(57)【要約】【課題】  ＥＨ現象によってトナーを搬送するトナー静電搬送基板に対し、十分量のトナーを供給しつつ、そのトナーの帯電不良を抑えることができる画像形成装置を提供する。【解決手段】  トナーと摩擦促進物質との混合物を収容する第１収容室１４２、第２収容室１４３と、これらの内部の混合物を攪拌する第１搬送スクリュウ１４４、第２搬送スクリュウ１４５と、第１収容室１４２に設けられたメッシュ１４６とを有し、第１収容室１４２内の混合物中のトナーをメッシュ１４６によってふるいにかけて図示しない第１トナー静電搬送基板に供給するトナー供給部１４０を、現像装置に設けた。また、第１搬送スクリュウ１４４とメッシュ１４６との間、及び、メッシュ１４６と第１トナー静電搬送基板との間、に電位差を生じせしめる電位差発生手段を設けた。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面上のトナーを静電気力によって移動させて搬送するトナー静電搬送手段を備えるトナー搬送装置において、
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と、該混合物収容部内の混合物を攪拌する攪拌手段と、該混合物収容部あるいはこれに連通する連通部に設けられたメッシュとを有し、該混合物収容部あるいは該連通部内の該混合物中のトナーを該メッシュによってふるいにかけて上記トナー静電搬送手段に供給するトナー供給手段を設けるとともに、該混合物収容部あるいは該連通部内の該混合物を介して該メッシュに対向する対向電極と、これと該メッシュとの間に電位差を生じせしめる電位差発生手段とを設けたことを特徴とするトナー搬送装置。
【請求項２】
表面上のトナーを静電気力によって移動させて搬送するトナー静電搬送手段を備えるトナー搬送装置において、
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と、該混合物収容部内の混合物を攪拌する攪拌手段と、該混合物収容部あるいはこれに連通する連通部に設けられたメッシュとを有し、該混合物収容部あるいは該連通部内の該混合物中のトナーを該メッシュによってふるいにかけて上記トナー静電搬送手段に供給するトナー供給手段を設けるとともに、該メッシュと該トナー静電搬送手段との間に電位差を生じせしめる電位差発生手段を設けたことを特徴とするトナー搬送装置。
【請求項３】
表面上のトナーを静電気力によって移動させて搬送するトナー静電搬送手段を備えるトナー搬送装置において、
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と、該混合物収容部内の混合物を攪拌する攪拌手段と、該混合物収容部あるいはこれに連通する連通部に設けられたメッシュとを有し、該混合物収容部あるいは該連通部内の該混合物中のトナーを該メッシュによってふるいにかけて上記トナー静電搬送手段に供給するトナー供給手段を設けるとともに、該混合物収容部あるいは該連通部内の該混合物を介して該メッシュに対向する対向電極を設け、更に、該対向電極と該メッシュとの間、及び、該メッシュと該トナー静電搬送手段との間に電位差を生じせしめる電位差発生手段を設けたことを特徴とするトナー搬送装置。
【請求項４】
請求項１又は３のトナー搬送装置において、
上記対向電極と上記メッシュとの間に交流直流重畳電圧の印加による電位差を発生させるように、上記電位差発生手段を構成したことを特徴とするトナー搬送装置。
【請求項５】
請求項１、３又は４のトナー搬送装置において、
上記攪拌手段を対向電極として兼用したことを特徴とするトナー搬送装置。
【請求項６】
請求項５のトナー搬送装置において、
上記攪拌手段として、回転軸とこれの周面に螺旋状に突設せしめられた螺旋突起とを有し、上記混合物を相対的に回転軸線方向に搬送しながら攪拌するものを用いたことを特徴とするトナー搬送装置。
【請求項７】
請求項５トナー搬送装置において、
上記攪拌手段として、回転軸を中心に回転する導電性ブラシ状電極を用いたことを特徴とするトナー搬送装置。
【請求項８】
請求項４乃至７の何れかのトナー搬送装置において、
上記対向電極として、表面を絶縁材料からなる絶縁層で被覆したものを用いたことを特徴とするトナー搬送装置。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れかのトナー搬送装置において、
上記メッシュとして、導電性材料からなる基体の表面に絶縁性材料からなる絶縁層を被覆したものを用いたことを特徴とするトナー搬送装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れかのトナー搬送装置において、
上記トナー静電搬送手段として、少なくともトナーを付着させる表面に絶縁性材料からなる絶縁層を被覆したものを用いたことを特徴とするトナー搬送装置。
【請求項１１】
請求項２又は３のトナー搬送装置において、
上記メッシュの孔を通過したトナーを上記トナー静電搬送手段に供給するため供給用電位と、供給後のトナーを該トナー静電搬送手段上で静電移動させて搬送するための搬送用電位とで、上記メッシュの電位を切り替える電位切り替え手段を設けたことを特徴とするトナー搬送装置。
【請求項１２】
請求項１１のトナー搬送装置において、
上記メッシュの電位について、上記供給用電位にしている時間を上記搬送用電位にしている時間よりも短くするように、上記電位切り替え手段を構成したことを特徴とするトナー搬送装置。
【請求項１３】
請求項２、３、１１又は１２のトナー搬送装置において、
上記トナー静電搬送手段として、トナーを複数の搬送電極間の電位差によって上記搬送先に向けて搬送するものを用いるとともに、上記メッシュと該トナー静電搬送手段との電位差によって両者間に形成される電界の強度を、該搬送電極間に形成される電界の最大強度の１／２以下にする値の該電位差を生じせしめるように、上記電位差発生手段を構成したことを特徴とするトナー搬送装置。
【請求項１４】
トナー搬送装置に設けられたトナー静電搬送手段の表面上に存在するトナーを静電気力によって移動させながら潜像担持体との対向位置に搬送して、該潜像担持体に担持される潜像を現像する現像装置において、
上記トナー搬送装置として、請求項１乃至１３の何れかのトナー搬送装置を用いたことを特徴とする現像装置。
【請求項１５】
少なくとも、画像形成装置内で潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段とを、１つのユニットとして共通の支持体に支持させたプロセスユニットにおいて、
上記現像手段として、請求項１４の現像装置を用いたことを特徴とするプロセスユニット。
【請求項１６】
潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段とを備える画像形成装置において、
上記現像手段として、請求項１４の現像装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１７】
トナー静電搬送手段の表面上のトナーを静電気力によって移動させて搬送するトナー搬送方法において、
混合物収容部あるいはこれに連通する連通部内に収容されているトナーと摩擦促進物質との混合物からトナーをメッシュによってふるいにかけて上記トナー静電搬送手段に供給するトナー供給工程を実施し、
且つ、該トナー供給工程にて、
該混合物収容部内で混合物を攪拌する工程と、
該混合物収容部あるいは該連通部に設けられたメッシュと、該混合物収容部あるいは該連通部内の該混合物を介して該メッシュに対向する対向電極との間に電位差を生じせしめる工程とを実施することを特徴とするトナー搬送方法。
【請求項１８】
トナー静電搬送手段の表面上のトナーを静電気力によって移動させて搬送するトナー搬送方法において、
混合物収容部あるいはこれに連通する連通部内に収容されているトナーと摩擦促進物質との混合物からトナーをメッシュによってふるいにかけて上記トナー静電搬送手段に供給するトナー供給工程を実施し、
且つ、該トナー供給工程にて、
該混合物収容部内で混合物を攪拌する工程と、
該混合物収容部あるいは該連通部に設けられたメッシュと、該トナー静電搬送手段との間に電位差を生じせしめる工程とを実施することを特徴とするトナー搬送方法。
【請求項１９】
トナー静電搬送手段の表面上のトナーを静電気力によって移動させて搬送するトナー搬送方法において、
混合物収容部あるいはこれに連通する連通部内に収容されているトナーと摩擦促進物質との混合物からトナーをメッシュによってふるいにかけて上記トナー静電搬送手段に供給するトナー供給工程を実施し、
且つ、該トナー供給工程にて、
該混合物収容部内で混合物を攪拌する工程と、
該混合物収容部あるいは該連通部に設けられたメッシュと、該混合物収容部あるいは該連通部内の該混合物を介して該メッシュに対向する対向電極との間に電位差を生じせしめる工程と、
該メッシュと該トナー静電搬送手段との間に電位差を生じせしめる工程とを実施することを特徴とするトナー搬送方法。
【請求項２０】
潜像担持体に潜像を形成する潜像形成工程と、トナー静電搬送手段の表面上でトナーを静電気力によって移動させて該潜像担持体との対向位置に搬送して該潜像をトナー像に現像する現像工程とを実施して画像を形成する画像形成方法において、
トナーと摩擦促進物質との混合物からトナーを分離して上記トナー静電搬送手段に供給する供給工程を実施し、且つ、少なくとも、混合物収容部内で該混合物を収容する工程と、該混合物収容部内の混合物を攪拌する工程と、該混合物収容部あるいはこれに連通する連通部に設けられたメッシュと該混合物収容部あるいは該連通部内の該混合物を介して該メッシュに対向する対向電極との間、及び該メッシュと上記トナー静電搬送手段との間に電位差を生じせしめる工程とを、該供給工程で実施して、該混合物中のトナーを該メッシュでふるいにかけて該トナー静電搬送手段に供給することを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナー静電搬送手段の表面上のトナーを静電気力によってその表面に対して相対移動させて搬送するトナー搬送方法やトナー搬送装置に関するものである。また、かかるトナー搬送方法を用いる現像装置、プロセスユニット、画像形成装置及び画像形成方法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や特許文献２に記載のものが知られている。これらの画像形成装置では、表面移動する現像ローラ等の現像剤担持体に担持したトナーを、感光体等の潜像担持体との対向位置である現像位置に搬送して、潜像担持体上の静電潜像を現像する。かかる構成では、トナーが表面移動する現像剤担持体と潜像担持体との間で擦れ、何れか一方の表面に固着して、画像に悪影響を及ぼすことがあった。また、現像位置において、トナーを現像剤担持体の表面と潜像担持体上の静電潜像との電位差によって静電移動させるのであるが、この電位差を相当に大きくしなければならなかった。静電移動の開始に先立って、ファンデルワールス力や鏡像力等によるトナーと現像剤担持体との付着力に打ち勝つだけの力をトナーに付与して付着状態を解く必要があり、そのために大きな静電気力を必要とするからである。
【０００３】
一方、表面移動する現像剤担持体を用いずにトナー像を現像する画像形成装置としては、特許文献３に記載のものが知られている。こ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、トナーを現像位置まで搬送する。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、粉体自身が動的に変動する現象をいう。ＥＨ現象が生起せしめられたトナーは、静電搬送基板面上で移相電界によって進行方向の成分を持って飛び跳ねて、基板面方向の移動（搬送）と、基板面に垂直な方向の移動（ホッピング）とを行う。トナー静電搬送基板上でトナーをホッピングさせながら現像位置に搬送することで、表面移動する現像剤担持体を用いた構成では実現が望めなかったほどの低電位現像を実現することができる。例えば、周囲の非画像部との電位差が僅か数十［Ｖ］である静電潜像にトナーを選択的に付着させることも可能である。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１９７７８１号公報
【特許文献２】特開平９−３２９９４７号公報
【特許文献３】特開２００２−３４１６５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、この画像形成装置の現像装置は、十分に帯電したトナーをトナー静電搬送基板に供給することができずに、トナーの帯電不良による悪影響を引き起こすおそれがあった。具体的には、トナーを、トナーホッパ部内のアジテータの回転によって摩擦したり、トナーホッパ部から帯電ローラ表面に汲み上げて規制ブレードで摩擦したりして、帯電させているのであるが、この程度の摩擦では不十分な場合もあり得る。
【０００６】
そこで、本発明者らは、トナーをガラスビーズ等の摩擦促進粒子からなる摩擦促進物質に混合せしめて混合物の状態で攪拌することで、十分に摩擦帯電せしめてからトナー静電搬送基板に供給する新規なトナー供給装置を開発中である。このトナー供給装置は、上記混合物を収容する混合物収容部と、これの内部に配設された回転するスクリュウ部材等の攪拌搬送部材と、これによる混合物搬送路の底面の一部に設けられたメッシュとを有している。また、上記混合物収容部内に新たなトナーを補給するトナー補給装置も有している。混合物収容部内の混合物は、攪拌搬送部材によって攪拌されながら搬送される過程で、内部のトナーの摩擦帯電が促される。そして、上記メッシュの上側を通過する際に、メッシュの孔を通ってトナー静電搬送基板に向けて排出される。かかる構成では、トナーを摩擦促進物質によってより確実に摩擦帯電せしめてから、トナー静電搬送基板に供給することができる。
