(57)【要約】  【課題】現像剤の供給・搬送・回収が良好な現像装置を提供する。    【解決手段】進行波電界により現像剤を搬送するトナー搬送部材２５を感光体１との最接近部位にある現像領域２５ａと、その両側にある搬送部２５ｂ並びに回収部２５ｃとを一体化して現像剤を順次搬送させ、現像剤帯電手段を接触もしくは最接近する位置に現像剤搬送手段の電極を配置し、現像剤帯電手段から供給された現像剤を安定して搬送させる。このとき、現像剤帯電手段近傍の電極幅を他の領域の電極幅よりも狭くし、電極上で現像剤搬送方向の電界の弱い領域が少なくなり、現像剤の搬送がスムーズに行える。また、現像剤帯電手段近傍の電極間ピッチを他の領域の電極間ピッチよりも広く形成し、この領域の電極への印加電圧を他の領域の電極印加電圧よりも高く設定して、進行波発生電極により形成される電界の有効範囲を拡げ、現像剤搬送力を増大させて現像剤搬送量を増加する。【選択図】図９
2005115405.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置であって、
所定の間隔を開けて並べられた複数の電極に多相の交流電圧を印加して進行波電界を形成し、この進行波電界により現像剤を前記像担持体に向けて搬送する現像剤搬送手段と、現像剤に所定の電荷を付与することにより現像剤を帯電させると共に該現像剤を前記現像剤搬送手段に供給する現像剤帯電手段とを備え、
前記現像剤帯電手段が前記現像剤搬送手段に接触又は近接する位置に現像剤搬送手段の電極が配されていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像剤搬送手段は、前記現像剤帯電手段近傍の電極の幅が他の領域の電極の幅よりも狭く形成されていることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
【請求項３】
前記現像剤搬送手段は、前記現像剤帯電手段近傍の電極間ピッチが他の領域の電極間ピッチよりも広く形成され、前記現像剤帯電手段近傍の電極への印加電圧が他の領域の電極への印加電圧よりも高く設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記像担持体側から現像に寄与しなかった現像剤を現像装置内に回収する現像剤回収手段が設けられ、該現像剤回収手段が現像剤搬送手段に接触又は近接する位置に現像剤搬送手段の電極が配されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の現像装置。
【請求項５】
前記現像剤搬送手段は、前記現像剤回収手段近傍の電極への印加電圧が他の領域の電極への印加電圧よりも低く設定されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の現像装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潜像担持体上に形成される静電潜像を現像剤等を用いて現像する現像装置及びこれを備えた画像形成装置に関し、特に、進行波電界を用いて現像剤を搬送する機構を利用する現像装置及びこれを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機・プリンタ・ファクシミリ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、マグネットブラシを用いた二成分方式の現像装置や、一成分現像剤をブレード等により現像ローラ等の現像剤担持体に押圧して薄層を形成し像担持体である感光体と接触させて現像を行う方式が知られており実用化されるに至っている。
【０００３】
一方、像担持体に現像剤担持体を接触させずに現像を行う非接触方式の現像装置が注目されており、パウダークラウド法・ジャンピング法や電界カーテン（進行波電界）を利用した方法が提案されている。
【０００４】
