(57)【要約】【課題】装置の複雑化・大型化を招くことなく、常に良好なカラー画像が得られるようにする。【解決手段】感光体ドラム（像担持体）３ａ〜３ｄ上の一部に各色の現像剤量をそれぞれ検出するための現像剤量検出領域Ｆａ〜Ｆｄを設定するとともに、その現像剤検出領域Ｆａ〜Ｆｄ上に現像された各色現像剤量をそれぞれ検出する検出手段３０ａ〜３０ｄを設け、その検出手段３０ａ〜３０ｄにて検出された色現像剤量に基づいて、現像装置２ａ〜２ｄを制御して感光体ドラム３ａ〜３ｄに対向する現像領域に搬送する現像剤量を調整することで、使用環境条件あるいは現像剤劣化にかかわらず、各色の現像特性を常に一定に保持する。【選択図】図７
2004170796.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラー画像を形成する画像形成装置において、像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像剤を保持・供給する現像装置であって、
基材上に所定の間隔をあけて複数配列された電極を有し、それら電極に多相交流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と対向する現像領域に搬送するように構成されているとともに、前記現像領域に搬送する現像剤の量を変化させることが可能であることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１記載の現像装置において、前記電極に印加する多相交流電圧の周波数を変化させることによって、前記現像領域に搬送する現像剤量を変化させることを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１記載の現像装置において、前記電極に印加する多相交流電圧の電圧値を変化させることによって、前記現像領域に搬送する現像剤量を変化させることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１記載の現像装置において、前記電極に供給する現像剤量を変化させることによって、前記現像領域に搬送する現像剤量を変化させることを特徴とする現像装置。
【請求項５】
少なくとも１つの像担持体と、複数色の現像剤を保持・供給する複数の現像装置とを有する画像形成装置において、前記現像装置として、請求項１〜４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６】
請求項５記載の画像形成装置において、前記像担持体上の一部に各色の現像剤量をそれぞれ検出するための現像剤量検出領域が設定されているとともに、その現像剤量検出領域上に現像された各色の現像剤量をそれぞれ検出する検出手段を備え、その検出手段にて検出された現像剤量に基づいて、前記像担持体に対向する現像領域に搬送する各色の現像剤量をそれぞれ変化させ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７】
請求項６記載の画像形成装置において、前記検出手段にて検出された現像剤量があらかじめ規定された量よりも少ない場合には、前記像担持体上に形成された静電潜像を現像する工程が開始される前に、前記現像領域に搬送する現像剤量を多く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８】
請求項６記載の画像形成装置において、前記検出手段にて検出された現像剤量があらかじめ規定された量よりも多い場合には、前記像担持体上に形成された静電潜像を現像する工程が開始される前に、前記現像領域に搬送する現像剤量を少なく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９】
請求項６記載の画像形成装置において、前記検出手段にて検出された現像剤量があらかじめ規定された量に達していない場合には、現像剤が寿命に達したことを示す情報を出力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１０】
請求項６記載の画像形成装置において、前記現像剤量検出領域が像担持体上における転写材の通過領域外に設定されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項６記載の画像形成装置において、前記現像剤量検出領域が像担持体上における転写材の通過領域内に設定されており、前記像担持体への印字データの書き込み工程が開始される前に、前記現像領域への現像剤の搬送量調整を終了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１２】
請求項５記載の画像形成装置において、複数の像担持体と、複数の現像装置とを備え、転写材上で現像剤の重ね合せを行うことによりカラー画像を形成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１３】