【０００７】
しかしながら、この現像装置においては、次のような新たな問題が生じてしまった。即ち、メッシュによって十分量のトナーをふるいにかけることができずに、トナー静電搬送基板に対するトナー供給量を不足させてしまったのである。
【０００８】
そこで、本発明者らは、十分量のトナーをふるいにかけることができなくなる原因について鋭意研究を行った結果、次のようなことがわかってきた。即ち、上記混合物収容部内において、十分に摩擦帯電せしめたトナーを摩擦促進物質の主成分である摩擦促進粒子の表面に強く静電吸着させる結果、その表面から離脱させることが困難になっていたのである。また、メッシュの孔のエッジによって摩擦促進粒子の表面からせっかくトナーを掻き取ったとしても、孔周囲に滞留させて摩擦促進粒子の表面に再吸着させることがある。このことが、メッシュによるトナーのふるいかけを一層困難にしていた。
【０００９】
本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、次のようなトナー搬送方法及びトナー搬送装置、並びにこれらを用いる現像装置、プロセスユニット、画像形成装置及び画像形成方法を提供することである。即ち、ＥＨ現象によってトナーを搬送するトナー静電搬送基板等のトナー静電搬送手段に対し、十分量のトナーを供給しつつ、そのトナーの帯電不良を抑えることができるトナー搬送装置等である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、表面上のトナーを静電気力によって移動させて搬送するトナー静電搬送手段を備えるトナー搬送装置において、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と、該混合物収容部内の混合物を攪拌する攪拌手段と、該混合物収容部あるいはこれに連通する連通部に設けられたメッシュとを有し、該混合物収容部あるいは該連通部内の該混合物中のトナーを該メッシュによってふるいにかけて上記トナー静電搬送手段に供給するトナー供給手段を設けるとともに、該混合物収容部あるいは該連通部内の該混合物を介して該メッシュに対向する対向電極と、これと該メッシュとの間に電位差を生じせしめる電位差発生手段とを設けたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、表面上のトナーを静電気力によって移動させて搬送するトナー静電搬送手段を備えるトナー搬送装置において、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と、該混合物収容部内の混合物を攪拌する攪拌手段と、該混合物収容部あるいはこれに連通する連通部に設けられたメッシュとを有し、該混合物収容部あるいは該連通部内の該混合物中のトナーを該メッシュによってふるいにかけて上記トナー静電搬送手段に供給するトナー供給手段を設けるとともに、該メッシュと該トナー静電搬送手段との間に電位差を生じせしめる電位差発生手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、表面上のトナーを静電気力によって移動させて搬送するトナー静電搬送手段を備えるトナー搬送装置において、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と、該混合物収容部内の混合物を攪拌する攪拌手段と、該混合物収容部あるいはこれに連通する連通部に設けられたメッシュとを有し、該混合物収容部あるいは該連通部内の該混合物中のトナーを該メッシュによってふるいにかけて上記トナー静電搬送手段に供給するトナー供給手段を設けるとともに、該混合物収容部あるいは該連通部内の該混合物を介して該メッシュに対向する対向電極を設け、更に、該対向電極と該メッシュとの間、及び、該メッシュと該トナー静電搬送手段との間に電位差を生じせしめる電位差発生手段を設け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又は３のトナー搬送装置において、上記対向電極と上記メッシュとの間に交流直流重畳電圧の印加による電位差を発生させるように、上記電位差発生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５の発明は、請求項１、３又は４のトナー搬送装置において、上記攪拌手段を対向電極として兼用したことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項５のトナー搬送装置において、上記攪拌手段として、回転軸とこれの周面に螺旋状に突設せしめられた螺旋突起とを有し、上記混合物を相対的に回転軸線方向に搬送しながら攪拌する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、請求項５トナー搬送装置において、上記攪拌手段として、回転軸を中心に回転する導電性ブラシ状電極を用い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４乃至７の何れかのトナー搬送装置において、上記対向電極として、表面を絶縁材料からなる絶縁層で被覆し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９の発明は、請求項１乃至８の何れかのトナー搬送装置において、上記メッシュとして、導電性材料からなる基体の表面に絶縁性材料からなる絶縁層を被覆し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１０の発明は、請求項１乃至９の何れかのトナー搬送装置において、上記トナー静電搬送手段として、少なくともトナーを付着させる表面に絶縁性材料からなる絶縁層を被覆し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１１の発明は、請求項２又は３のトナー搬送装置において、上記メッシュの孔を通過したトナーを上記トナー静電搬送手段に供給するため供給用電位と、供給後のトナーを該トナー静電搬送手段上で静電移動させて搬送するための搬送用電位とで、上記メッシュの電位を切り替える電位切り替え手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、請求項１１のトナー搬送装置において、上記メッシュの電位について、上記供給用電位にしている時間を上記搬送用電位にしている時間よりも短くするように、上記電位切り替え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１３の発明は、請求項２、３、１１又は１２のトナー搬送装置において、上記トナー静電搬送手段として、トナーを複数の搬送電極間の電位差によって上記搬送先に向けて搬送するものを用いるとともに、上記メッシュと該トナー静電搬送手段との電位差によって両者間に形成される電界の強度を、該搬送電極間に形成される電界の最大強度の１／２以下にする値の該電位差を生じせしめるように、上記電位差発生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１４の発明は、トナー搬送装置に設けられたトナー静電搬送手段の表面上に存在するトナーを静電気力によって移動させながら潜像担持体との対向位置に搬送して、該潜像担持体に担持される潜像を現像する現像装置において、上記トナー搬送装置として、請求項１乃至１３の何れかのトナー搬送装置を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項１５の発明は、少なくとも、画像形成装置内で潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段とを、１つのユニットとして共通の支持体に支持させたプロセスユニットにおいて、上記現像手段として、請求項１４の現像装置を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項１６の発明は、潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段とを備える画像形成装置において、上記現像手段として、請求項１４の現像装置を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項１７の発明は、トナー静電搬送手段の表面上のトナーを静電気力によって移動させて搬送するトナー搬送方法において、混合物収容部あるいはこれに連通する連通部内に収容されているトナーと摩擦促進物質との混合物からトナーをメッシュによってふるいにかけて上記トナー静電搬送手段に供給するトナー供給工程を実施し、且つ、該トナー供給工程にて、該混合物収容部内で混合物を攪拌する工程と、該混合物収容部あるいは該連通部に設けられたメッシュと、該混合物収容部あるいは該連通部内の該混合物を介して該メッシュに対向する対向電極との間に電位差を生じせしめる工程とを実施することを特徴とするものである。
また、請求項１８の発明は、トナー静電搬送手段の表面上のトナーを静電気力によって移動させて搬送するトナー搬送方法において、混合物収容部あるいはこれに連通する連通部内に収容されているトナーと摩擦促進物質との混合物からトナーをメッシュによってふるいにかけて上記トナー静電搬送手段に供給するトナー供給工程を実施し、且つ、該トナー供給工程にて、該混合物収容部内で混合物を攪拌する工程と、該混合物収容部あるいは該連通部に設けられたメッシュと、該トナー静電搬送手段との間に電位差を生じせしめる工程とを実施することを特徴とするものである。
また、請求項１９の発明は、トナー静電搬送手段の表面上のトナーを静電気力によって移動させて搬送するトナー搬送方法において、混合物収容部あるいはこれに連通する連通部内に収容されているトナーと摩擦促進物質との混合物からトナーをメッシュによってふるいにかけて上記トナー静電搬送手段に供給するトナー供給工程を実施し、且つ、該トナー供給工程にて、該混合物収容部内で混合物を攪拌する工程と、該混合物収容部あるいは該連通部に設けられたメッシュと、該混合物収容部あるいは該連通部内の該混合物を介して該メッシュに対向する対向電極との間に電位差を生じせしめる工程と、該メッシュと該トナー静電搬送手段との間に電位差を生じせしめる工程とを実施することを特徴とするものである。
また、請求項２０の発明は、潜像担持体に潜像を形成する潜像形成工程と、トナー静電搬送手段の表面上でトナーを静電気力によって移動させて該潜像担持体との対向位置に搬送して該潜像をトナー像に現像する現像工程とを実施して画像を形成する画像形成方法において、トナーと摩擦促進物質との混合物からトナーを分離して上記トナー静電搬送手段に供給する供給工程を実施し、且つ、少なくとも、混合物収容部内で該混合物を収容する工程と、該混合物収容部内の混合物を攪拌する工程と、該混合物収容部あるいはこれに連通する連通部に設けられたメッシュと該混合物収容部あるいは該連通部内の該混合物を介して該メッシュに対向する対向電極との間、及び該メッシュと上記トナー静電搬送手段との間に電位差を生じせしめる工程とを、該供給工程で実施して、該混合物中のトナーを該メッシュでふるいにかけて該トナー静電搬送手段に供給することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
これらの発明においては、トナーを摩擦促進物質と混合した混合物の状態で攪拌することで、その摩擦帯電を促して十分に帯電させることができる。よって、トナーの帯電不良を抑えることができる。
また、請求項１、３、１７、１９又は２０の構成を備えるものでは、混合物収容部あるいは連通部内で対向電極とメッシュとの間に存在する混合物中のトナーに対し、対向電極とメッシュとの電位差によって対向電極側からメッシュ側に向かう静電気力を付与することが可能になる。そして、この静電気力によってトナーを摩擦促進粒子の表面から離脱させてメッシュに向けて静電移動させることで、十分量のトナーをメッシュによってふるいにかけてトナー静電搬送手段に供給することができる。
また、請求項２、３、１８、１９又は２０の構成を備えるものでは、メッシュの孔のエッジによって摩擦促進粒子の表面から掻き取られたトナーに対し、孔内や孔周辺にて、メッシュとトナー静電搬送手段との電位差によってトナー静電搬送手段に向かう静電気力を作用させる。そして、これにより、十分量のトナーをメッシュの孔に通してトナー静電搬送手段に供給することができる。
よって、請求項１乃至２０の発明によれば、ＥＨ現象によってトナーを搬送するトナー静電搬送基板１０１に対し、十分量のトナーを供給しつつ、そのトナーの帯電不良を抑えることができるという優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を電子写真方式の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）に適用した実施形態について説明する。図１は、本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。具体的には、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させる。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、ドラム状の感光体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、ドラム帯電器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。
