３（ｃ）は、印字終了時のマゼンタ現像剤の回収を示している。この動作において着目すべき点は、現像に寄与しなかった現像剤の回収部としてマゼンタ現像剤回収部１０４Ｍを用いず、マゼンタ現像剤供給部１０３Ｍを使用していることにある。このように、マゼンタ現像剤の回収に、マゼンタ現像回収部１０４Ｍではなく、マゼンタ現像剤供給部１０３Ｍを用いることによって、前記した連結部材１０５（図５）の駆動制御（スクリュー回転駆動制御等）を省略できる。さらに、連結部材１０５に滞留する残存現像剤を少なくすることができ、サプライ品のロスを低減することができる。
【０１３１】
なお、図１３（ｃ）の動作では、前述の現像剤供給時とは逆極性の現像剤回収用電圧が、現像剤供給部の供給ローラ１３１に印加されることは、現像剤の回収効率の向上をはかる上で当然のことである。
【０１３２】
次に、図１４（ａ）には、複数のモノカラー印字時における印字スタート時の各色相（４色相）の現像剤供給部１０３Ｙ〜１０３Ｂ及び現像剤回収部１０４Ｙ〜１０４Ｂの動作を示している。図１４（ｂ）には、第１枚目の印字中（例としてマゼンタ現像剤の供給時）の各現像剤供給部１０３Ｙ〜１０３Ｂ及び現像剤回収部１０４Ｙ〜１０４Ｂの動作を示しており、また、図１５（ｃ）には、同様に、印字中（例としてマゼンタ現像剤の供給／回収時）の各現像剤供給部１０３Ｙ〜１０３Ｂ及び現像剤回収部１０４Ｙ〜１０４Ｂの動作を示している。
【０１３３】
図１４（ａ）の状態は、上記したフルカラー印字時における図１０（ａ）と同様であるので、その具体的な説明は省略する。また、図１４（ｂ）の状態は、上記した単数モノカラー印字時における図１２（ｂ）と同様であるので、その具体的な説明は省略する。
【０１３４】
図１５（ｃ）は、複数枚印字中のマゼンタ現像剤の供給と回収を示している。この動作において着目すべき点は、現像に寄与しなかった現像剤の回収部としてマゼンタ現像剤回収部１０４Ｍを用いず、マゼンタ現像剤供給部１０３Ｍを使用していることにある。このように、マゼンタ現像剤の回収に、マゼンタ現像剤回収部１０４Ｍではなく、マゼンタ現像剤供給部１０３Ｍを用いることによって、前記した連結部材１０５（図５）の駆動制御（スクリュー回転駆動制御等）を省略できる。さらに、連結部材１０５に滞留する残存現像剤を少なくすることができ、サプライ品のロスを低減することができる。
【０１３５】
そして、図１５（ｃ）の動作においては、現像剤供給部の供給ローラ１３１に印加する電圧の極性が、前述の現像剤供給時に印加する電圧と同極性であり、未使用トナーを再利用するところに特徴がある。すなわち、前記したように現像領域で使用される現像剤の量は画像情報によって異なるが、未使用現像剤を現像剤供給部、もしくは現像剤回収部に回収するのは無駄であり、従って、進行波電界による現像剤の帯電が行われ、現像工程に充分寄与することが可能な現像剤を回収することなく、現像工程で使用された現像剤の量だけを補給するのが本発明の主旨である。
【０１３６】
このような補給を単純に行うと、飽和帯電トナーと予備帯電されただけのトナーが分離し、印字品位の低下が懸念されるが、現像剤供給部が誘電体ベルトに近接したとき（現像剤供給時）の進退距離が、前記した適切なギャップ（略３〜５ｍｍ）であれば、現像剤供給部の供給ローラ上の現像剤と誘電体ベルト上の飽和帯電現像剤が攪拌（ミックス）され、次現像工程までに均一帯電され、全ての現像剤が飽和帯電量に到達するようになる。
【０１３７】
以上説明したように、この実施形態によれば、１つの現像装置で複数色相の現像剤を供給することが可能になり、装置のコンパクト化・低コスト化を実現できる。さらに、静電潜像担持体としての感光体ドラムに対する現像ポイントが一定であるので、電位のズレによる濃度むらや、色相よってタイミングが異なることもなく、また、各色相の現像剤の混色をなくすことができる結果、良好な現像特性を実現することができる。
【０１３８】
＜他の実施形態＞
本発明の他の実施形態を図１６を参照しながら説明する。
【０１３９】
まず、前記した実施形態では、各色相ごとに、それぞれ一対の現像剤供給部と現像剤回収部とを設けているが、この図１６の実施形態においては、エンドレスの進行波電極シート１０１及び微速回転する誘電体ベルト１０２を用いる関係から、現像領域Ｆに対して最も遠方に配置するブラック現像剤供給部１０３Ｂを、ブラック現像剤の回収部として兼用している点に特徴がある。
【０１４０】
このように、ブラック現像剤供給部１０３Ｂがブラック現像剤回収部の役目を担うことによって、ブラック現像剤搬送用の連結部材、並びに、ブラック現像剤回収部とその制御を省略することができ、装置全体の制御の簡便性及び装置のコンパクト化を達成できる。
【０１４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の現像装置によれば、現像剤を搬送する１つの進行波電極部とこの進行波電極部を覆う誘電体ベルトとを有し、その誘電体ベルトの外周に、複数の現像剤の各色相に対応する複数の現像剤供給部と、カラー画像情報の可視化像を得る可視化工程で現像余りとなった現像剤を回収する複数の現像剤回収部を配置しているので、１つの進行波電極部にて発生した進行波電界によって、複数色相の現像剤を潜像像担持体と対向する現像ポイントに搬送することができる。これにより、１つの現像装置で複数色相の現像剤の供給が可能となり、画像形成装置のコンパクト化・低コスト化を実現できる。しかも、静電潜像担持体に対する現像ポイントが一定であるので、電位のズレによる濃度むらや、色相よってタイミングが異なることもなく、また、各色相の現像剤の混色をなくすことができる結果、良好な現像特性を実現することができる。