請求項５記載の画像形成装置において、少なくとも１つの像担持体と、複数の現像装置と、１つの中間転写体とを有し、前記中間転写体上で現像剤の重ね合せを行うことによりカラー画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
請求項５記載の画像形成装置において、少なくとも１つの像担持体と、複数の現像装置と、転写材を保持すべく構成された転写材保持手段とを有し、前記転写材保持手段上に保持された転写材上で現像剤の重ね合せを行うことによりカラー画像を形成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。
【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】
従来、電子写真プロセスにおいては、現像領域への現像剤の搬送に現像ローラを使用し、常に一定の現像剤量を現像領域に供給している。ところが、現像剤の使用期間が長くなるにつれ現像剤が劣化し、濃度低下や画像かすれといった問題が発生する。特に、カラー画像においては１色の現像特性が低下しただけでも色再現性が低下して画質不良を起こしやすい。
【０００３】
このような問題を解決するために、現像バイアス電流を検出し、その検出結果に応じて現像装置におけるドクターギャップを変化させ、トナー供給量を変化させることにより、適正な現像条件を維持する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−１１９５２０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、現像装置のドクターギャップを変化させてトナー供給量を可変とする方法では、ドクターブレードを動作させる必要があるため、ドクターブレードを動作させるカムと専用のモーターが必要となり、装置が複雑化・大型化するという問題があった。
【０００６】
本発明は、そのような事情に鑑みてなされたものであり、装置の複雑化・大型化を招くことなく、比較的簡単な方法で現像領域に搬送する現像剤の量を調整することができ、常に適正な現像特性を保持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、常に良好なカラー画像形成を実現することが可能な画像形成装置の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の現像装置は、カラー画像を形成する画像形成装置において、像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像剤を保持・供給する現像装置であって、基材上に所定の間隔をあけて複数配列された電極を有し、それら電極に多相交流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と対向する現像領域に搬送するように構成されているとともに、前記現像領域に搬送する現像剤の量を変化させることが可能であることを特徴としている。
【０００８】
本発明の現像装置において、像担持体と対向する現像領域に搬送する現像剤の量を変化させる具体的な手段としては、▲１▼前記電極に印加する多相交流電圧の周波数を変化させることによって前記現像領域に搬送する現像剤量を変化させる方法、▲２▼前記電極に印加する多相交流電圧の電圧値を変化させることによって前記現像領域に搬送する現像剤量を変化させる方法、▲３▼前記電極に供給する現像剤量を変化させることによって前記現像領域に搬送する現像剤量を変化させる方法が挙げられる。
【０００９】
本発明の画像形成装置は、少なくとも１つの像担持体と、前記した特徴をもつ現像装置、すなわち像担持体と対向する現像領域に搬送する現像剤の量が可変である現像装置を備えていることによって特徴づけられる。
【００１０】
本発明の画像形成装置において、前記像担持体上の一部に各色の現像剤量をそれぞれ検出するための現像剤量検出領域を設定するとともに、その現像剤量検出領域上に現像された各色の現像剤量をそれぞれ検出する検出手段を設け、その検出手段にて検出された現像剤量に基づいて、前記現像領域に搬送する各色の現像剤量を上記した▲１▼〜▲３▼の方法にて変化させるように構成することが好ましい。
【００１１】
具体的には、前記検出手段にて検出された現像剤量が、あらかじめ規定された量よりも少ない場合には、像担持体上に形成された静電潜像を現像する工程が開始される前に、前記現像領域に搬送する現像剤量を多くし、逆に、前記検出手段にて検出された現像剤量が、あらかじめ規定された量よりも多い場合には、像担持体上に形成された静電潜像を現像する工程が開始される前に、前記現像領域に搬送する現像剤量を少なくする。
【００１２】
このような現像剤搬送量の調整を行うことにより、使用環境条件あるいは現像剤劣化にかかわらず、各色の現像特性を常に一定に保持することができる結果、常に良好なカラー画像を得ることができる。