【００１３】
上記感光体１１には、図中下方からチャージャユニットが対向している。このチャージャ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、チャージャユニットの転写チャージャ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。
【００１４】
上記チャージャユニットとの対向位置を通過した後の感光体１１は、その表面に付着している転写残トナーがクリーニング手段２２によって除去された後、除電ランプ２３によって除電されて初期化せしめられる。
【００１５】
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。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。これら搬送電極は幅寸法（基板長手方向における寸法）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絶縁層が被覆されている。
【００１６】
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３０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。
【００１７】
図３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。
【００１８】
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）に向けて静電移動する。
【００１９】
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）に向けて静電移動する。
【００２０】
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）からの静電移動によって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）に向けて静電移動する。
【００２１】
以上のような静電移動の繰り返しにより、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、ホッピングしながら静電移動していく。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対向している現像領域に進入する。この現像領域において、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、トナーは現像領域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。
【００２２】
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、現像領域で第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。
【００２３】
次に、本複写機の特徴的な構成について説明する。
図４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。
【００２４】
図５、図６、図７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。
【００２５】
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。
【００２６】
図６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。
【００２７】
図７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。
【００２８】
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。なお、本発明者らの実験によれば、次に掲げる条件下では、メッシュ１４６に−０．０５〜−３．５［ｋＶ］、好ましくは−０．２〜−２．５［ｋＶ］のメッシュ電圧を印加すると効果的であった。
・第１搬送スクリュウ１４４の螺旋突起１４４ｂの先端との間隙：１［ｍｍ］
・駆動パルス電圧の平均電圧値：−５０［Ｖ］
・第１搬送スクリュウ１４４の電位：接地
【００２９】
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。
【００３０】
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と図８に示すような電界が形成される。同図において、第１搬送スクリュウ（１４４）とメッシュ１４６との間には、スクリュウの螺旋突起１４４ｂ先端からメッシュ１４６の孔１４６ａ内に向けて延びる電気力線が形成される。また、メッシュ１４６と図示しない第１トナー静電搬送基板（１０１）との間には、孔１４６ａの出口付近から基板に向けて延びる電気力線が形成される。第１搬送スクリュウ（１４４）によって攪拌搬送される混合物中のトナーは、まず、前者の電気力線の影響を受けて、摩擦帯電粒子の表面から離脱して孔１４６内に静電移動する。次に、後者の電気力線の影響を受けて孔１４６を通過した後、第１トナー静電搬送基板（１０１）に向けて静電移動する。このような静電移動により、図７に示した第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。なお、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。
【００３１】
第１搬送スクリュウ１４４の螺旋突起１４４ｂ先端と、メッシュ１４６との電位差については、両者間の電界強度がトナーと同極性で且つ絶対値が０．３〜３．５［ｋＶ／ｍｍ］の範囲におさまるように設定することが望ましい。３．５［ｋＶ／ｍｍ］よりも大きくなると、螺旋突起１４４ｂから延びる電気力線を孔１４６ａのエッジに集中させてスクリュウからメッシュへの放電を引き起こし易くなるからである。また、０．３［ｋＶ／ｍｍ］よりも小さくなると、摩擦促進粒子の表面に付着しているトナーに対して、その付着力（鏡像力やファンデルワールス力）よりも大きい静電気力を付与することができなくなるからである。螺旋突起１４４ｂ先端とメッシュ１４６との距離が１［ｍｍ］である場合には、両者の電位差を絶対値で０．３〜３．５［ｋＶ］にすれば、電界強度を上述の範囲に収めることができる。なお、より望ましい電界強度の範囲は、絶対値で０．８〜３．０［ｋＶ］である。
【００３２】
本発明者らの実験によれば、螺旋突起１４４ｂとメッシュ１４６との間隙が１［ｍｍ］であり、且つメッシュ１４６を接地して、第１搬送スクリュウ１４４だけに電圧を印加する場合において、好ましいスクリュウ電圧値は次の通りであった。即ち、−０．３〜−３．５［ｋＶ］であった。また、更に好ましいスクリュウ電圧値は、−０．８〜−３．０［ｋＶ］であった。
【００３３】
また、本発明者らの実験によれば、上記間隙が１［ｍｍ］であり、且つ、第１搬送スクリュウ１４４を接地して、メッシュ１４６だけに電圧を印加する場合において、好ましいメッシュ電圧を次の通りであった。即ち、−０．０５〜−３．５［ｋＶ］であった。また、更に好ましいメッシュ電圧値は、−０．２〜−２．５［ｋＶ］であった。
【００３４】
また、発明者らの実験によれば、スクリュウ電圧及びメッシュ電圧の両方を印加する場合において、両電圧の好ましい合計値は、−０．３５〜７．０［ｋＶ］であった。また、更に好ましい合計値は、−１．０〜−５．５［ｋＶ］であった。
【００３５】
なお、図７に示したように、第２収容室１４３の底には、メッシュが設けられていない。よって、２つの収容室のうち、第１収容室１４２内のトナーだけが、第１トナー静電搬送基板１０１に供給される。
【００３６】
先に示した図８においては、螺旋突起１４４ｂとメッシュ１４６との間に形成される電界をＥ１で、メッシュ１４６と図示しない第１トナー静電搬送基板（１０１）との間に形成される電界をＥ２で示した場合に次の関係が成立している。
【数１】
2005062809.tif 000003
【００３７】
このような関係では、図８に示したように、螺旋突起１４４ｂから延びる電気力線がメッシュ１４６の孔の奥深くに進入するとともに、メッシュ１４６の孔の出口付近から図示しない第１トナー静電搬送基板に向けて電気力線が延びる。そして、電界Ｅ１にて摩擦促進粒子の表面から離脱してメッシュ１４６に向けて飛翔したトナーが、電界Ｅ１の電気力線に沿って孔内に進入した後、今度は孔出口付近から第１トナー静電搬送基板に向かう電気力線に沿って孔外に出る。よって、トナーを効率良く第１収容室（１４２）内の摩擦促進粒子から分離して第１トナー静電搬送基板に供給することができる。一方、電界Ｅ１＜電界Ｅ２とした場合には、マイナス極性のトナーに対し、第１トナー静電搬送基板からメッシュ１４６に向けて延びる電気力線が孔出口から孔入口の周囲にまで進入してしまう。そうすると、せっかく摩擦帯電粒子から離脱してメッシュ１４６に向けて飛翔したトナーが、孔内に進入することができず、結果として混合物から分離することができなくなる。
【００３８】
本複写機で使用されるトナーの平均粒径（直径）は、ｒ＝３〜９［μｍ］の範囲である。また、本複写機で使用されるメッシュ１４６の最短径（直径）は、６ｒ〜１／２Ｒの範囲である。このＲは、摩擦促進粒子の平均粒径（直径）である。具体的には、メッシュ１４６の孔の最短径は、１８〜１５０［μｍ］程度である。また、メッシュ１４６の厚さは、２０〜１５０［μｍ］である。メッシュ１４６にある程度の剛性を発揮させるためには、厚みを５０［μｍ］以上にすることが望ましい。
【００３９】
Ｅ１＞Ｅ２にする各種電圧の具体的条件としては、螺旋突起１４４ｂの先端とメッシュ１４６との間隙、メッシュ１４６と第１トナー静電搬送基板との間隙がともに１［ｍｍ］である場合、例えば次のようになる。
・螺旋突起１４４ｂとメッシュ１４６との電位差：−１．１〜−３．５［ｋＶ］
・メッシュ１４６とトナー静電搬送基板（駆動パルス電圧の電圧平均値）との電位差：−０．０５〜−１．０［ｋＶ］
【００４０】
先に示した図４において、トナー搬送部１４０は、先に説明した第１トナー静電搬送基板１０１の他に、第２トナー静電搬送基板１０３を有している。そして、第１トナー静電搬送基板１０１を底面にしている移送部１０２と、これの重力方向下側で第２トナー静電搬送基板１０３を底面にしている回収部１０４とが重ねられた二重構造になっている。上記メッシュ１４６を透過してトナー搬送部１４０の第１トナー静電搬送基板１０１の図中右側端部に供給されたトナーは、ＥＨ現象によってホッピングしながら図中右側から左側に向けて搬送される。そして、感光体１１に対向する現像領域で一部が静電潜像の現像に寄与する。現像に寄与したかった残りのトナーは、現像領域を通過した後に、第２トナー静電搬送基板１０３の図中左側端部上に落下する。そして、この第２トナー静電搬送基板１０３も、第１トナー静電搬送基板１０１と同様の複数の搬送電極を有している。第２トナー静電搬送基板１０３の図中左側端部に落下したトナーは、これら搬送電極に印加されるＡ〜Ｃ層の駆動パルスの影響を受けて、今度は図中左側から右側へとホッピングしながら搬送される。そして、トナー供給部１４０の第２収容室内に戻される。これにより、現像に寄与しなかったトナーがリサイクルされる。
【００４１】
トナー供給部１４０の第２収容室１４３には、トナー補給部１６０が着脱可能に連結している。このトナー補給部１６０は、上述の補給制御部に駆動制御されることで、内部に収容しているトナーを第２収容室１４３内に補給する。
【００４２】
以上の構成の現像装置１００においては、トナー搬送部１２０と、トナー供給部１４０と、トナー補給部１６０との組合せにより、トナー搬送手段が構成されている。このトナー搬送手段とは、トナー静電搬送手段たる第１トナー静電搬送基板１０１の表面上に存在するトナーを、静電気力によってその表面に対して相対移動させながら潜像担持体たる感光体１１との対向位置に搬送する手段である。また、本複写機の現像装置１００においては、第１収容室１４２や第２収容室１４３が、トナーに対してこれの摩擦帯電を促進する摩擦帯電物質が混合された混合物を収容する混合物収容部として機能している。また、第１搬送スクリュウ１４４が、第１収容室内で混合物を介してメッシュ１４６と対向する対向電極として機能している。
【００４３】
上述のように、本複写機では、第１収容室１４２内で対向電極とメッシュとの間に存在する混合物中のトナーに対し、第１搬送スクリュウ１４４とメッシュ１４６との電位差によってスクリュウ側からメッシュ側に向かう静電気力を付与している。そして、この静電気力によってトナーを摩擦促進粒子の表面から離脱させてメッシュに向けて静電移動させることで、十分量のトナーをメッシュによってふるいにかけて第１トナー静電搬送基板１０１に供給することができる。また、メッシュ１４６の孔のエッジによって摩擦促進粒子の表面から掻き取られたトナーに対し、孔内や孔周辺にて、メッシュ１４６と第１トナー静電搬送基板１０１との電位差によってメッシュから基板に向かう静電気力を作用させる。そして、これにより、十分量のトナーをメッシュ１４６の孔に通して第１トナー静電搬送基板１０１に供給することができる。
【００４４】