【０１４２】
本発明の画像形成装置は、上記したような特徴をもつ現像装置を備えているので、良好な画質のフルカラー画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の実施形態の構成を模式的に示す側面図である。
【図２】本発明の現像装置の実施形態の構成を模式的に示す図である。
【図３】本発明の実施形態に用いる進行波電極シートの構成を模式的に示す図である。
【図４】進行波電極シートに印加する進行波電圧波形を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に用いる現像剤供給部及び現像剤回収部の各構成を模式的に示す図である。
【図６】現像剤供給部が誘電体ベルトに近接した状態（現像剤供給時）を模式的に示す図である。
【図７】現像剤供給部が誘電体ベルトから離間した状態（ホームポジションへの復帰時）を模式的に示す図である。
【図８】現像剤回収部が誘電体ベルトに近接した状態（現像剤回収時）を模式的に示す図である。
【図９】現像剤回収部が誘電体ベルトから離間した状態（ホームポジションへの復帰時）を模式的に示す図である。
【図１０】本発明の実施形態において、印字要求が「フルカラー印字要求」であったときの現像剤供給部及び現像剤回収部の各動作を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態において、印字要求が「フルカラー印字要求」であったときの現像剤供給部及び現像剤回収部の各動作を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態において、印字要求が「モノカラー印字要求」であり、その「モノカラー印字要求」が単数であったときの現像剤供給部及び現像剤回収部の各動作を示す図である。
【図１３】本発明の実施形態において、印字要求が「モノカラー印字要求」であり、その「モノカラー印字要求」が単数であったときの現像剤供給部及び現像剤回収部の各動作を示す図である。
【図１４】本発明の実施形態において、印字要求が「モノカラー印字要求」であり、その「モノカラー印字要求」が複数であったときの現像剤供給部及び現像剤回収部の各動作を示す図である。
【図１５】本発明の実施形態において、印字要求が「モノカラー印字要求」であり、その「モノカラー印字要求」が複数であったときの現像剤供給部及び現像剤回収部の各動作を示す図である。
【図１６】本発明の他の実施形態の構成を模式的に示す図である。
【図１７】４回転フルカラー方式の画像形成装置の一例を模式的に示す側面図である。
【符号の説明】
１  給紙部
２  転写部
３  現像部
４  定着部
１１  転写ドラム
１５  感光体ドラム（静電潜像担持体）
１００  現像装置
１０１  進行波電極シート（進行波電極部）
１１１  進行波発生電極
１１２  基材
１１３  表面保護層
１１４  多相交流電源
１０２  誘電体ベルト
１０３Ｙ  イエロー現像剤供給部
１０３Ｍ  マゼンタ現像剤供給部
１０３Ｃ  シアン現像剤供給部
１０３Ｂ  ブラック現像剤供給部
１０３  現像剤供給部
１３０  供給部ケーシング
１３１  供給ローラ
１３２  ブレード
１３３  攪拌板
１３４  補給口
１３５  偏心カム
１３６  シャフト
１３７  引張ばね
１３８  電源
１０４Ｙ  イエロー現像剤回収部
１０４Ｍ  マゼンタ現像剤回収部
１０４Ｃ  シアン現像剤回収部
１０４Ｂ  ブラック現像剤回収部
１０４  現像剤回収部
１４０  回収部ケーシング
１４１  回収ローラ
１４２  ブレード
１４３ａ  攪拌ローラ
１４３ｂ  搬送ローラ
１４４  排出口
１４５  偏心カム
１４６  シャフト
１４７  引張ばね
１４８  電源
Ｆ  現像領域（可視化工程領域）
【図１】
2004271624.tif 000003
【図２】
2004271624.tif 000004
【図３】
2004271624.tif 000005
【図４】
2004271624.tif 000006
【図５】
2004271624.tif 000007
【図６】
2004271624.tif 000008
【図７】
2004271624.tif 000009
【図８】
2004271624.tif 000010
【図９】
2004271624.tif 000011
【図１０】
2004271624.tif 000012
【図１１】
2004271624.tif 000013
【図１２】
2004271624.tif 000014
【図１３】
2004271624.tif 000015
【図１４】
2004271624.tif 000016
【図１５】
2004271624.tif 000017
【図１６】
2004271624.tif 000018
【図１７】
2004271624.tif 000019