【００１３】
また、本発明の画像形成装置において、前記検出手段にて検出された現像剤量が、あらかじめ規定された量に達していない場合には、現像剤が寿命に達したことを示す情報を液晶パネル等に出力するように構成すれば、現像剤の交換時期をユーザーに正確に知らせることができる。
【００１４】
本発明の画像形成装置において、前記現像剤量検出領域を像担持体上における転写材（記録用紙）の通過領域外に設定しておけば、転写材の有無にかかわらず任意のタイミングで現像剤量をモニタすることができるので、常に良好なカラー画像を得ることができる。
【００１５】
本発明の画像形成装置において、前記現像剤量検出領域を像担持体上における転写材（記録用紙）の通過領域内に設定し、像担持体への印字データの書き込み工程が開始される前に、上記した現像領域への現像剤の搬送量調整を終了するように構成してもよい。この場合、例えば、ウォームアップの時間などを利用して現像剤の搬送量の調整することで、装置の大きさを特別に大きくすることなく、長期にわたって良好なカラー画像を得ることができる。
【００１６】
ここで、本発明は、複数の感光体ドラムと、複数の現像装置とを有し、転写材（記録用紙）上で現像剤の重ね合せを行うことによりカラー画像を形成する、いわゆるタンデム方式の画像形成装置に適用することができる。
【００１７】
また、本発明は、１つの感光体ドラム（像担持体）と、複数の現像装置と、１つの中間転写体とから構成され、その中間転写体上で現像剤の重ね合せを行うことによりカラー画像を形成する方式の画像形成装置に適用することができる。
【００１８】
さらに、本発明は、１つの感光体ドラム（像担持体）と、複数の現像装置と、転写材（記録用紙）を保持すべく構成された転写材保持手段とからなり、その転写材保持手段上に保持された転写材上で現像剤の重ね合せを行うことによりカラー画像を形成する方式の画像形成装置に適用することができる。
【００１９】
そして、いずれの方式の画像形成装置においても、前記した特徴をもつ現像装置を備えることで、常に色再現性に優れた良好なカラー画質を容易な手段で得ることができるとともに、現像剤の長寿命化をはかることができるので、長期にわたって良好なカラー画像形成を実現することができる。
【００２０】
【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。
【００２１】
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。
【００２２】
図１に示す画像形成装置１００は、外部から伝達された画像データに応じて、記録用紙（シート）に対して多色及び単色の画像を形成する画像形成装置であって、露光ユニット１ａ〜１ｄ、現像装置２ａ〜２ｄ、感光体ドラム３ａ〜３ｄ、帯電器５ａ〜５ｄ、クリーナユニット４ａ〜４ｄ、転写搬送ベルトユニット８、定着ユニット１３、用紙搬送路Ｓ、給紙トレイ１０、及び、排紙トレイ１５，１８などによって構成されている。
【００２３】
画像形成装置１００において扱われる画像データは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像に応じたものである。従って、図１に示すように、露光ユニット１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ、現像装置２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ、感光体ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、帯電器５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ、クリーナユニット４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは、各色（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）に応じた４種類の潜像を形成するようにそれぞれ４個ずつ設けられており、各色（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）に対応する４つの画像ステーションＳＴａ，ＳＴｂ，ＳＴｃ，ＳＴｄが構成されている。なお、各符号の「ａ」がブラック、「ｂ」がシアン、「ｃ」がマゼンタ、「ｄ」がイエローにそれぞれ対応している。
【００２４】
感光体ドラム３ａ〜３ｄは、画像形成装置１００のほぼ中心部に配置されている。
【００２５】
帯電器５ａ〜５ｄは、感光体ドラム３ａ〜３ｄの表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段であり、チャージャー型の帯電器が用いられている。なお、チャージャー型のほか、接触方式のローラ型やブラシ型の帯電器を用いてもよい。
【００２６】