電界カーテンを用いた方法としては、例えば、特許文献１に示されている現像装置がある。この現像装置は、現像剤収容部より現像剤を像担持体に向けて搬送する現像剤搬送手段としての搬送部と、搬送路の下方に配置され、像担持体から不要の現像剤を回収する現像剤回収手段としての回収路と、搬送路の像担持体端部に、像担持体に対向し且つ下方に向かう現像用電極とから構成されている。
【０００５】
搬送部には、電界カーテン作用を発生させる電極が埋設されており、電界カーテン作用により、現像剤を攪拌・帯電させて現像位置まで搬送するようになっている。現像位置まで搬送された現像剤は、像担持体の表面電荷と現像用電極に印加されている現像バイアスとによる現像電界により、像担持体側に移動し静電潜像の現像が行われた後、像担持体側に付着しなかった現像剤は現像用電極より落下して回収路に進み、励振されて現像剤収容部に回収される。
【０００６】
このように構成することにより、機械的動力を用いることなく現像剤の搬送・静電潜像の現像を行うことができ、かつ、現像剤収容部と像担持体との間の移送手段を大幅に小型化することができ、よって、印字出力装置そのものの小型化・薄型化が可能になることが示されている。
【特許文献１】特許公報第２７３６５３７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来技術においては以下に示す問題点がある。
１）搬送部・現像用電極と回収部が個別に形成されているため、現像用電極に付着した現像剤が落下せずそのまま残留するおそれがある。現像用電極に現像剤が残留すると、電荷がリークして帯電量が低下し、次の現像工程においてカブリが発生する可能性がある。
２）現像用電極から回収部に現像剤が落下したとしても、回収部上でバウンドしトナー飛散が生じ装置内を汚染するおそれがある。
３）印字出力装置の小型化が可能であると示されているが、搬送部・回収部ともある程度の長さが必要であり、小型化を図る上でまだ充分ではない。
【０００８】
本発明は、現像装置本体内に直接トナーを収容し、このトナーを進行波電界を用いて搬送して現像を行うことにより、小型化が図れる現像装置及びこれを備えた画像形成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、所定の間隔を開けて並べられた複数の電極に多相の交流成分を含む電圧を印加して進行波電界を形成し、この進行波電界により現像剤を搬送する現像剤搬送手段を設け、この現像剤搬送手段として、像担持体との最近接部位にある現像領域と、この現像領域よりも上流側の搬送部と、現像領域よりも下流側の回収部とを一体化した構成とすることで、現像剤を順次搬送するようにして、現像領域に現像剤が残留したり、回収部に現像剤が落下して装置内を汚染しないようにしたものである。
【００１０】
この現像剤搬送手段の形状としては、平板状部材であってもよいが、平板状部材を装置本体の像担持体側の開放部に像担持体に向けて膨らんだ突状形状で取り付ければ、つまり、現像剤搬送手段を曲率を有して取り付け、その最接近位置に現像領域を形成する構成を採用すれば、確実な現像剤の搬送・現像・回収が可能となる。
【００１１】
この平板状部材の突状形状を形成する上で、平板状部材の弾性の有無は問わないが、接触現像方式を用いて現像を行う場合には弾性部材を使用した方が後述のように像担持体と柔らかく接触させることができ、さらに、その曲率により、像担持体との接触圧を容易に調整できることになる。
【００１２】
この場合の現像方式としては、上記のごとく、像担持体と接触して現像する接触現像方式や、像担持体と非接触で現像する非接触現像方式のいずれをも採用可能である。従って、上記現像領域が形成される像担持体と現像剤搬送手段の「最接近位置」とは、両者が非接触の場合のみならず、接触状態の場合も含む概念である。
【００１３】
接触現像方式を採用する場合、現像剤搬送手段と、これを支持するために装置本体に固定されている支持部材との間に空隙を設ければ、現像剤搬送手段の弾性を利用して像担持体と非常にソフトに接触させることができる。非接触現像方式を採用する場合、現像剤搬送手段を支持部材に密着して取り付ければ、現像領域と像担持体との距離が一定し、確実な現像が可能となる。