金属材料からなるメッシュ１４６については、金属膜（板）のエッチングやエレクトロホーミング（電鋳）などによって容易に製造することができる。図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に、エッチングによるメッシュ形成工程の一例を示す。この一例では、まず、図９（ａ）に示すように、ＳＵＳ等の金属膜に対し、レーザー加工による微細加工を施したフォトマスクの孔パターンをフォトレジストによって形成する。次に、図９（ｂ）に示すように、ＦｅＣｌ３等によってエッチングを行なって孔を形成する。更に、図９（ｃ）に示すように、レジスト膜を剥離して、メッシュ１４６を完成させる。なお、エレクトロホーミングによるメッシュ形成については、図１０（ａ）及び（ｂ）に示すような工程で行えばよい。また、細線ワイヤーを編んでメッシュ１４６を形成することも可能である。
【００４５】
メッシュ１４６の材料としては、可撓性や摩耗耐久性を発揮するものを用いることが望ましい。また、メッシュ１４６の孔の形状は、丸形、楕円形、四角形、長方形、星形、異形等のものを採用することができる。本複写機では、図９（ｃ）に示したように、メッシュの孔を楕円形状とし、長手方向の孔の大きさを孔の長さＬとし、短手方向の孔の大きさを孔の幅Ｗとしている。
【００４６】
メッシュ１４６の厚さＴについては、２０〜１５０［μｍ］、好ましくは３０〜８０［μｍ］の範囲で設定することが望ましい。このとき、厚さＴと、長さＬと、幅Ｗとの関係が、５００Ｗ≧Ｌ、且つ、Ｗ／５≦Ｔ≦３Ｗの範囲であることが好ましい。これは、孔の長さＬと、幅Ｗが５００Ｗ≧Ｌであると、メッシュ１４６がある程度強い剛性と、ある程度高い開口率とを両立させるためである。また、幅Ｗと厚さＴとの関係がＷ／５≦Ｔ≦３Ｗでは金属膜としての平面性や曲率加工が確保できるためである。これにより、メッシュ１４６の剛性による、ボビン形状や平板の真直性、接触変形と形状回復を機能させることができる。
【００４７】
メッシュ１４６の開口率については、２０〜７０［％］の範囲とすることが好ましい。現像する画像が黒ベタの時、ムラ無くその放出量を確保するためには、かかる範囲にしなければならないことが実験によって確認されたからである。
【００４８】
メッシュ１４６の孔１４６ａについては、トナーの平均粒子径ｒよりも大きく、摩擦促進粒子Ｐの平均粒径Ｒよりも小さいことが必要である。更に、図１１（ａ）及び（ｂ）に示したトナーと、摩擦促進粒子Ｐとの関係については、６ｒ≦Ｗ、且つ、２Ｗ≦Ｒとすることが好ましい。トナーの平均粒子径ｒに対して６ｒ≦Ｗとすることで、クラウド状のトナーによるメッシュの目詰まり起こり難くなり、孔１４６ａを通してトナーを容易に供給し続けることができる。また、摩擦促進粒子Ｐの平均粒子Ｒに対して２Ｗ≦Ｒとすることで、摩擦促進粒子Ｐの粒径分布や、連続使用で摩擦促進粒子Ｐが摩耗、小粒径化したときにも、メッシュ１４６の孔を通過しないように対応できるよう余裕度を持たせている。
【００４９】
メッシュ１４６の構造については、金属材料の他、図１２に示すように、第１トナー静電搬送基板１０１との対向面が金属材料層１４６ｂからなり、且つ混合物との接触面が有機樹脂１４６ｃからなる二重構造としてもよい。このような構造のメッシュ１４６では、摩擦促進粒子Ｐと接触する部分が有機材料であるので、摩擦促進粒子Ｐに対する摩擦によるダメージが金属材料に較べて小さく、その耐久性を向上させることができる。
【００５０】
メッシュ１４６の孔１４６ａについては、図１３に示すように、トナーが入り込む入口側から出口側に向けて先細になる構造にしてもよい。かかる構造にすることで、出口側にて、孔１４６ａ内壁の金属材料部分（１４６ｂ）から図示しない第１トナー静電搬送基板（１０１）に向けて電気力線を確実に延ばすことができる。そして、このことにより、孔１４６ａからのトナーの抜け性を向上させることができる。
【００５１】
また、メッシュ１４６については、図１４に示すように、金属材料からなる基体１４６ｄの表面を、絶縁性の保護膜１４６ｅで被覆したものとしても良い。この場合、保護膜１４６ｅについては、電界強度劣化を起こさないよう０．５〜３０［μｍ］の薄膜とし、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、Ｔａ２Ｏ５、ポリイミド等の材料を用いる。かかる構成のメッシュ１４６では、帯電したトナーと接触する表面が全て絶縁性の保護膜１４６ｅで覆われることで、基体１４６ｄからトナーへの電荷注入を阻止することができ、帯電量を適正に保つことができる。また、基体１４６ｄと混合物とが接触しないので、混合物、とりわけトナーの劣化も金属部と接触するものと較べて少なくすることができる。
【００５２】
また、メッシュ１４６については、有機樹脂材料からなる基体１４６ｆの外面に、金属材料からなる金属層１４６ｇを蒸着や電鋳によって被覆したものとしても良い。この場合、基体１４６ｆに用いる有機樹脂材料としては、トナー帯電能力の比較的高いものを用いることが望ましい。金属層１４６ｇは、０．５〜５［μｍ］の厚みの薄膜であり、孔１４６ａ内のトナーがこの薄膜から第１トナー静電搬送基板１０１に向けて延びる電気力線に沿って孔内を通過する。かかる構成のメッシュ１４６では、基体１４６ｆが有機樹脂材料であるため、良好なフレキシブル性と弾性とを発揮するとともに、良好は形状復元性を発揮する。そして、外から力が加わった場合でも、その形状を安定して保つことができる。また、孔１４６ａ内のトナーと接触することでトナーの摩擦帯電を促すこともできる。
【００５３】
また、メッシュ１４６については、図１６に示すように、金属材料からなる基材１４６ｈにおけるスクリュー対向面側に、有機樹脂剤量からなる保護層１４６ｉを貼り合わせたものとしてもよい。この場合、有機樹脂材料としては、トナー帯電能力の比較的高いものを用いることが望ましい。両材料の貼り合わせ法については、加熱接合によるものや、ホットプレスによるものを用いることができる。有機樹脂材料が用いられたメッシュ１４６は、良好なフレキシブル性、弾性、及び形状復元性を発揮することができる。
【００５４】
また、メッシュ１４６については、図１７に示すように、トナーが進入する入口側から出口側に向けて広がるテーパー状の形状にしてもよい。外面に向かって傾斜があり、孔径が広がる形状に形成してもよい。なお、この孔の大きさは、上述のようにメッシュの長さＬ、幅Ｗ、厚さＴとの関係が、５００Ｗ≧Ｌ、且つ、Ｗ／５≦Ｔ≦３Ｗの範囲であり、トナーの平均粒径ｒ、摩擦促進粒子Ｐの平均粒径Ｒとの関係が６ｒ≦Ｗ、且つ、２Ｗ≦Ｒである。出口側に向けて広がる傾斜を孔内壁に形成することで、内壁へのトナー付着を抑えることができる。
【００５５】
本複写機や現像装置１００は、使用に適したトナーとして、所定の要件を満たすものが指定されている。この指定については、例えば、その要件を満たすトナーを複写機内や現像装置１００内にセットした状態で複写機や現像装置１００を出荷することによって行うことができる。また例えば、上記要件を満たすトナーを、複写機本体や現像装置１００とともに梱包して出荷することによって行ってもよい。また例えば、上記要件を満たすトナーの製品番号や商品名などを、複写機本体、現像装置１００、これらの取扱説明書などに明記することによって行ってもよい。また例えば、ユーザーに対して書面や電子データ等をもって上記要件、製品番号、商品名などを通知することによって行ってもよい。
【００５６】
メッシュ１４６の孔の最短径箇所は、このように指定されたトナーの粒径分布に対して、８０％以上のトナー粒子を通過させ得る大きさになっている。よって、混合物中における大部分のトナー粒子を第１トナー静電搬送基板１０１に供給することができる。なお、孔の最短径箇所については、トナー通過率を１００％よりも低くする値にすることが望ましい。かなり大きなトナー粒子の通過をある程度阻止することで、現像に寄与するトナーの粒径分布をシャープにして、安定した現像能力を得ることができるからである。
【００５７】
また、本複写機や現像装置１００は、使用に適した摩擦促進物質として、非磁性材料からなる摩擦促進粒子を主成分とするものが指定されている。この指定については、トナーと同様にして行えばよい。一般に、非磁性材料は磁性材料に比べて造粒し易く、小径化や粒径分布のシャープ化も容易であるため、摩擦促進物質に安定した摩擦帯電性能を発揮させることが可能になる。また、製造コストの低減化を望むこともできる。非磁性材料としては、帯電性能に応じて有機、無機の何れを用いてもよい。トナーとして負帯電性のものが用いられる場合には、正帯電性の非磁性材料として、石英（ＳｉＯ２）、ガラス、ポリアクリル樹脂、ポリアミド、ナイロン樹脂メラミン樹脂等の材料を適用することができる。また、トナーとして正帯電性のものが用いられる場合には、負帯電性の非磁性材料として、テフロン（登録商標）樹脂、ポリ塩化樹脂、ポリエチレン樹脂等などを適用することができる。これらは磁場コントロールを必要としないので、簡易で耐久性の大きいキャリア材料として機能することができる。
【００５８】
上記メッシュ４１６の孔の最短径箇所は、上述のように指定された非磁性材料からなる摩擦促進物質を主成分とする摩擦促進粒子の粒径分布に対して、８０％以上のトナー粒子の通過を阻止する大きさになっている。よって、混合物中における大部分のトナー粒子を第１収容室１４２内に留めることができる。なお、孔の最短径箇所については、摩擦促進粒子通過率を１００％よりも低くする値にすることが望ましい。これは次に説明する理由による。即ち、第１収容室１４２や第２収容室１４３内においては、混合物の攪拌搬送に伴って経時的に摩擦促進粒子を摩耗によって小径化させていく。ある程度まで小径化した摩擦促進粒子を孔に経時的に通過させていきながら、新たな摩擦促進物質を定期的に補充することで、安定したトナー帯電性能を維持することができる。なお、摩擦促進粒子はトナーと逆極性に帯電するため、孔を通過して第１トナー静電搬送基板１０１表面に供給されると、その表面上をトナーと逆方向に移送される。よって、現像領域まで搬送されることは極めて希であり、通常はトナー供給部１４０の近傍に滞留しながら、経時のホッピングによって破砕されていく。破砕後の微粒子の一部が現像領域に向けて搬送されることも考えられるが、極めて微細であるため、画像に悪影響を及ぼすことは少ない。
【００５９】
上述のように、メッシュ１４６の孔は、非真円形で且つ長径箇所と短径箇所とを有する楕円形状になっている。このような孔をもつメッシュ１４６は、孔の配置とピッチとの工夫によって、開口率を２０〜８０％の範囲に容易に調整することができる。なお、開口率については、メッシュ１４６の剛性やトナー分離効率の観点から、４０〜６０％にするのが望ましい。
【００６０】
図１８は、上記トナー補給部１６０を、上記トナー供給部（１４０）の第２搬送スクリュウ１４５とともに示す拡大構成図である。同図において、トナー補給部１６０は、補給用のトナーを収容するトナー収容部１６１、これの内部からトナー供給部の第２搬送スクリュウ１４５へとトナーを送出するための送出ローラ１６２、掻き取りブレード１６３等を有している。送出ローラ１６２は、金属などの導電性の高い材料から構成されている。そして、トナー収容部１６１の下方で、その周面の一部をケーシング１６４に設けられた開口から露出させるように配設され、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る。送出ローラ１６２の周面には、図１９に示すように、螺旋状に掘り込まれた螺旋溝１６２ａが形成されている。この螺旋溝１６２ａは、幅１［ｍｍ］、深さ０．２［ｍｍ］のサイズに形成されており、送出ローラ１６２の下方にある第２搬送スクリュウ（１４５）の上記螺旋突起（１４５ｂ）とピッチが等しくなっている。そして、送出ローラ１６２と第２搬送スクリュウ（１４５）とは、それぞれ互いの対向部にて、螺旋溝１６２ａと螺旋突起（１４５ｂ）とを常に対向させるように、等しい周速で回転駆動せしめられる。
【００６１】
先に示した図１８において、掻き取りブレード１６３は、その一端側がケーシング１６４に固定される一方で、もう一端側が固定されていない自由端になっている。そして、この自由端を送出ローラ１６２の周面に当接させるように配設されている。トナー収容部１６１内に収容されているトナーは、自重によって送出ローラ１６２に押さえ付けられて、その一部が螺旋溝１６２ａ内に充填される。このようにして螺旋溝１６２ａ内にトナーが充填された送出ローラ１６２は、図中時計回りに回転する過程で、周面上（非溝部）に付着している余分なトナーがウレタンゴムからなる掻き取りブレード１６３によって掻き取られる。そして、ケーシング１６４の開口を通って外部に出て、その下方に位置する第２搬送スクリュウ１４５との対向部である補給領域に至る。この補給領域では、送出ローラ１６２の周面と、第２搬送スクリュウ１４５の螺旋突起１４５ｂの先端との間に所定の間隙が保持されている。
【００６２】
図２０は、上記トナー補給部（１０６）と、上記トナー供給部（１４０）との間に形成される補給領域の周囲構成を示す拡大図である。同図において、第２搬送スクリュウ１４５は、アルミ等の金属からなる基体の表面に、有機樹脂材料からなる保護層が被覆されている。そして、その金属製の基体は電気的に接地されている。一方、金属材料からなる送出ローラ１６２には、図示しない制御部によって出力が制御される送出電源回路１９２が接続されている。この送出電源回路１９２からの出力により、送出ローラ１６２はトナーの帯電極性と同極性であるマイナスの電位を帯びる。その電位値は、例えば−１．０［ｋＶ］である。
【００６３】
送出ローラ１６２の回転に伴い、送出ローラ１６２の螺旋溝１６２ａ内に充填されているトナーは、補給領域に向けて搬送される。この補給領域では、−１．０［ｋＶ］の電位を帯びている送出ローラ１６２と、接地されている第２搬送スクリュウ１４５の螺旋突起１４５ａとの間に強電界が形成されている。補給領域に至った螺旋溝１６２ａ内のトナーは、この強電界を受けて、送出ローラ１６２からマイナス極性の電荷が注入されて、螺旋溝１６２ａ内から飛翔する。そして、間隙Ｇを通過して第２搬送スクリュウ１４５の螺旋突起１４５ｂに付着する。このようにして、トナー補給部１６０からトナー供給部１４０の第２収容室（１４３）内にトナーが補給される。補給されたトナーは、第２収容室内の混合物に混合されながら、第１収容室（１４２）に向けて攪拌搬送される。この過程で、トナーは更に摩擦帯電が促される。