露光ユニット１ａ〜１ｄは、入力される画像データに応じて帯電された感光体ドラム３ａ〜３ｄを露光することにより、その各感光体ドラム３ａ〜３ｄの表面に、画像データに応じた静電潜像を形成する機能を有する。露光ユニット１ａ〜１ｄには、発光素子をアレイ状に並べた例えばＥＬやＬＥＤ書込みヘッドや、レーザ照射部及び反射ミラーを備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）が用いられている。
【００２７】
現像装置２ａ〜２ｄは、それぞれの感光体ドラム３ａ〜３ｄ上に形成された静電潜像を、各色（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）の現像剤Ｄ（トナー）により顕像化するものである。クリーナユニット４ａ〜４ｄは、現像・画像転写後における感光体ドラム３ａ〜３ｄ上の表面に残留した現像剤Ｄを除去・回収するものである。
【００２８】
転写搬送ベルトユニット８は、感光体ドラム３ａ〜３ｄの下方に配置されている。転写搬送ベルトユニット８は、転写ベルト７、転写ベルト駆動ローラ７１、転写ベルトテンションローラ７３、転写ベルト従動ローラ７２，７４、転写ローラ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ、及び、転写ベルトクリーニングユニット９を備えている。これら転写ベルト駆動ローラ７１、転写ベルトテンションローラ７３、転写ローラ６ａ〜６ｄ及び転写ベルト従動ローラ７２，７４は、転写ベルト７を張架し、転写ベルト７を矢印Ｂ方向に回転駆動させるものである。
【００２９】
転写ローラ６ａ〜６ｄは、転写ベルトユニット８のハウジングの転写ローラ取付部（図示せず）に回転可能に支持されており、感光体ドラム３ａ〜３ｄ上の現像剤像（以下、トナー像という）を、転写ベルト７上に吸着されて搬送される記録用紙に転写するための転写バイアスを与えるものである。
【００３０】
転写ベルト７は、感光体ドラム３ａ〜３ｄに接触するように設けられており、各感光体ドラム３ａ〜３ｄに形成された各色のトナー像を記録用紙に順次重ねて転写することによって、カラーのトナー像（多色トナー像）を形成する。転写ベルト７は、厚さ１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムを用いて無端状に形成されている。
【００３１】
感光体ドラム３ａ〜３ｄから記録用紙へのトナー像の転写は、転写ベルト７の裏側に接触している転写ローラ６によって行われる。転写ローラ６には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス（現像剤Ｄの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加されている。
【００３２】
転写ローラ６ａ〜６ｄは、直径８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）軸をベースとし、その表面が導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ、発泡ウレタン等）にて覆われている。この導電性の弾性材により、記録用紙に対して均一に高電圧を印加することができる。なお、本実施形態では、転写電極として転写ローラ６ａ〜６ｄを使用しているが、それ以外にブラシなどを用いてもよい。
【００３３】
また、各感光体ドラム３ａ〜３ｄとの接触により転写ベルト７に付着した現像剤Ｄは、記録用紙の裏面を汚す原因となるので、転写ベルトクリーニングユニット９によって除去・回収されるように設定されている。
【００３４】
転写ベルトクリーニングユニット９には、転写ベルト７に接触するクリーニングブレード９ａが設けられており、そのクリーニングブレード９ａが接触する部位（画像形成ステーションＳＴｃと画像形成ステーションＳＴｄとの間の下方部位）の転写ベルト７は、裏側から転写ベルト従動ローラ７４によって支持されている。
【００３５】
給紙トレイ１０は、画像形成に使用する記録用紙を蓄積しておくためのトレイであり、画像形成装置１００の画像形成部の下側に設けられている。また、画像形成装置１００の側部に設けられている排紙トレイ１５は、画像形成済みの記録用紙をフェイスアップで載置するためのトレイである。画像形成装置１００の上部に設けられている排紙トレイ１８は、印刷済みの記録用紙をフェイスダウンで載置するためのトレイである。
【００３６】
画像形成装置１００には、給紙トレイ１０の記録用紙を転写搬送ユニット８や定着ユニット１３を経由させて排紙トレイ１８に送るための略「Ｓ」の字形状の用紙搬送路Ｓが設けられている。さらに、給紙トレイ１０から排紙トレイ１５及び排紙トレイ１８までの用紙搬送路Ｓには、ピックアップローラ１１、レジストローラ１２、定着ユニット１３、搬送方向切換えガイド１４、記録用紙を搬送する搬送ローラ１７等が配されている。
【００３７】