【００１４】
現像剤搬送手段は、進行波電界により現像剤を搬送するものであるため、それ単独であっても現像剤の帯電や回収が可能となるが、この現像剤搬送手段に、現像剤に所定の電荷を付与することにより現像剤を帯電させると共に現像剤を現像剤搬送手段に供給する現像剤帯電手段や、像担持体側から現像に寄与しなかった現像剤を装置本体内に回収する現像剤回収手段、さらには、現像剤帯電手段の現像剤搬送方向の下流側に現像剤の漏洩を防ぐ封止手段を付設すれば、確実に現像剤の帯電・回収・漏洩防止が可能となる。
【００１５】
上記現像剤帯電手段として帯電ローラが例示でき、現像剤回収手段としてトナー回収ローラが例示でき、さらには、封止手段としてブレードが例示できる。
【００１６】
上記現像装置において、現像剤帯電手段、現像剤回収手段、現像剤搬送手段の支持部材、及び装置本体の壁面により囲まれる空間を現像剤収容部とし、この現像剤収容部内に現像剤を収容すれば、部品点数の簡素化及び装置全体の容積が少なくすることができ、小型化が可能になる。
【００１７】
さらに、現像剤帯電手段あるいは現像剤回収手段と現像剤搬送手段の電極及び電極印加電圧を次のように設定すれば、現像剤の安定した搬送・回収並びに搬送力の増大が可能となる。
【００１８】
すなわち、現像剤帯電手段が接触もしくは最接近する位置に現像剤搬送手段の電極を配置すれば、現像剤帯電手段から供給された現像剤を安定して搬送させることができる。
【００１９】
この場合、現像剤帯電手段近傍の電極幅を他の領域の電極幅よりも狭くすれば、電極上で現像剤搬送方向の電界の弱い領域が少なくなり、現像剤の搬送がスムーズに行える。
【００２０】
また、現像剤帯電手段近傍の電極間ピッチを他の領域の電極間ピッチよりも広く形成し、この領域の電極への印加電圧を他の領域の電極印加電圧よりも高く設定すれば、進行波発生電極により形成される電界の有効範囲が拡がり、現像剤搬送力が増大して現像剤搬送量を増加することができる。
【００２１】
一方、現像剤回収手段が現像剤搬送手段と接触もしくは最接近する位置に現像剤搬送手段の電極を配置すれば、進行波発生電極により発生する電界の有効範囲が拡がり、現像に寄与しなかった現像剤を現像剤回収手段の作用する位置まで確実に搬送して回収することができる。
【００２２】
この場合、現像剤回収手段近傍の電極への印加電圧を他の領域の電極印加電圧よりも低く設定すれば、進行波発生電極による現像剤搬送速度が低下し、現像剤が現像剤回収手段に衝突して生じる現像剤の飛散を防止することができる。
【００２３】
画像形成装置は、以上述べた何れかの構成を採用した現像装置を備えているので、現像剤の飛散が防止され、メンテナンス性の良い画像形成装置を提供することができる。また、現像剤の供給・搬送・回収が安定して行われるので、カブリなどが抑制された品質の良い画像を出力することができる。さらに、現像装置が小型化されるので、画像形成装置の小型化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２４】
以上の説明から明らかな通り、本発明によると、現像剤帯電手段が現像剤搬送手段に接触もしくは最接近する位置に、現像剤搬送手段の電極を配置することにより、現像剤帯電手段から供給された現像剤を安定して搬送させることができる。この場合、現像剤帯電手段近傍の現像剤搬送部材の電極幅を他の領域の電極幅よりも狭くすることにより、現像剤を安定して搬送することができ、また、すべての電極幅を狭くする場合に比べて現像剤搬送部材を製造する際の製造コストの低減化を図ることができる。
【００２５】
また、現像剤帯電手段近傍の現像剤搬送手段の電極間ピッチを他の領域の電極間ピッチよりも広くすると共にこの領域の電極への印加電圧を他の領域の電極への印加電圧よりも高く設定することにより、帯電手段近傍の現像剤搬送量を増加することができる。