【００６４】
補給直後のトナーの帯電量（Ｑ／Ｍ）は、トナーの種類によって異なるが、本発明者らの試験によれば、−２〜−７［μＣ／ｇ］であった。これは、トナーを現像に寄与させるにはまだ不十分な値であるが、混合物中の摩擦帯電粒子に静電吸着させるには十分な値である。メッシュ（１４６）の上側まで搬送された混合物中のトナーの帯電量は、−１５〜−３０［μＣ／ｇ］まで上昇しており、十分に現像に寄与し得る値であった。参考までに、−１［μＣ／ｇ］とごく微量に帯電させたトナーをトナー供給部（１４０）の第２収容室に手作業で投入したところ、それでもメッシュ（１４６）からのトナーのこぼれ落ちは殆ど起こらなかった。ごく僅かなこぼれ落ちが認められるものの、実使用に差し支えないレベルであった。但し、−１［μＣ／ｇ］を境にして、それよりも小さくなると、急激にこぼれ落ち量が増加し出すことがわかった。よって、補給に先立って、トナーを絶対値で１［μｃ／ｇ］以上に帯電させれば、こぼれ落ちを有効に抑え得ることができる。参考までに、こぼれ落ちが完全に無くなるトナー帯電量の絶対値は、３［μＣ／ｇ］であった。
【００６５】
なお、先に示した図１８において、送出ローラ１６２は、トナー収容部１６１内のトナーを補給先であるトナー供給部（１４０）の第２搬送スクリュウ１４５に向けて送出する送出手段として機能している。また、送出ローラ１６２と送出電源回路１９２との組合せは、送出手段による送出に先立ってトナーを帯電せしめる帯電手段として機能している。
【００６６】
次に、実施形態に係る複写機の変形例装置について説明する。
［第１変形例装置］
図２１は、本第１変形例装置におけるトナー供給部１４０を示す平断面図である。また、図２２は、同トナー供給部１４０を示す横断面図である。これらの図において、トナー供給部１４０は、第１収容室１４２、第２収容室１４３の他に、混合物を収容する混合物収容部たる第３収容室１４９や、これに連通する混合物通路部１５１を有している。第１収容室１４２の底板には、メッシュ１４６が設けられていない。代わりに、連通部たる混合物通路１５１の底板にメッシュ１４６が設けられている。第３収容室１４９は、第１収容室１４２に対して、第２収容室１４３とは反対側で連結している。第１収容室１４２と第３収容室１４３との間の壁は、第１収容室１４２と第２収容室１４３とを仕切る仕切壁１４１よりも低い越流堰１４８となっている。第１収容室１４２内において第１搬送スクリュウ１４４によって軸線方向に搬送される混合物の一部は、この越流堰１４８を超えて第３収容室１４９内に進入する。
【００６７】
上記第３収容室１４９内には、回転軸１５０ａと、これの周面に対して軸線方向に延在するように設けられた複数のパドル１５０ｂとを有する攪拌パドル１５０が、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るように設けられている。第１収容室１４２から第３収容室１４９内に進入した混合物は、この攪拌パドル１５０によって回転方向に攪拌されながら、第３収容室１４９の底部付近に設けられて連通傾斜路１５２に自重で落下して混合物通路１５３内に至る。この混合物通路１５３では、通路底面となっているメッシュ１４６に対して、通路天井の一部となっている対向電極１５３が所定の間隙を介して対向している。混合物通路１５３に進入した混合物は、対向電極１５３とメッシュ１４６との間を通過する際に、両者間の電位差によって摩擦促進粒子の表面に静電吸着していたトナーがその表面から離脱してメッシュ１４６に向けて飛翔する。そして、メッシュ１４６の孔を通過することで、摩擦促進粒子から分離されて図示しない第１トナー静電搬送基板（１０１）に供給される。上記混合物通路１５３を通過した混合物は、図示しない循環手段を経由して、第２収容室１４３内に戻される。
【００６８】
かかる構成の本第１変形例装置においては、搬送スクリュウや攪拌パドルなどといった攪拌部材とは別に、対向電極１５３を設けることで、混合物収容部のうち、攪拌手段が設けられていない領域でも、トナーをメッシュ１４６によって分離することができる。
【００６９】
［第２変形例装置］
図２３は、本第２変形例装置のトナー供給部１４０を示す横断面図である。また、図２４は、同トナー供給部１４０を示す縦断面図である。本第２変形例装置では、第１収容室１４２内において、第１搬送スクリュウ１４４が回転ブラシ１５５に内包されている。この回転ブラシ１５５は、図示しない複数の孔が設けられた回転筒１５５ａと、これの外周面で且つ孔が設けられていない領域に一様に立設せしめられた複数の導電性起毛１５５ｂとを有している。第１搬送スクリュウ１４４は、その軸線方向における全領域のうち、中央領域が回転ブラシ１５５の回転筒１５５ａに内包されている。また、軸線方向における両端部はそれぞれ回転筒１５５ａに内容されずに露出した状態になっているが、ケーシングがこの露出部に向けてせり上がるように突出している。突出により、スクリュウ露出部に混合物が保持されるようになっている。
【００７０】
図２４において、図示しない第２収容部（１４３）から第１収容部１４２に進入した混合物は、第１搬送スクリュウ１４４における図中右側端部で補足されて図中右側から左側に向けて搬送される。この過程で、回転ブラシ１５５の回転筒１５５ａの中に進入して、筒に設けられている図示しない複数の孔から少しずつこぼれ落ちる。こぼれ落ちた混合物は、回転ブラシ１５５の導電性起毛１５５ｂに補足されて攪拌される。この攪拌の際、導電性起毛１５５ｂとメッシュ１４６との電位差により、摩擦促進粒子の表面に静電吸着していたトナーがそこから離脱してメッシュ１４６に向けて飛翔する。そして、メッシュ１４６の孔を通過することで、摩擦促進粒子から分離されて図示しない第１トナー静電搬送基板（１０１）に供給される。
【００７１】
かかる構成の本第２変形例装置では、実施形態に係る複写機に比べ、より多くのトナーを分離して第１トナー静電搬送基板（１０１）に供給することができる。即ち、実施形態に係る複写機において、第１トナー搬送基板（１０１）とメッシュ１４６との間の電界は、両者間の間隙が最も小さくなる螺旋突起（１４４ｂ）の箇所では比較的強く形成される。しかし、突起間では間隙がスクリュウ回転軸（１４４ａ）とメッシュ１４６との距離になり、遙かに間隙が長くなるので、電界強度がかなり弱まってしまう。スクリュウに保持される混合物の大半は、突起間に存在するので、一部のトナーにしか、強い電界を作用させることができない。これに対し、本第２変形例装置では、回転パドル１５５の回転筒１５５ａの周面において、孔を除く領域に一様に導電性ブラシ１５５ｂを立設せしめており、ブラシ先端とメッシュ１４６との間を最短距離とする箇所を大幅に増やしている。このため、トナーを強い電界下に存在させる時間を増やして、より多くのトナーを分離・供給することができるのである。
【００７２】
［第３変形例装置］
図２５は、第３変形例装置を示す概略構成図である。本第３変形例装置は、ブラック（Ｂｋ），イエロー（Ｙ），シアン（Ｃ），マゼンダ（Ｍ）の４色でフルカラー画像を形成するものであり、それぞれの色用のプロセスユニット２００Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋを備えている。なお、各色のプロセスユニットはほぼ同じ構成であるので、以下、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの符号を必要に応じて省略して説明する。
【００７３】
プロセスユニット２００は、図２６に示すように、感光体１１、ドラム帯電器１２、除電ランプ２３、クリーニング手段２２、現像装置１００がユニット化されたもので、複写機本体に対して着脱可能になっている。そして、寿命到達時に交換される。
【００７４】
現像装置１００においては、実施形態に係る複写機と同様に、トナー補給部１６０の送出ローラ１６２の螺旋溝１６２ａに充填されたトナーが、電荷注入によってトナー供給部１４０の第２搬送スクリュウ１４５に補給される。供給されたトナーは、第２収容室１４３の混合物に取り込まれながら、第２搬送スクリュウ１４５の回転駆動によって第１収容室１４２に向けて搬送される。そして、第１収容室１４２の第１搬送スクリュウ１４４に受け渡された後、メッシュ１４６によって混合物から分離されてトナー搬送部１２０に供給される。トナー搬送部１２０には、実施形態に係る複写機に設けられていた２つのトナー静電搬送基板のうち、トナーをトナー供給部１４０側から感光体１１側に向けて搬送するための第１トナー静電搬送基板１０１しか設けられていない。この第１トナー静電搬送基板１０１は、剛性部１０１ｆとフレキシブル部１０１ｅとを有している。剛性部１０１ｆは、その基材が容易に撓らないような比較的剛性の高い材料で構成され、感光体１１の下方でそれに対向するようにほぼ水平な状態で延在している。一方、フレキシブル部１０１ｅは、その基材に変形自在な材料が用いられており、剛性部１０１ｆから鉛直方向下方に向けて折れ曲がってトナー供給部１４０のメッシュ１４６に対向している。メッシュ１４６を通過したトナーは、このフレキシブル部１０１ｅに供給された後、重力にさからって図中下方から上方に向けてホッピングしながら搬送される。そして、フレキシブル部１０１ｅから剛性部１０１ｆに受け渡された後、今度は水平方向にホッピングしながら現像領域に向けて搬送されて現像に寄与する。現像に寄与しないで回収領域まで搬送されたトナーは、剛性部１０１ｆの端からこぼれ落ちた後、現像装置１００のケーシング底面のテーパーに沿って下って第２収容室１４３内に戻される。
【００７５】
先に示した図２５において、プロセスユニット２００Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの図中左側方には、それぞれ光書込装置３１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋが配設されており、それぞれ対応するプロセスユニットの感光体を光走査する。具体的には、図示しないスキャナ装置から送られてくる各色用の画像データに応じて変調されたレーザビームを出射する半導体レーザー、コリメートレンズ、ポリゴンミラー等の光偏向器、走査結像用光学系などを用いて光走査する。
【００７６】
プロセスユニット２００Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの図中右側方には、紙搬送ベルト２５を無端移動させる転写ユニット２８が配設されている。この転写ユニット２８は、図示しない駆動手段によって回転駆動される駆動ローラ２６と、従動ローラ２７と、４つの転写ローラ２４Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋとによって紙搬送ベルト２５を張架している。そして、駆動ローラ２６の回転駆動に伴って紙搬送ベルト２５を図中時計回りに無端移動させる。転写ローラ２４Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋは、それぞれ、プロセスユニット２００Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの感光体との間に紙搬送ベルト２５を挟み込んで転写ニップを形成している。
【００７７】
複写機本体の下部には、転写紙束を収容している給紙カセット３２が配設されており、転写紙束の一番上の転写紙Ｐを給紙コロ３２ａの回転駆動によって所定のタイミングで給紙路に送る。送られた転写紙Ｐは、レジストローラ対１５を経て、紙搬送ベルト２５に供給される。紙搬送ベルト２５は、供給された転写紙Ｐを表面に保持ながら無端移動して、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ用の転写ニップに順次送り込む。この過程で、転写紙Ｐ上にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋトナー像が順次重ね合わせて転写されてフルカラー画像が形成される。このようにしてフルカラー画像が形成された転写紙Ｐは、紙搬送ベルト２５上からベルト定着方式の定着手段１９に受け渡された後、排紙ローラ対２０を経て機外のスタック部３３にスタックされる。
【００７８】
かかる構成の第３変形例装置では、４つのプロセスユニット２００Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋによって転写紙Ｐ上に４つの色のトナー像を重ね合わせることで、フルカラー画像を形成することができる。
【００７９】
［第４変形例装置］
図２７は、本第４変形例装置の画像形成部を示す概略構成図である。この第４変形例装置は、転写ベルト３５を水平方向に細長く張架しながら無端移動せしめる転写ユニット３４を備えている。また、この転写ユニット３４の上方に平行配設された４つのプロセスカートリッジ２００Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋを備えている。
以下、必要に応じてＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの符号を省略して説明する。
【００８０】
図２８に示すように、プロセスカ−トリッジ２００は、感光体１１、ドラム帯電器１２、現像装置１００、クリーニング手段２２などが一体的に形成されたユニットであり、複写機本体に対して着脱可能に構成されている。
【００８１】