搬送ローラ１７は、記録用紙の搬送を促進・補助する小型のローラであり、用紙搬送路Ｓに沿って複数設けられている。ピックアップローラ１１は、給紙トレイ１０から記録用紙を１枚毎に用紙搬送路Ｓに供給する呼び込みローラであり、給紙トレイ１０の端部に設けられている。
【００３８】
搬送方向切換えガイド１４は、画像形成装置１００の側面カバー１６に回転可能に設けられており、図１の実線で示す状態から破線で示す状態にすることにより、搬送路Ｓの途中から記録用紙を分離して排紙トレイ１５に記録用紙を排出できるようになっている。一方、図１の実線で示す状態の場合には、記録用紙は、定着ユニット１３と側面カバー１６と搬送方向切換えガイド１４との間に形成される搬送部Ｓ′（用紙搬送路Ｓの一部）を通り上部の排紙トレイ１８に排出される。
【００３９】
レジストローラ１２は、用紙搬送路Ｓを搬送されている記録用紙を一旦保持するものであり、感光体ドラム３ａ〜３ｄ上のトナー像を記録用紙に良好に多重転写できるように、感光体ドラム３ａ〜３ｄの回転にあわせて、記録用紙をタイミングよく搬送する機能を有している。すなわち、レジストローラ１２は、レジスト前検知スイッチ（図示せず）の出力した検知信号に基づいて、各感光体ドラム３ａ〜３ｄ上のトナー像の先端を記録用紙における画像形成範囲の先端に合わせるように、記録用紙を搬送するように設定されている。
【００４０】
定着ユニット１３は、ヒートローラ１３ａ及び加圧ローラ１３ｂ等を備えている。それらヒートローラ１３ａ及び加圧ローラ１３ｂは、記録用紙を挟んで回転するようになっている。
【００４１】
ヒートローラ１３ａは、温度検出器（図示せず）からの信号に基づいて制御部（図示せず）によって、所定の定着温度となるように設定されており、加圧ローラ１３ｂとともに記録用紙を熱圧着することにより、記録用紙に転写された多色トナー像を溶融・混合・圧接し、記録用紙に対して熱定着させる。
【００４２】
なお、多色トナー像の定着後の記録用紙は、搬送ローラ１７によって用紙搬送路Ｓの反転排紙経路に搬送され、反転された状態で（多色トナー像を下側に向けて）、排紙トレイ１８上に排出されるようになっている。
【００４３】
次に、本実施形態の現像装置２ａ〜２ｄ（以下、現像装置２という）を図２を参照しながら説明する。
【００４４】
現像装置２は、筐体２０、ミキシングパドル２１、現像剤搬送部材２２、現像剤供給部材２３、ベルト部材２４、現像剤回収部材２５、ベルト駆動部材２６、圧接力付与部材２７、ベルト張力付与部材２８などによって構成されており、現像剤搬送部材２２に多相交流電源３１及び現像バイアス直流電源３２が接続されている。
【００４５】
筐体２０は、現像剤Ｄを内部に収容しており、また、必要に応じて現像装置２を構成する部材を支持する。
【００４６】
ミキシングパドル２１は、筐体２０内に収容されている現像剤Ｄを攪拌する攪拌機である。
【００４７】
現像剤搬送部材２２は、上方へ若干傾斜する緩やかな曲面を形成しており、感光体ドラム３ａ〜３ｄ（図１）の現像領域に対向するように配置される。なお、図２では、現像剤搬送部材２２として緩やかな曲面形状のものを示しているが、現像剤搬送部材２２の形状は、これに限定されるものではなく、例えば、半円弧形状または略平面形状であっても構わない。
【００４８】
また、現像剤搬送部材２２が上記配置を保持できるように、現像剤Ｄを搬送する表面の反対側である裏面に、現像剤搬送部材２２を支持する支持部材２９が設けられている。この支持部材２９は筐体２０に固定されている。支持部材２９の材料は、特に限定されるものではなく、例えば、ＡＢＳ（Ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ−Ｂｕｔａｄｉｅｎｅ−Ｓｔｙｒｅｎｅ：アクリロニトリルブタジエンスチレン）樹脂等を挙げることができる。
【００４９】
ベルト部材２４は、現像剤搬送部材２２の現像剤Ｄを搬送する側の表面を覆うように配置されている。
【００５０】
ベルト駆動部材２６は、ローラ状であり、ベルト部材２４の内周面に接触するように配置されている。ベルト駆動部材２６は、図示しない駆動機構によって所定の周速度をもって回転する。ベルト部材２４を駆動する速度は、現像剤Ｄの搬送速度に対して、ほぼ静止していると見做すことができるレベルに制御されるのが好ましく、例えば、現像剤Ｄの搬送速度に対して１／１０〜１／１００程度に設定される。
【００５１】
現像剤Ｄの搬送速度は、例えば、赤外線センサを２つ設け、各々で現像剤Ｄが到達した時間を検知する方法、あるいは高速ビデオカメラを用いて測定する方法を採用すればよい（例えばＩＳ＆Ｔｓ  ＮＩＰ  １５：１９９９  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｐｒｉｎｔｉｎｇ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  ｐ．２６２−２６５  参照）。
【００５２】