【００２６】
一方、現像剤回収手段が現像剤搬送手段と接触もしくは最接近する位置に、現像剤搬送手段の電極を配置することにより、搬送された現像剤を安定して現像剤回収手段に回収することができる。この場合、現像剤回収手段近傍の現像剤搬送部材の電極への印加電圧を他の領域の電極への印加電圧よりも低く設定することにより、現像剤搬送速度が低下し、現像剤が現像剤回収手段に衝突して生じるトナー飛散を防止することができる。
【００２７】
また、上記何れかの構成を採用した現像装置を備えた画像形成装置においては、現像剤の飛散を防止でき、メンテナンス性が良好となる。また、現像剤の供給・搬送・回収が安定して行われるので、カブリなどが抑制された品質の良い画像を出力することができる。さらに、現像装置が小型化されるので、画像形成装置の小型化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
（電子写真プロセスの説明）
図１は、本発明が適用される実施の一形態としての電子写真プロセスを用いた画像形成装置の一例を示す縦断面図である。この電子写真プロセスでは、像担持体としての感光体１に原稿像、あるいは、ホストコンピュータからのデータに対応した静電潜像が形成され、その静電潜像が現像装置２によって可視化され、紙等の記録媒体３上に転写されて画像形成が行われる。
【００２９】
感光体１の周囲には、帯電部材４、露光部材５、現像装置２、転写部材６、クリーニング部材７、除電部材８等が、感光体１の回転方向の上流側から順に配置されている。記録媒体３上に転写された画像は、記録媒体の搬送方向下流側に位置する定着部材９によって記録媒体３上に定着される。
【００３０】
感光体１は、たとえばアルミニウム等の金属ドラムを基材１０として、その外周面上にアモルファスシリコン（ａ―Ｓｉ）・セレン（Ｓｅ）や有機光半導体（ＯＰＣ）等の光導電層１１が薄膜状に形成されて構成されている。
【００３１】
帯電部材４は、たとえばタングステンワイヤ等の帯電線・金属製のシールド板・グリット板よりなるコロナ帯電器や帯電ローラ・帯電ブラシなどで実現される。露光部材５は、半導体レーザで実現される。転写部材６は、たとえばコロナ帯電器・帯電ローラ・帯電ブラシなどで実現される。定着部材９は、加熱ローラと加圧ローラとからなる上下ローラで実現される。
【００３２】
感光体１は、先ず帯電部材４によって一様に帯電され、次に画像情報に応じて露光部材５によって光照射がなされ、感光体１上に静電潜像が形成される。この静電潜像は、感光体１と現像装置２との間に形成される現像電界（現像装置に備えられているバイアス電源は不図示）により、現像装置２内の現像剤（トナー）が移動し、トナー像として可視化される。現像装置２の詳細な構成については後述する。このトナー像は、転写部材６によって記録媒体３上に転写され、定着部材９において加熱定着される。 トナー像が転写された後、感光体１上に残留したトナーは、クリーニングブレードなどのクリーニング部材７によって除去され、また感光体１上に残留した電荷は、除電ランプなどの除電部材８によって除電される。
【００３３】
なお、図１では、現像装置２を感光体の上方向に配置した例を示しているが、図２に示すように、現像装置２を感光体１の側面方向に配置した構成を採用しても良い。
【００３４】
（現像装置の構成）
次に、図３を用いて本発明に係る現像装置について説明する。現像装置２にはその装置本体２０内に保有してあるトナー２１を帯電させるために電圧印加可能な帯電ローラ（現像剤帯電手段）２３が設置されている。また、現像装置本体２０内のトナー２１を帯電ローラ２３付近に供給すると共に装置本体２０内のトナーの攪拌作用を行うためのＭＸ（ミキシング）パドル２４が設置されている。帯電されたトナー２１は、進行波電界を発生するトナー搬送部材（現像剤搬送手段）２５に引き寄せられる。
【００３５】