現像装置１００においては、実施形態に係る複写機と同様に、トナー補給部１６０の送出ローラ１６２の螺旋溝１６２ａに充填されたトナーが、電荷注入によってトナー供給部１４０の第２搬送スクリュウ１４５に補給される。補給されて混合物に取り込まれたトナーは第２収容室１４３、第１収容室１４２を順次経由した後、メッシュ１４６のふるい機能によって混合物から分離されてトナー搬送部１２０に供給される。そして、第５変形例装置と同様のフレキシブル１０１ｅ部と剛性部１０１ｆとを有する第１トナー静電搬送基板１０１表面上で、ＥＨ現象によってホッピングしながら現像領域に向けて搬送され、感光体１１上の静電潜像を現像する。現像に寄与しなかったトナーは、第１トナー静電搬送基板１０１の端から落下した後、トナー搬送部１２０の底面のテーパーに沿って自重で第１収容室１４２内に戻される。
【００８２】
先に示した図２７において、転写ユニット３４は、駆動ローラ３６と、従動ローラ３７と、２次転写バックアップローラ３８と、４つの転写ローラ２４Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋとによって転写ベルト３５を張架している。そして、図示しない駆動手段によって回転駆動される駆動ローラ３６によって図中反時計回りに無端移動せしめられる。４つの転写ローラ２４Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋは、それぞれプロセスカ−トリッジ２００Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの感光体との間に転写ベルト３５を挟み込んで１次転写ニップを形成している。各色のプロセスカ−トリッジ２００Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの感光体上で現像されたトナー像は、それぞれの１次転写ニップで転写ベルト３５に重ね合わせ転写されて４色トナー像となる。
【００８３】
この４色トナー像は、２次転写バックアップローラ３８と２次転写ローラ３９との間に転写ベルト３５を挟み込んでいる２次転写ニップにて、タイミングを合わせて搬送されてくる転写紙Ｐ上に一括２次転写される。そして、転写紙Ｐの白色と相まってフルカラー画像となる。
【００８４】
以上の構成の第４変形例装置においても、４つのプロセスユニット２００Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋで形成した４色のトナー像を重ね合わせることで、フルカラー画像を形成することができる。
【００８５】
［第５変形例装置］
図３１は、第５変形例装置を示す概略構成図である。本第５変形例装置は、イエロー（Ｙ），マゼンダ（Ｍ），シアン（Ｃ），黒（Ｋ）の各色の画像を形成するための４組のプロセスユニット３０１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを備えている。なお、以下、各符号の添字Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれイエロー、マゼンダ、シアン、黒用の部材であることを示す。
【００８６】
プロセスユニット３０１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、潜像担持体としてのドラム状の感光体３１１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを有している。本第５変形例装置は、これらプロセスユニット３０１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの他、光書込ユニット３０７、給紙カセット３０３，３０４、レジストローラ対３１５、転写ユニット３０６、ベルト定着方式の定着装置３１９、排紙トレイ３０８を備えている。また、図示しない手差しトレイ、電源ユニットなども備えている。
【００８７】
上記光書込ユニット３０７は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を備え、画像データに基づいて各感光体３１１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの表面にレーザー光を走査しながら照射する。
【００８８】
各プロセスユニット３０１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、少なくとも、潜像担持体たる感光体（３１１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）と、現像手段たる現像装置とを１つのユニットとして共通の支持体に支持させたものである。そして、それぞれ第５変形例装置の本体に対して着脱可能に構成されており、内部の部品が寿命に達した時点で交換される。
【００８９】
図３２は、上記プロセスユニット３０１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのうちの何れか１つを、上記転写ユニット３０６の一部とともに示す拡大構成図である。なお、各プロセスユニット３０１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、使用するトナーの色が異なる点の他は、ほぼ同様の構成になっているので、同図においては、符号の添字Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを省略している。同図において、プロセスユニット３０１は、感光体３１１の他、これの表面に対して潤滑剤を塗布するブラシローラ３２４を有している。また、クリーニング処理を施す揺動可能なカウンタブレード３２２ａ等からなるドラムクリーニング装置や、除電処理を施す除電ランプ３２３なども有している。更には、感光体３１１を一様帯電せしめる帯電手段３１２や、現像装置４００なども有している。
【００９０】
プロセスユニット３０１において、図示しない電源によって交流の帯電バイアスが印加されるローラ等を有する帯電手段３１２は、感光体３１１に当接するように配設されている。そして、図示しない駆動手段により、当接部でその表面を感光体３１１の表面移動と同方向に移動させるように回転せしめられながら、感光体３１１の表面を一様帯電せしめる。このように一様帯電せしめられた感光体３１１の表面に、上記光書込ユニット（図３１の３０７）で変調及び偏向されたレーザー光が走査されながら照射されると、感光体３１１の表面に静電潜像が形成される。この静電潜像は、後述する現像装置４００によってトナー像に現像される。
【００９１】
先に示した図３１において、本体筺体の下部には、２つの給紙カセット３０３，３０４が配設されている。これら給紙カセット３０３，３０４は、内部に転写紙束を収容しており、その一番上の転写紙Ｐに給紙ローラ３０３ａ，３０４ａを押し当てている。そして、所定のタイミングで給紙ローラ３０３ａ，３０４ａを回転させて、転写紙Ｐを給紙路に送り出す。この給紙路の末端には、レジストローラ対３１５が配設されており、送られてきた転写紙Ｐを、Ｙ用のプロセスユニット３０１Ｙの感光体３１１Ｙ上に形成されたＹトナー像に同期させ得るタイミングで、転写ユニット３０６に向けて送り出す。
【００９２】
転写ユニット３０６は、感光体３１１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのそれぞれに接触して４つの転写ニップを形成しながら無端移動する転写搬送ベルト３６０を有している。転写搬送ベルト３６０は、各プロセスユニット３０１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの感光体３１１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに接触して４つの転写ニップを形成するように、４つの支持ローラ３６１に掛け回されている。これらの支持ローラ３６１のうち、図中最も右側のものに対しては、図示しない電源から所定電圧が印加された静電吸着ローラ３６２が対向するように配置されている。この静電吸着ローラ３６２からの電荷付与により、転写搬送ベルト３６０は、そのおもて面（スープ外面）に転写紙Ｐを静電吸着することができる。
【００９３】
各転写ニップの下方には、転写搬送ベルト３６０の裏面に接触する転写バイアス印加ローラ３６５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋが設けられている。これら転写バイアス印加ローラ３６５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋには、図示しない転写バイアス電源によって定電流制御される転写バイアスが印加される。これにより、転写搬送ベルト３６０に転写電荷が付与され、各転写ニップにおいて転写搬送ベルト３６０と感光体表面との間に所定強度の転写電界が形成される。なお、本第５変形例装置においては、転写バイアス印加部材として転写バイアス印加ローラ３６５を設けているが、ローラに代えて、ブラシやブレード等のものを設けてもよい。
【００９４】
図中の一点鎖線は、転写紙の搬送経路を示している。給紙カセット３０３，３０４から給送された図示しない転写紙は、図示しない搬送ガイドにガイドされながら複数の搬送ローラ対によって搬送され、レジストローラ対３１５が設けられている一時停止位置に送られる。このレジストローラ対３１５によって所定のタイミングで送り出された転写紙は上記転写搬送ベルト３６０に保持され、感光体３１１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに接触し得るＹ転写ニップ、Ｍ転写ニップ、Ｃ転写ニップ、Ｋ転写ニップを順次通過する。これにより、各プロセスユニット３０１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの感光体３１１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上で現像されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像が、それぞれ転写ニップで転写紙Ｐに重ね合わされ、上記転写電界やニップ圧の作用を受けて転写紙上に転写される。この重ね合わせの転写により、転写紙上にはフルカラー画像が形成される。
【００９５】
フルカラー画像が形成された図示しない転写紙は、加熱ベルトを備える上記定着装置３１９内でこのフルカラートナー像が定着された後、排紙トレイ３０８上に排出される。
【００９６】
先に示した図３２において、トナー像が転写された後の感光体３１１の表面は、ブラシローラ３２４で所定量の潤滑剤が塗布された後、カウンタブレード３２２ａでクリーニングされる。そして、除電ランプ３２３から照射された光によって除電され、次の静電潜像の形成に備えられる。
【００９７】
カウンタブレード３２２ａによってクリーニングされた感光体３１１表面には、どうしても除去し切れなかったトナーが僅かながら残ってしまう。このように残ってしまったクリーニング残トナーは、感光体３１１表面に当接しながら回転する帯電手段３１２に付着して汚れとなってしまう。この汚れは、ローラクリーニングによって除去される。
【００９８】
現像装置４００は、静電搬送手段として、板状の静電搬送基板ではなく、筒状の静電搬送ドラム４０１Ａを備えている。この静電搬送ドラム４０１Ａは、例えば次のようにして製造されたものである。即ち、まず、ポリイミドなどからなる円筒状の樹脂基材のおもて全面に、アルミ等からなる導電層が蒸着された後、導電層がフォトリソグラフィー法によって各搬送電極やバスライン（共通電極にパターンニングされる。そして、パターンニングされた各電極や樹脂基材の上に、絶縁層が被覆されたものである。絶縁層としては、ＳｉＯ２等の無機材料をスパッタ工法によって薄層化したものや、スピンコートによって形成した厚み１〜２［μｍ］程度の有機膜などを、各搬送電極の上に貼り付けたものでもよい。かかる構成の静電搬送ドラム４０１Ａは、図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転駆動されるようになっている。本第５変形例装置は、静電搬送部材として、表面の無端移動が可能なものを用いるのである。但し、現像期間中には静電搬送ドラム４０１Ａの回転駆動が停止される。
【００９９】
図３３は、静電搬送ドラム４０１Ａを示す斜視図である。同図では、便宜上、ドラム表面に被覆されている絶縁層の図示を省略している。静電搬送ドラム４０１Ａのおもて面には、ドラム軸線方向に延在する短冊状の搬送電極が、周方向の全周に渡って所定間隔で並ぶように複数設けられている。これら搬送電極は、幅寸法が３０［μｍ］になっており、互いに３０［μｍ］の間隙を介して配設される。そして、Ａ搬送電極４０１ａ、Ｂ搬送電極４０１ｂ、Ｃ搬送電極４０１ｃという順で並んでおり、それぞれ、現像中には図３に示したＡ相、Ｂ相、Ｃ相駆動パルス電圧が出力される。
【０１００】
図３４は、本第５変形例装置の現像装置４００を、感光体３１１とともに示す拡大構成図である。この図においても、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの添字の記載を省略している。同図において、現像装置４００は、静電搬送ドラム４０１Ａの他、トナー補給部４２０、トナー供給部４４０、クリーニング装置４６０などを備えている。トナー補給部４２０の構成は、実施形態のものとほぼ同様になっている。そして、内部に収容しているトナーを、補給ローラ４２６の回転によってトナー供給部４４０の第２収容室４４３内に補給する。なお、同図において静電搬送ドラム４０１Ａの周囲に付されている矢印は、静電搬送ドラム４０１Ａの回転を示すものではなく、ドラム面上におけるトナーの移動を示している。