ベルト部材２４は、現像剤搬送部材２２の帯電を防止し、また、現像剤搬送部材２２への現像剤Ｄの固着を防止する。ベルト部材２４の材料としては、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）  等の有機絶縁材料や、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できる。また、ベルト部材２４の厚みは、現像剤搬送部材２２の後述する電極間ピッチλ（図３）にもよるが、５μｍ〜２００μｍ、好ましくは１０μｍ〜１００μｍがよい。
【００５３】
ベルト駆動部材２６としては、ＳＵＳ（ステンレス）または鉄等の金属ローラ部材や、これらを芯金にしてその表面にゴム、フィルム、スポンジ等の部材を被覆したものを用いることができる。
【００５４】
ベルト張力付与部材２８は、現像剤搬送部材２２の裏面側に設けられ、ベルト部材２４の内周面に接触しており、ベルト部材２４が回転するときのみ適切な圧接力を付与する。ベルト張力付与部材２８についても、ベルト駆動部材２６と同様に、ＳＵＳまたは鉄などの金属ローラ部材や、これを芯金にしてその表面にゴム、フィルムやスポンジ等の部材を被覆したものを挙げることができる。また、ベルト張力付与部材２８の形状は、ローラ状だけでなく、板状あるいは角状であってもよい。
【００５５】
ベルト張力付与部材２８には、ベルト駆動部材２６に対して加圧当接させるための加圧手段（図示せず）が設けられていてもよい。その加圧手段としては、例えば板ばねやコイルばね等、押付け力を付与できるものを挙げることができる。
【００５６】
さらに、ベルト張力付与部材２８の回転機構としては、ベルト部材２４との接触による従動回転機構、ギヤまたはプーリーとベルトにてベルト駆動部材２６の駆動源に連結する連結駆動機構などを挙げることができる。また、ベルト張力付与部材２８には別の駆動源を設けてもよい。
【００５７】
現像剤搬送部材２２の上流側（現像剤Ｄの搬送方向Ｃの上流側）の端部付近には、ベルト部材２４の表面上を搬送される現像剤Ｄを供給する現像剤供給部材２３が設けられている。一方、現像剤搬送部材２２の下流側（現像剤Ｄの搬送方向Ｃの下流側）の端部付近には、ベルト部材２４の表面の現像剤Ｄを筐体２０内部に回収するための現像剤回収部材２５が設けられている。
【００５８】
なお、図２に示す実施形態では、現像剤供給部材２３及び現像剤回収部材２５が、いずれも、ベルト部材２４の表面に回転可能に接触している形態としているが、これに限定されるものではなく、非接触の形態や、回転しない形態であってもよい。
【００５９】
現像剤供給部材２３は、筐体２０内に収容されている現像剤Ｄを現像剤搬送部材２２に供給するための供給ローラである。現像剤供給部材２３の材質としては特に限定されるものではないが、例えば、シリコン、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）等のソリッドゴム、発泡ゴムなどを挙げることができる。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（電圧印加も可能）して、現像剤供給部材２３と現像剤搬送部材２２との接触圧力、及び、現像剤供給部材２３に印加する電圧値を適切な値に設定し、現像剤供給部材２３に現像剤Ｄを帯電させる機能を付加するようにしてもよい。
【００６０】
また、図２に示すように、現像剤供給部材２３の前段に、例えば薄板状のブレード部材３０（材料としては、現像剤供給部材２３と同じものが使用可能）を設け、現像剤Ｄを帯電させるようにしてもよい。
【００６１】
現像剤回収部材２５は、感光体ドラム３ａ〜３ｄ（図１）上の静電潜像の現像に寄与しなかった現像剤Ｄを回収して、筐体２０内に戻すためのものであり、その材質は、特に限定されないが、例えば、現像剤供給部材２３と同様のものを使用することができる。
【００６２】
現像剤搬送部材２２は、電界カーテン作用によりベルト部材２４上の現像剤Ｄを搬送するものであり、図３に示すように、絶縁層からなる基材２２ｂ上に、電界カーテン作用を発生させる進行波発生電極２２ａ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。進行波発生電極２２ａは、感光体ドラム３ａ〜３ｄの幅に略等しい長さであり、略等間隔に並べられている。この現像剤搬送部材２２の表面側は表面保護層２２ｃによって覆われている。
【００６３】
これらの進行波発生電極２２ａに多相交流電源３１から多相の交流電圧が印加されることにより、現像剤搬送部材２２の表面に平行となる方向（図２のＣ方向）に電界カーテンが発生し、この電界カーテンの作用によって、現像剤Ｄを各感光体ドラム３ａ〜３ｄの現像領域まで搬送するようになっている。
【００６４】
現像剤搬送部材２２の具体例を挙げると、例えば、基材２２ｂ：ポリイミド（厚さ２５μｍ）、進行波発生電極２２ａ：銅（厚さ１８μｍ）、表面保護層２２ｃ：ポリイミド（厚さ２５μｍ）といった構成を挙げることができる。
【００６５】