帯電ローラ２３は、装置本体２０の感光体側の開口部２０ａの内側に配置されたものであり、例えば、スポンジタイプの発泡ウレタン等のゴム材料より形成される。帯電ローラ２３としては、無論、ソリッドタイプのゴム材料を用いても良い。
【００３６】
この帯電ローラ２３は、直流電源２２に接続され、また、不図示の駆動手段により、図中矢印ａ方向に回転されるように構成されており、ＭＸパドル２４より供給されたトナーに所定量の帯電を付与すると共にトナーをトナー搬送部材２５上に送り出すようになっている。すなわち、帯電ローラ２３は、 トナーに帯電を施すと共にトナーをトナー搬送部材２５に供給する作用をも有している。
【００３７】
前記の工程を経て帯電されたトナーは、トナー搬送部材２５により形成される進行波電界によって図中ｂ方向に現像領域２５ａ（感光体との接触ポイント）まで搬送される。
【００３８】
また、帯電ローラ２３によって帯電したトナーが、装置本体２０とトナー搬送部材２５である進行波発生電極との間から漏れるのを抑えるために、装置本体２０の開口端にブレード（封止手段）２７が設置されている。このブレード２７と進行波発生電極との間には、トナー搬送部材２５によって搬送されるトナーが十分に搬送できるだけの隙間（例えば、２０μｍ〜８０μｍ程度）が設けられている。この隙間は、ブレード２７とトナー搬送部材２５との間でトナーヘ機械的ストレスを与えてしまうと、ブレード２７にトナーが融着する恐れがあるため、この融着を防ぐために設けたものである。
【００３９】
ブレード２７の素材としては、例えば、ステンレス・リン青銅・ニッケルコートした鉄等の金属、ウレタン・シリコーン・ＥＰＤＭ（エチレンプロピレン）等のゴム材料、及び左記材料にカーボンブラック・イオン等の導電剤を添加したものが使用される。
【００４０】
トナー搬送部材２５と感光体１は、非常に軽い圧力にて接触している。それを実現可能にしているのは、図３に示すようなトナー搬送部材２５（進行波発生電極）とこれを支持する支持部材２８との間に非常に微小の空隙３０を設けているためである。
【００４１】
トナー搬送部材２５は、例えば、ポリイミド樹脂より形成されている、曲率を有する支持部材２８上に、これと同様に曲率を有して、かつ微小な空隙３０を介して取り付けられている。あるいは、この空隙３０の中にスポンジタイプの発泡ウレタン等のような弾力性の高いもの（弾性部材）を設置しても良い。支持部材２８は装置本体２０の開口部２０ａ側に固定されている。
【００４２】
このように構成すると、トナー搬送部材２５が有する弾性（構成例については後述）、あるいは、空隙３０に配置された弾性部材の弾性力により、トナー搬送部材２５と感光体１とを非常に軽くソフトに接触させることができ、 トナーに機械的な圧力（ストレス）を与えることなく現像を行うことが可能となる。
【００４３】
トナー搬送部材２５は、図５に示すように、例えば、ポリイミドよりなる基材３２（厚さ２５μｍ）上に銅箔（厚さ１８μｍ）よりなる進行波発生電極３３を形成し、その上にポリイミドよりなる表面保護層３４（厚さ２５μｍ）を備えた構成のものを使用することができる。
【００４４】
このように、トナー搬送部材２５は非常に薄く、また、弾性を有するように形成することができるので、支持部材２８上に曲率を有して取り付けることが可能であり、非常に弱い圧力で感光体１に接触させることができる。すなわち、トナー搬送部材２５は、装置本体２０の感光体側の開放部２０ａに感光体１に向けて膨らんだ突状に配置されており、感光体１に対する最接近部位にある現像領域２５ａと、この現像領域２５ａよりもトナーの搬送方向で上流側の搬送部２５ｂと、現像領域２５ａよりもトナーの搬送方向で下流側の回収部２５ｃとが一体化された形状となっている。
【００４５】
ここで、 トナー搬送部材２５を構成する進行波発生電極について説明する。進行波発生電極は、例えば図５に示すように、幅４０〜１３０μｍの微小電極が１００ｄｐｉ（約２５４μｍ）〜３００ｄｐｉ（約７５μｍ）ピッチの間隔を保って互いに平行になるように配置され、４本の微小電極を１組として形成されている。微小電極の組としては３本でも構わない。