【０１０１】
上記トナー供給部４４０は、静電搬送手段の重力方向上方ではなく、重力方向下方に配設されている。トナー供給部４４０の第２収容室４４３内に補給されたトナーは、トナーと摩擦帯電粒子との混合物に混合されて摩擦帯電が促されながら、第２搬送スクリュウ４４５によって搬送された後、第１収容室４４２に受け渡される。第１収容室４４２内の第１搬送スクリュウ４４４に、図示しない電源によってスクリュウバイアスが印加されると、第１搬送スクリュウ４４４と、それの上方にあるメッシュ４４６との間に電位差が生ずる。第１搬送スクリュウ４４４によって図中奥行き方向に搬送される混合物中のトナーは、この電位差により、混合物中の摩擦帯電粒子表面から離脱して、重力に逆らってメッシュ４４６に向けて飛翔する。そして、メッシュ４４６を通過して、静電搬送ドラム４０１Ａにおける図中下側の面に供給される。次いで、各搬送電極に現像用の駆動パルス電圧が出力される静電搬送ドラム４０１Ａの曲面上を、ＥＨ現象によって図中反時計回りにホッピングしながら曲面に沿って搬送される。このとき、本発明者らの試験によれば、トナーをドラム面から離脱させてしまうことはなかった。
【０１０２】
トナーは、静電搬送ドラム４０１Ａの曲面に沿って図中反時計回りに約２８０［°］搬送されると、感光体４１１に対向する現像領域に到達し、ここで一部が静電潜像の現像に寄与する。現像に寄与したかった残りのトナーは、現像領域を通過する。
【０１０３】
上記トナー供給部４４０の図中左側の端部には、静電搬送ドラム４０１Ａに向かって突出する形状の回収通路が形成されており、その先端の回収口を静電搬送ドラム４０１Ａに向けて開口させている。また、この回収通路には、図中奥行き方向に延在する回収電極が所定のピッチで並ぶ回収電極群４４８が設けられている。各回収電極には、プラス極性の直流パルス電圧である回収パルス波が、それぞれ位相をずらして出力される。現像領域を通過した余剰のトナーは、上述の回収口との対向位置を通過する際に、これら回収電極群４４８に静電的に引き寄せられて、ドラム面上から回収通路内に移行する。そして、各回収電極に出力される回収パルス波の影響によって回収通路に沿って図中上側から下側に向けて搬送されて、第１収容室４４２内に回収される。これにより、現像に寄与しなかったトナーがリサイクルされる。このように、本第５変形例装置では、回収通路や回収電極群４４８が、静電搬送手段たる静電搬送ドラム４０１Ａの表面から余剰のトナーを回収する回収手段として機能している。
【０１０４】
トナー供給部の第２収容室４４３には、トナー濃度検知手段４４７が配設されており、第２収容室４４３内の混合物のトナー濃度を検知してそれに応じた値の電圧を出力する。この出力電圧の値は、図示しない制御部に送られる。制御部は、ＲＭＡ等の記憶手段を備えており、この中にトナー濃度検知手段からの出力電圧の目標値であるＹ用Ｖｔｒｅｆや、他の現像装置に搭載されたＴセンサからの出力電圧の目標値であるＭ，Ｃ，Ｋ用Ｖｔｒｅｆのデータを格納している。そして、Ｙ用の現像装置４００については、トナー濃度検知手段４４７からの出力電圧の値とＹ用Ｖｔｒｅｆを比較し、トナー補給部を比較結果に応じた時間だけ駆動させる。このようにトナー補給部の駆動が制御されることで、トナー供給に伴ってトナー濃度を低下させたトナー供給部４４０内の混合物に適量のＹトナーが補給され、そのＹトナー濃度が所定の範囲内に維持される。他色の現像装置４００についても、同様のトナー補給制御が実施される。
【０１０５】
静電搬送ドラム４０１Ａの図中上方には、クリーニングローラ４７１、除去ブレード４７２等を有するクリーニング装置４６０が、静電搬送ドラム４０１Ａに対して接離可能に配設されている。そして、図示しないソレノイソ等の移動手段によって上下移動せしめられることで、クリーニングローラ４７１を静電搬送ドラム４０１Ａに接離させることができる。このクリーニングローラ４７１は、金属製の芯金に、ゴムや樹脂等の弾性材料が被覆された構成になっており、図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転駆動される。また、図示しない電源により、トナーとは逆極性（本例では正極性）のクリーニングバイアスが印加される。静電搬送ドラム４０１Ａの回転駆動が行われない現像期間中には、クリーニングローラ４７１が静電搬送ドラム４０１Ａとの接触位置から待避せしめられて、ドラム上におけるトナーのホッピングを邪魔しないようになっている。
【０１０６】
次に、実施形態に係る複写機に、より特徴的な構成を付加した実施例の装置について説明する。
［実施例１］
本実施例１の複写機は、先に示した図７において、スクリュウ電源回路１９０とメッシュ電源回路１９１とが一体となっている。そして、第１搬送スクリュウ１４４とメッシュ１４６との間に、交流電圧に直流電圧を重畳したＡＣ／ＤＣ重畳バイアスの印加による電位差を発生させるようになっている。このＡＣ／ＤＣ重畳バイアスは、例えば、ピークツウピーク値が±０．６〜２．０［ｋＶ］の交流電圧に、−０．３〜−１．５［ｋＶ］の直流電圧を重畳したものである。更なる詳しい例としては、ピークツウピーク値が±０．３［ｋＶ］のＡＣ電圧に、−０．３［ｋＶ］のＤＣ電圧を重畳した波高値が０〜−０．６［ｋＶ］の電圧が挙げられる。また、ピークツウピーク値が±１．０［ｋＶ］のＡＣ電圧に、−１．５［ｋＶ］のＤＣ電圧を重畳した波高値が−０．５〜−２．５［ｋＶ］の電圧が挙げられる。ＡＣ電圧の波形としては、数百から五千［Ｈｚ］の周波数で、正弦波やサイン波のものが挙げられる。
【０１０７】
かかるＡＣ／ＤＣ重畳バイアスを印加すると、摩擦促進粒子に静電吸着しているトナーに対し、短時間で強度や方向が変化する振動電界を作用させることになる。そうすると、ＤＣバイアスによる一様な電界を作用させる場合に比べて、トナーをより良好に摩擦促進粒子から離脱させてメッシュ１４６に向けて飛翔させることができた。
【０１０８】
［実施例２］
本実施例２に係る複写機においては、先に示した図７において、対向電極として機能する第１搬送スクリュウ１４４として、アルミ等からなる導電性基体の表面を、樹脂等の絶縁材料からなる絶縁層で被覆したものを用いている。かかる第１搬送スクリュウ１４４については、例えば次のようにして製造することができる。即ち、アルミ等からなる導電性基体に体に対し、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、Ｔａ２Ｏ５、ポリイミド等の絶縁材料からなる薄膜を０．５〜３０［μｍ］の厚みで被覆するのである。かかる構成の第１搬送スクリュウ１４４を用いることで、第１収容室（１４２）内において、トナーに対して、対向電極として機能する第１搬送スクリュウ１４４の表面の絶縁性材料だけを接触させ、導電性基体との接触を回避する。そして、このことにより、第１搬送スクリュウ１４４からトナーへの電荷注入を回避して、トナーの帯電量を適正に保つことができる。更には、導電性基体に接触させる場合に比べて、トナーや摩擦促進粒子の劣化を抑えることもできる。
【０１０９】
［実施例３］
本実施例３に係る複写機においては、先に示した図７において、メッシュ１４６として、アルミ等からなる導電性基体における少なくともスクリュウ対向面に、絶縁材料からなる絶縁層を被覆したものを用いている。絶縁層の形成法については、第２実施例の第１搬送スクリュウ１４４と同様である。かかる構成のメッシュ１４６を用いることで、第１収容室（１４２）内において、トナーに対して、メッシュ４１６のスクリュウ対向面の絶縁性材料だけを接触させ、導電性基体との接触を回避する。そして、このことにより、メッシュ１４６からトナーへの電荷注入を抑えることができる。更には、導電性基体に接触させる場合に比べて、トナーや摩擦促進粒子の劣化を抑えることもできる。また特に、メッシュ１４６の孔をエッチング等で加工して鋭利なエッジとした場合、その鋭利なエッジに対して第１搬送スクリュウ１４４からの放電を発生させ易いが、かかる放電を有効に抑えることもできる。なお、メッシュ１４６として、その全面を絶縁層で被覆したものを用いれば、メッシュ１４６からトナーへの電荷注入を回避することができる。
【０１１０】
［実施例４］
本実施例４の複写機においては、先に図２に示した第１トナー静電搬送基板１０１として、少なくともトナーとの接触面を絶縁性材料からなる絶縁層で被覆したものを用いている。具体的には、絶縁性基板１０１ｄにおけるトナーとの接触面である図中上側の面を、各搬送電極の上側から図示しない０．５〜３［μｍ］程度の厚みの絶縁層で被覆しているのである。かかる絶縁層の材料としては、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２、ＳｉＯＮ、Ｓｉ３Ｎ４など、吸湿性や表面摩擦係数の小さなものが挙げられる。ＳｉＮ、Ｂｎ、Ｗなどの無機ナイトライド化合物からなるものを用いてもよい。表面水酸基が増えるとトナーの帯電量が搬送途中で下がる傾向にあるので、表面水酸基（ＳｉＯＨ、シラトール基）の少ない無機ナイトライド化合物を用いるのは有効である。
【０１１１】
絶縁性基板１０１ｄの材料としては、ガラス基板、樹脂、セラミックス等の絶縁性材料が挙げられる。また、ＳＵＳなどの導電性材料からなる基層に、ＳｉＯ２等の絶縁膜が被覆されたものでもよい。この場合、基層については、ポリイミドフィルムなどの変形自在な材料からなるものを用いてもよい。
【０１１２】
各搬送電極（１０１ａ〜ｃ）としては、絶縁性基板１０１ｄに０．１〜０．２［μｍ］の厚みで被覆されたＡｌ、Ｎｉ−Ｃｒ等の導電性材料が、フォトリソグラフィー法等によって所定の形状でパターン化されたものが挙げられる。これら複数の搬送電極のトナー搬送方向における幅は、トナーの平均粒径の１倍以上２０倍以下に調整されている。また、トナー搬送方向における電極間距離も、トナーの平均粒径の１倍以上２０倍以下に調整されている。
【０１１３】
かかる材料からなる絶縁層を設けることにより、第１トナー静電搬送基板１０１へのトナー固着を抑えることができる。また、各搬送電極からトナーへの電荷注入を回避することができる。
【０１１４】
［実施例５］
先に示した図２において、搬送電極間には、駆動パルス電圧による−１００［Ｖ］と０［Ｖ］との電位差によって閉ループ型の電気力線が形成される。この電気力線の向きは、マイナス極性のトナーに対して、搬送方向上流側から下流側に向けての方向である。第１トナー静電搬送基板１０１上のトナーは、この電気力線に沿ってホッピングしながら、相対的に図中右側から左側に向けて静電移動する。このホッピング現象を生起せしめるためには、上述の電気力線において、ある程度の大きさの垂直方向成分が必要となる。
【０１１５】
一方、図示しないメッシュ（１４６）と第１トナー静電搬送基板１０１との間には、マイナス極性のトナーに対して、メッシュから基板に向けての電気力線が形成される。メッシュと第１トナー静電搬送基板１０１との間においては、この電気力線による電界が、第１トナー静電搬送基板１０１の搬送電極間に形成される電界を押しつぶして、搬送電極間の電気力線の垂直方向成分を小さくしてしまう。このため、トナーを十分にホッピングさせることができずに、搬送能力を著しく低下させてしまうおそれがある。
【０１１６】
図２９は、メッシュ（１４６）と第１トナー静電搬送基板１０１との間に形成される電界Ｅ２の強度と、トナーの平均搬送距離や供給量との関係を示すグラフである。なお、この電界Ｅ２の強度については、上記駆動パルス電圧の平均電圧値と、メッシュとの電位差による電界の強度を示している。このグラフは、幅３０［μｍ］、配設ピッチ６０［μｍ］、電極間距離３０［μｍ］の搬送電極（１０１ａ〜ｃ）を設けた第１トナー静電搬送基板１０１を用いて行った実験の結果を示している。駆動パルス電圧は先に図３に示した通りである。トナーの平均搬送距離は、基板上で２［ｍｓｅｃ］の間にトナーが移動する平均距離を示している。また、供給量は、第１トナー静電搬送基板１０１に対して第１収容室（１４２）から供給されるトナー量を、基板の単位面積あたりで示している。
【０１１７】
図２９より、電界Ｅ２の強度が小さくなるほど、第１収容室（１４２）から第１トナー静電搬送基板１０１へのトナー供給量が少なくなることがわかる。逆に、トナーの平均搬送距離は、電界Ｅ２の強度が小さくなるほど大きくなることがわかる。電界Ｅ２による搬送電界の押し潰し量が低減されるからである。電界Ｅ２の強度が−０．８［ｋＶ／ｍｍ］を超えるあたりから平均搬送距離の低下率が急に大きくなり始めている。また、電界Ｅ２の強度が−２［ｋＶ］を超えると、基板面に付着するトナーが出現し初めて、２５［μｍ］程度の平均搬送距離しか得られなくなってしまう。
【０１１８】
そこで、本実施例５に係る複写機においては、先に示した図７において、出力電圧を切り替えさせるように、メッシュ電源回路１９１やスクリュウ電源回路１９０を構成している。メッシュ電源回路１９１を電位差切り替え手段として機能させているのである。そして、メッシュ１４６の電位について、メッシュ１４６の孔を通過したトナーを第１トナー静電搬送基板１０１に供給するため供給用電位値と、供給後のトナーを第１トナー静電搬送基板１０１上で静電移動させて搬送するための搬送用電位値とで切り替えさせるようにしている。
【０１１９】
図３０は、メッシュ１４６の電位と、駆動パルス電圧とを示す波形図である。なお、同図においては、図３のＡ相〜Ｃ相のパルスを、駆動パルス電圧として共通で示している。図３０に示すように、メッシュ電位を供給用電位値である−２［ｋＶ］にしているときには、各搬送電極に駆動パルス電圧を印加しないで各搬送電極を０［Ｖ］にしている。このようにして、供給期間ｔｓ内においてメッシュ電位が供給用電位値に設定される。この供給期間ｔｓが経過すると、メッシュ電位が搬送用電位値である０［Ｖ］に切り替えられる搬送期間ｔｃが始める。この搬送期間ｔｃでは、各搬送電極への駆動パルス電圧の印加が行われる。そして、搬送期間ｔｃが終了すると、再び供給期間ｔｓが始まる。このようにして、供給期間ｔｓと搬送期間ｔｃとが交互に繰り返されている。