進行波発生電極２２ａは、約５０ｄｐｉ（ｄｏｔ  ｐｅｒ  ｉｎｃｈ）〜３００ｄｐｉ、すなわち約５００μｍ〜８５μｍのピッチの間隔を保って互いに平行に配置されており、幅４０μｍ〜２５０μｍ程度の微小電極となっている。
【００６６】
なお、この実施形態では、４本の進行波発生電極２２ａを１組とし、これら各組の進行波発生電極２２ａに対して、例えば、図４（ａ）〜（ｄ）に示すような電圧波形の電圧つまり等角度ずつ位相が異なる４相の交流電圧を印加し、進行波発生電極２２ａ上に進行波電界を形成しているが、これに限定されるものではなく、例えば３本の進行波発生電極を１組として３相の交流電圧を印加するようにしてもよい。
【００６７】
上記電圧波形は電圧波形は正弦波や台形波などでもよく、電圧値の範囲としては１００Ｖ〜３ｋＶ程度が好ましい。また、周波数の範囲としては、１００Ｈｚ〜５ｋＨｚが好ましい。ただし、これらの電圧値及び周波数については、進行波発生電極２２ａの形状、現像剤Ｄの搬送速度、現像剤Ｄの使用材料などによって適正値を設定すればよく、特に限定されるものではない。
【００６８】
そして、本発明の実施形態の特徴部分は、以上の現像装置２において、像担持体と対向する現像領域に搬送する現像剤Ｄの搬送量を変化させる点にある。その具体的な実施形態を以下に説明する。
【００６９】
＜実施形態１＞
この実施形態では、図５に示すように、進行波発生電極２２ａに印加する多相の交流電圧の周波数を変化させ、現像領域に搬送する現像剤Ｄの量を変化させるところに特徴がある。
【００７０】
具体的には、印加交流電圧の周波数のセンター値を３ｋＨｚとし、現像剤Ｄの搬送量を多くする場合には印加交流電圧の周波数を４ｋＨｚに設定し、現像剤Ｄの搬送量を少なくする場合には印加交流電圧の周波数を２ｋＨｚに設定する。なお、現像剤Ｄの搬送を停止する場合、印加交流電圧の周波数を０Ｈｚとすればよい。
【００７１】
＜実施形態２＞
この実施形態では、図６に示すように、進行波発生電極２２ａに印加する多相の交流電圧の電圧値を変化させ、現像領域に搬送する現像剤Ｄの量を変化させるところに特徴がある。
【００７２】
具体的には、印加交流電圧の電圧値のセンター値を１．５ｋＶとし、現像剤Ｄの搬送量を多くする場合には印加交流電圧の電圧値を２ｋＶに設定し、現像剤Ｄの搬送量を少なくする場合には印加交流電圧の電圧値を１ｋＶに設定する。なお、現像剤Ｄの搬送を停止する場合、印加交流電圧の電圧値を０Ｖとすればよい。
【００７３】
＜実施形態３＞
この実施形態では、前記した現像装置２のベルト部材２４の表面上に現像剤Ｄを供給する、現像剤供給部材２３の現像剤供給量を変化させることで、現像領域に搬送する現像剤量を変化させるところに特徴がある。
【００７４】
具体的には、現像剤供給部材２３（供給ローラ）の回転数を可変とし、現像剤Ｄの搬送量を多くする場合には現像剤供給部材２３の回転数を速くし、現像剤Ｄの搬送量を少なくする場合には現像剤供給部材２３の回転数を遅くする。なお、現像剤Ｄの搬送を停止する場合、現像剤供給部材２３の回転を停止して現像剤搬送部材２２への現像剤Ｄの供給を停止すればよい。
【００７５】
＜他の実施形態＞
図７は本発明の画像形成装置の他の実施形態の構成を模式的に示す側面図である。図８はその実施形態の印字動作の流れを表すフローチャートである。
【００７６】
この実施形態では、図７に示すように、各感光体ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ上の記録用紙（転写材）が通過する領域外に、各感光体ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄに現像される現像剤量を検出するための現像剤量検出領域Ｆａ，Ｆｂ，Ｆｃ，Ｆｄを設定している点、及び、その各現像剤量検出領域Ｆａ，Ｆｂ，Ｆｃ，Ｆｄに対向する位置に、各感光体ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ上に現像された現像剤量をそれぞれ検出する現像剤量検出手段３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄを設けている点に特徴がある。なお、その他の構成は、図１に示した実施形態と基本的に同じである。なお、現像剤量検出手段としては、公知の検出手段、例えば特開平５−２３２７６９号公報に開示されている検出手段（光センサ）などが挙げられる。
【００７７】
この実施形態では、印字動作開始後、記録用紙が搬送される前に、現像剤量検出領域Ｆａ〜Ｆｄに現像剤Ｄを現像し、現像剤量検出手段３０ａ〜３０ｄにて感光体ドラム３ａ〜３ｄ上の現像剤量を検出する。その現像剤量の検出結果に基づいて、感光体ドラム３ａ〜３ｄと対向する現像領域に搬送する各色の現像剤量をそれぞれ変化させる。
【００７８】