【００４６】
これら各組の電極には３相ないし４相の多相交流電源３４より交番電圧（多相の交流成分を含む電圧）が印加され、進行波発生電極上に進行波電界が形成されトナーが搬送される。図６は上記進行波発生電極に４相のパルス電圧を印加（図６中、丸付き数字で示す４本の微小電極１）〜４）)を１組として位相をシフトさせてパルス電圧を印加）した例を示しているが、電圧波形はこれに限定されず正弦波や台形波等でも構わない。
【００４７】
この進行波発生電極に印加する交番電圧は、進行波発生電極間で絶縁破壊が発生しないように、例えば１０Ｖ〜１ｋＶ程度の値に設定され、周波数としては１００Ｈｚ〜１００ｋＨｚの範囲内の値が使用される。なお、上記交番電圧や周波数の値は、進行波発生電極素子の形状・トナーの搬送速度・トナーの使用材料等によって適性値を設定すれば良い。
【００４８】
また、上記トナー搬送部材２５には、図５に示すように、感光体１とトナー搬送部材２５との間に現像電界が形成されるように現像バイアス直流電源３５より直流電圧が印加されるように構成されている。
【００４９】
現像領域を通り過ぎて現像に寄与しなかったトナーは、トナー搬送部材２５（進行波発生電極）上をトナー回収ローラ３８（現像剤回収手段）まで進行していく。トナー回収ローラ３８は、トナーの進行方向と同方向（図３の矢印ｃ方向）に回転し、トナーを現像装置本体２０内に収容するもので、装置本体２０の開口端の外側に設置されている。このトナー回収ローラ３８の材料は、帯電ローラ２７と同じ材料を使用することができる。
【００５０】
以上述べたように、現像装置２は、帯電ローラ２７、トナー搬送部材２５、トナー搬送部材が取り付けられている支持部材２８、トナー回収ローラ３８を備え、この各部材並びに箱型の装置本体２０の壁面よりなる空間が現像剤収容室（現像剤収容部）４０とされ、この収容室４０内にトナーが収容されている。従って、別にトナー収容部を備える必要がなく、上記各部材が配置されている空間を利用してトナーを収容しているので現像装置の小型化が図れる。
【００５１】
また、現像装置は、従来の方式で用いられるトナーを帯電させる摩擦帯電機構（ブレード等の層厚規制部材や現像ローラ等）を廃止しているので、トナーヘの機械的ストレスが低減される。よって、前記摩擦帯電機構へのトナーの融着が抑制されので低融点トナーの使用が可能となる。
【００５２】
上記では、トナー搬送部材２５を感光体１に接触させて現像を行う場合の構成について説明したが、図４に示すように、 トナー搬送部材２５を支持部材２８上に密着させて構成し、感光体１と非接触で現像を行う方式を採用しても良い。トナー搬送部材２５と支持部材２８を密着させる以外は、図３に示した構成と同様である。
【００５３】
次に作像時の動作について説明する。画像形成プロセスが終了した段階では、 トナー搬送部材２５上にはトナーが残っており、この状態で長時間放置するとトナーの電荷がリークして帯電量が低下し、次の画像形成を行う際にカブリを生じたり、また、落下して画像形成装置内を汚染するおそれがある。
【００５４】
そこで、画像形成プロセス終了時（画像形成プロセス終了の信号が受け取られた時）には、帯電ロ―ラ２７ヘの電圧をオフとし駆動が停止されるが、トナー搬送部材２５への多相交番電圧（このとき、トナーが感光体に付着しないように現像バイアスを調整しても良い）はそのまま印加し、トナー搬送部材２５上のトナーを搬送して現像装置本体２０内に回収するプロセスを行う。このプロセスを所定時間（この時間は、例えば、 トナー搬送部材の長さとトナーの搬送速度より知ることができ、この時間よりも少し長く設定すれば良い。）行った後、上記多相交番電圧をオフとすると共に感光体１の駆動を停止する。このように制御することにより上記悪影響（カブリや汚染）を防止することができる。なお、図４に示した、非接触方式の現像装置の場合では、画像形成プロセス終了時に感光体を停止すれば良い。理由は後述する。
【００５５】