【０１２０】
かかる構成では、メッシュ１４６の電位を供給用電位値にしている供給期間ｔｓにおいて、第１収容室から第１トナー静電搬送基板１０１に向けて効率良くトナーを供給した後、メッシュ１４６の電位を搬送用電位値にしている搬送期間ｔｃにおいて、上記電界Ｅ２の影響を取り除いてトナーを効率良く搬送することができる。よって、メッシュ１４６との対向領域において第１トナー静電搬送基板１０１上にトナーを堆積させてしまうといった事態を回避することができる。
【０１２１】
図３０に示したｔｃとｔｓとの繰り返しを実現するには、例えば、メッシュ（１４６）に印加するメッシュ電圧として、繰り返し周波数を３［ｋＨ］で、ｔｃ＝ｔｓ＝３．３３〜３３．３［ｍｓｅｃ］のものを用いればよい。なお、メッシュ１４６の孔を通過したトナーは、電界Ｅ２の影響がなくても自重によって第１トナー静電搬送基板１０１上に向けて落下する。この落下によってトナーを第１トナー静電搬送基板１０１の搬送電極間に形成される電界中に到達させれば、トナーをメッシュ１４６側に引き戻してしまうといった事態が起こらない。よって、供給量と搬送量とのバランスを考慮すれば、供給期間ｔｓを搬送期間ｔｃよりも短くする方がよい。実験においても、このようにした方が、最終的に現像領域に搬送されるトナーの量が多くなった。そこで、本第５実施例においては、供給時間ｔｓ＜搬送時間ｔｃとするように、メッシュ電源回路１９１や駆動電源回路３０が構成されている。
【０１２２】
［実施例６］
本発明者らは、鋭意研究により、上述の電界Ｅ２の強度と、搬送電極間に形成される電界Ｅ３の最大強度（本実施例６では０Ｖと−１００Ｖとの電位差による電界強度）と、平均搬送距離との関係について詳しく実験してみた。すると、電界Ｅ２の強度を、電界Ｅ３の最大強度の１／２以下にすると、電界Ｅ２の影響による平均搬送距離の減少量を１／２以下に留め得ることがわかった。例えば、図２に示した電極構成と、図３に示した駆動パルス電圧との条件下では、０Ｖと１００Ｖのケースでは、隣り合う搬送電極間の電界強度が３．３［ｋＶ／ｍｍ］となる。このような場合には、電界Ｅ２の強度を１．６５［ｋＶ／ｍｍ］にすればよい。そうすれば、図２９に示したように、電界Ｅ２の影響による平均搬送距離の減少量を、電界Ｅ２が形成されない場合の１／２以下に留めることができる。なお、電界Ｅ２の強度が１．６５［ｋＶ／ｍｍ］であるときの平均搬送距離は６０［μｍ］である。この程度の平均搬送距離であれば、２０［ｐｐｍ］の印刷速度の画像形成装置において画像濃度の低下をきたさないことが本発明者らの実験によって確かめられている。
【０１２３】
以上、実施形態に係る複写機においては、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第１収容室１４２や第２収容室１４３と、これらの内部で混合物を攪拌する攪拌手段たる第１搬送スクリュウ１４４や第２搬送スクリュウ１２５と、第１収容室１４２に設けられたメッシュ１４６と、混合物を介してメッシュ１４６に対向する対向電極とを有し、第１収容室１４２内の混合物中のトナーをメッシュ１４６によってふるいにかけてトナー静電搬送基板１０１に供給するトナー供給手段たるトナー供給部１４０を設けている。そして、対向電極（第１搬送スクリュウ１４４又は対向電極）とメッシュ１４６との間に加えて、メッシュ１４６とトナー静電搬送基板１０１との間にも電位差を生じせしめるように、電位差発生手段を構成している。かかる構成では、混合物中の摩擦促進粒子の表面に静電吸着しているトナーの摩擦促進粒子からの離脱を前者の電位差によって促すことに加えて、離脱によってメッシュ１４６の開口内や開口周囲に移動したトナーのトナー静電搬送基板１０１への静電移動を後者の電位差によって促すことが可能になる。よって、何れか一方の電位差だけしか発生させない場合に比べて、より多くの量のトナーをトナー静電搬送基板１０１に供給することができる。
【０１２４】
また、実施例１に係る複写機においては、対向電極とメッシュ１４６との間にＡＣ／ＤＣ重畳バイアスの印加による電位差を発生させるように、電位差発生手段たるメッシュ電源回路１９１とスクリュウ電源回路１９０との組合せを構成している。かかる構成では、既に述べたように、第１収容室内の摩擦促進粒子に静電吸着しているトナーをＡＣ成分による振動電界によってより良好に摩擦促進粒子から離脱させることができる。
【０１２５】
また、実施形態に係る複写機においては、攪拌手段たる第１搬送スクリュウ１４４を、混合物を介してメッシュ１４６に対向する対向電極として兼用しているので、攪拌手段と対向電極とを別々に設けることによるコストアップを回避することができる。
【０１２６】
また、実施形態に係る複写機においては、第１収容室１４２内の混合物を攪拌する攪拌手段として、回転軸１４４ａとこれの周面に螺旋状に突設せしめられた螺旋突起１４４ｂとを有し、混合物を相対的に回転軸線方向に搬送しながら攪拌する第１搬送スクリュウ１４４を用いている。かかる構成の第１搬送スクリュウ１４４は、混合物を相対的には回転軸線方向に搬送しながら、回転周方向にも移動させることにより、メッシュ１４６との対面位置において、トナーを消費した混合物をそこから待避させながら、新たな混合物をそこに供給するという混合物の新旧入れ替えを行うことができる。よって、トナーを消費した混合物を待避させずにメッシュ１４６との対面位置で搬送し続けることによるトナー供給性能の低下を回避することができる。
【０１２７】
また、第２変形例装置においては、第１収容室１４２内の混合物を攪拌する攪拌手段として、回転筒１５５ａを中心に回転する導電性ブラシ状電極である回転ブラシ１５５を用いている。かかる構成では、既に述べたように、攪拌手段としてスクリュウ部材を用いる場合よりも多くのトナーを分離・供給することができる。
【０１２８】
また、実施例２に係る複写機においては、対向電極たる第１搬送スクリュウ１４４として、表面を絶縁材料からなる絶縁層で被覆したものを用いている。かかる構成では、良好に摩擦帯電したトナーを対向電極の導電性表面に接触させてその電荷をリークさせてしまうことによるトナーの帯電量減少を回避することができる。また、対向電極の導電性表面からトナーへの電荷注入を回避することもできる。
【０１２９】
また、実施例３に係る複写機においては、メッシュ１４６として、導電性材料からなる基体の表面に絶縁性材料からなる絶縁層を被覆したものを用いているので、良好に摩擦帯電したトナーをメッシュ１４６の導電性表面に接触させてその電荷をリークさせてしまうことによるトナーの帯電量減少を回避することができる。また、メッシュ１４６の導電性表面からトナーへの電荷注入を回避することもできる。
【０１３０】
また、実施例４に係る複写機においては、トナー静電搬送基板１０１として、少なくともトナーを付着させる表面に絶縁性材料からなる絶縁層を被覆したものを用いている。かかる構成では、トナー静電搬送基板１０１の搬送電極（１０１ａ〜ｃ）に接触することによるトナーへの電荷注入を回避することができる。また、搬送電極表面へのトナー固着を抑えることもできる。
【０１３１】
また、実施例５に係る複写機においては、メッシュ１４６の電位について、メッシュ１４６の孔を通過したトナーをトナー静電搬送基板１０１に供給するため供給用電位値と、供給後のトナーをトナー静電搬送基板１０１上で静電移動させて搬送するための搬送用電位値とで少なくとも切り替える電位切り替え手段を設けている。かかる構成では、たとえ第１収容室１４２からトナー静電搬送基板１０１へのトナー供給のために両者間に形成した電界で、トナー搬送用にトナー静電搬送基板１０１上に形成した電界を押し潰してトナー搬送能力の低下させたとしても、前者の電界強度を一時的に弱めることで、十分量のトナーを搬送することができる。
【０１３２】
また、実施例５に係る複写機においては、メッシュ１４６の電位について、供給用電位値にしている供給期間ｔｓを搬送用電位値にしている搬送期間ｔｃよりも短くするように、電位切り替え手段たるメッシュ電源回路１９１を構成している。かかる構成では、供給時間ｔｓを搬送時間ｔｃよりも長くする場合に比べて、より多くのトナーを現像領域まで搬送することができる。
【０１３３】
また、実施例６に係る複写機においては、メッシュ１４６とトナー静電搬送基板１０１との電位差によって両者間に形成される電界Ｅ２の強度を、搬送電極（１０１ａ〜ｃ）間に形成される電界Ｅ３の最大強度の１／２以下にする値の電位差を生じせしめるように、電位差発生手段を構成している。かかる構成では、第１収容室１４２からトナー静電搬送基板１０１へのトナー供給のために両者間に形成した電界Ｅ２で、トナー搬送用にトナー静電搬送基板１０１上に形成した電界Ｅ３を押し潰してしまうことによるトナー搬送能力の低下を抑えることができる。そして、トナーの平均搬送距離を、電界Ｅ２が形成されない場合の１／２以下の減少量に留めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３４】
【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】同複写機のトナー静電搬送基板の搬送電極に印加される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。
【図４】同複写機の現像装置と感光体とを示す拡大構成図。
【図５】同現像装置のトナー供給部を示す平断面図。
【図６】同トナー供給部を示す縦断面図。
【図７】同トナー供給部を示す横断面図。
【図８】同トナー供給部の第１搬送スクリュウとメッシュとの間に形成される電界を示す模式図。
【図９】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ同メッシュを形成するためのメッシュ形成工程の一例を示す模式図。
【図１０】（ａ）、（ｂ）は、それぞれエレクトロホーミングによるメッシュ形成工程の一例を示す模式図。
【図１１】（ａ）はトナーと同メッシュの開口との大小関係を説明するための模式図であり、（ｂ）は、摩擦帯電粒子と同開口との大小関係を説明するための模式図。
【図１２】二重構造の同メッシュと、混合物とを示す断面図。
【図１３】各開口が先細に形成された同メッシュと、混合物とを示す断面図。
【図１４】金属材料からなる基体の表面を、絶縁性の保護膜で被覆して得た同メッシュと、混合物とを示す断面図。
【図１５】有機樹脂材料からなる基体の外面に、金属材料からなる金属層を被覆して得た同メッシュと、混合物とを示す断面図。
【図１６】金属材料からなる基材におけるスクリュー対向面側に、有機樹脂剤量からなる保護層を貼り合わせて得た同メッシュと、混合物とを示す断面図。
【図１７】トナーが進入する入口側から出口側に向けて広がるテーパー状に形成された開口を有する同メッシュと、混合物とを示す断面図。
【図１８】同複写機におけるトナー補給部を、同トナー供給部の第２搬送スクリュウとともに示す拡大構成図。
【図１９】同トナー補給部の送出ローラの一部を示す斜視図。
【図２０】同トナー補給部と同トナー供給部との間に形成される補給領域の周囲構成を示す拡大構成図。
【図２１】第１変形例装置におけるトナー供給部を示す平断面図。
【図２２】同トナー供給部を示す横断面図。
【図２３】第２変形例装置のトナー供給部を示す横断面図
【図２４】同トナー供給部を示す縦断面図。
【図２５】第３変形例装置を示す概略構成図。
【図２６】同第３変形例装置のプロセスユニットの１つを示す拡大構成図。
【図２７】第３変形例装置を示す概略構成図。
【図２８】同第３変形例装置のプロセスユニットの１つを示す拡大構成図。
【図２９】メッシュと第１トナー静電搬送基板との間に形成される電界Ｅ２の強度と、トナーの平均搬送距離や供給量との関係を示すグラフ。
【図３０】第５変形例装置におけるメッシュの電位と、駆動パルス電圧とを示す波形図。
【図３１】第５変形例装置を示す概略構成図。
【図３２】同第５変形例装置の４つのプロセスユニットのうち、何れか１つを転写ユニットの一部とともに示す拡大構成図。
【図３３】同第５変形例装置の静電搬送ドラムを示す斜視図。
【図３４】同第５変形例装置の現像装置を、感光体とともに示す拡大構成図。
【符号の説明】
【０１３５】
１１          感光体（潜像担持体）
１００        現像装置（現像手段）
１０１          第１トナー静電搬送基板（トナー静電搬送手段）
１４０          トナー供給部（補給先、供給手段）
１４２          第１収容室（混合物収容部）
１４３          第２収容室（混合物収容部）
１４４          第１搬送スクリュウ（スクリュウ部材）
１４４ｂ        螺旋突起
１４６          メッシュ（分離手段）
１５１          混合物通路１５１（連通部）
１６０          トナー補給部（トナー補給装置）
１６１          トナー収容部
１６２          送出ローラ
１６２ａ        螺旋溝
１６２ｃ        螺旋ブラシ（複数の起毛）
【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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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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