具体的には、図８に示すように、現像剤量検出手段３０ａ〜３０ｄによる現像剤量の検出結果を、あらかじめ規定した規定量と比較して現像剤量が適量であるか否かを判別し（ステップＮ１）、現像剤量の検出結果が規定量よりも少ない場合は現像領域に搬送する現像剤量を多くする（ステップＮ２）。逆に、現像剤量の検出結果が規定量よりも多い場合には現像領域に搬送する現像剤量を少なくする（ステップＮ３）。そして、現像剤量が適量であるときに現像領域に現像剤を搬送する（ステップＮ４）。
【００７９】
このようにして、現像領域への現像剤Ｄの搬送量を制御（調整）することにより、使用環境条件あるいは現像剤劣化にかかわらず、各色の現像特性を常に一定に保持することができ、常に良好なカラー画質を確保することができる。
【００８０】
また、この実施形態において、各現像剤量検出領域Ｆａ〜Ｆｄに現像される現像剤量が、複数回の調整を行った後においても規定量に達しない場合には、現像剤が寿命に達したことを示す情報を液晶パネル等の出力装置に表示するようにしてもよい。
【００８１】
なお、図７の実施形態では、各感光体ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ上における記録用紙（転写材）の通過領域外に、現像剤量検出領域Ｆａ〜Ｆｄを設定しているが、これに替えて、現像剤量検出領域Ｆａ〜Ｆｄを、感光体ドラム３ａ〜３ｄ上における記録用紙の通過領域内の任意の場所に設定してもよい。この場合、例えば、ウォームアップの時間など、感光体ドラム３ａ〜３ｄへの印字データの書き込み工程が始まる前に、前記した現像剤Ｄの搬送量の調整を完了させることで、装置の大きさを特別に大きくすることなく、感光体ドラム３ａ〜３ｄ上の現像剤量を検出することができる。
【００８２】
ここで、以上の各実施形態では、複数の感光体ドラムと複数の現像装置とを有し、記録用紙（転写材）上で現像剤Ｄの重ね合せを行うことによりカラー画像を形成する、いわゆるタンデム方式の画像形成装置に、本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限られることなく、１つの感光体ドラム（像担持体）と、複数の現像装置と、１つの中間転写体とから構成され、その中間転写体上で現像剤の重ね合せを行うことによりカラー画像を形成する方式の画像形成装置にも適用できる。また、１つの感光体ドラム（像担持体）と、複数の現像装置と、記録用紙（転写材）を保持すべく構成された転写材保持手段とからなり、その転写材保持手段上に保持された記録用紙（転写材）上で現像剤の重ね合せを行うことによりカラー画像を形成する方式の画像形成装置にも本発明は適用できる。
【００８３】
【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、現像剤搬送部材の進行波発生電極に印加する多相交流電圧の周波数や電圧値などを変化させることにより、像担持体と対向する現像領域に搬送する現像剤の量を変化させることができるので、現像剤の搬送量を現像に適正な量に制御することが可能となり、常に適正な現像特性を保持することができる。また、特別な機構を設けることなく、比較的簡単な方法で現像領域に搬送する現像剤の量を制御することができるので、装置の複雑化・大型化を招くことなく、上記した効果を達成することができる。
【００８４】
本発明の画像形成装置によれば、前記した特徴をもつ現像装置、すなわち像担持体と対向する現像領域に搬送する現像剤の量が可変である現像装置を備えているので、使用環境条件あるいは現像剤劣化にかかわらず、各色の現像特性を常に一定に保持することが可能となり、常に良好な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断面図である。
【図３】現像剤搬送部材の構成を模式的に示す図である。
【図４】進行波発生電極に印加する４相の交流電圧の波形を示す波形図である。
【図５】本発明の実施形態において進行波発生電極に印加する交流電圧の波形を示す波形図である。
【図６】本発明の実施形態において進行波発生電極に印加する交流電圧の波形を示す波形図である。
【図７】本発明の画像形成装置の他の実施形態の構成を模式的に示す側面図である。
【図８】図７の実施形態の印字動作の流れを表すフローチャートである。
【符号の説明】
１００  画像形成装置
２（２ａ〜２ｄ）  現像装置
３ａ〜３ｄ  感光体ドラム（像担持体）
ＳＴａ〜ＳＴｄ  画像形成ステーション
２０  筐体
２１  ミキシングパドル
２２  現像剤搬送部材
２２ａ  進行波発生電極
２２ｂ  基材
２２ｃ  表面保護層
２３  現像剤供給部材
２４  ベルト部材
２５  現像剤回収部材
２６  ベルト駆動部材
２７  圧接力付与部材
２８  ベルト張力付与部材
２９  支持部材
３０ａ〜３０ｄ  現像剤量検出手段
３１  多相交流電源
３２  現像バイアス直流電源
Ｄ  現像剤
Ｆａ〜Ｆｄ  現像剤量検出領域
【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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