なお、トナー搬送部材２５上のトナーを回収している際に画像形成開始信号を受け取った場合は、帯電ローラ２７ヘの印加電圧をオンするとともに帯電ローラ２７を回転させ、新たにトナー搬送部材２５上に供給されるトナーをトナー回収ローラ３８の位置まで搬送した後、感光体１の駆動を開始する。
【００５６】
また、トナー搬送部材２５上のトナーを回収した後、すなわち、画像形成プロセスが完了し、待機した後に画像形成開始信号が入力された場合、図３の接触現像方式の現像装置を用いる場合は、上記したように、トナー搬送部材２５全域にトナーを搬送した後に感光体の駆動を開始する。
【００５７】
これは、接触現像方式の場合、非常に弱いとはいえ、トナー搬送部材２５と感光体１とは接触しており、トナーのない状態で感光体１を駆動すると、感光体１やトナー搬送部材２５の表面絶縁層が削れるおそれがあるためである。
【００５８】
そこで、トナー搬送部材２５と感光体１との間にトナーを介在させることにより、感光体１の動作開始時にトナー搬送部材２５と感光体１との間に発生する摩擦を低減している。なお、図４に示した非接触現像方式の場合は、上記した感光体を駆動させたり停止させるタイミングの制御を行う必要はない。
【００５９】
以上、説明した動作は制御手段、例えばＣＰＵ（Central  Processing  Unit）により制御される。
【００６０】
（帯電ローラ及びトナー回収ローラと進行波電極との位置関係）
次に、帯電ローラ２３（現像剤帯電手段）とトナー搬送部材２５（現像剤搬送手段）に配されている進行波発生電極３３との位置関係を詳述すると、帯電ローラ２３がトナー搬送部材２５と接触する位置もしくは最接近位置に進行波発生電極３３が存在するように設置されている。
【００６１】
例えば、図７（ａ）に示すように、帯電ローラ２３の中心線（帯電ローラ２３がトナー搬送部材２５と接触する位置もしくは最接近位置Ａと帯電ローラ２３の中心とを結ぶ線）上に最も端の進行波発生電極３３ａが位置（当接）するように配置しても良く、あるいは、図７（ｂ）に示すように、帯電ローラ２３がトナー搬送部材２５と接触若しくは最接近する位置Ａよりもトナー搬送方向Ｂと反対側近傍に最も端の進行波発生電極３３ａが位置するように配置してもよい。
【００６２】
トナーは帯電ローラ２３との摩擦帯電により電荷が付与されるので、進行波発生電極３３で発生する電界の有効範囲内に帯電ローラ２３を位置させることにより、帯電ローラ２３からトナー搬送部材２５にトナーを確実に供給することができ、かつ、安定して搬送することが可能となる。
【００６３】
なお、このとき、帯電ローラ２３とトナー搬送部材２５との間に直流バイアスを印加し、より確実にトナー搬送部材２５にトナーを供給するようにしてもよい。
【００６４】
トナー回収ローラ３８と進行波発生電極３３の位置関係についても前記帯電ローラ２３と進行波発生電極３３との関係と同様である。すなわち、トナー回収ローラ３８がトナー搬送部材２５と接触する位置もしくは最接近位置に進行波発生電極３３が存在するように設置する。
【００６５】
図８（ａ）及び（ｂ）はトナー回収ローラ３８と進行波発生電極３３の位置関係を示す夫々別の実施形態である。図８（ａ）は、トナー回収ローラ３８の中心線（トナー回収ローラ３８がトナー搬送部材２５と接触する位置もしくは最接近位置Ｃとトナー回収ローラ３８の中心とを結ぶ線）上に最も端の進行波発生電極３３ｂが位置（当接）するように配置した例である。図８（ｂ）は、トナー回収ローラ３８がトナー搬送部材２５と接触若しくは最接近する位置Ｃよりもトナー搬送方向Ｂ側近傍に最も端の進行波発生電極３３ｂが位置するように配置した例である。
【００６６】
図８（ａ）及び（ｂ）のいずれの態様であっても、現像領域を通り過ぎて現像に寄与しなかったトナーを進行波発生電極３３によりトナー回収ローラ３８の作用する位置まで搬送することにより、トナーをトナー回収ローラ３８に確実に回収することができる。
【００６７】
このとき、トナー回収ローラ３８に直流バイアスを印加して回収性能を向上するようにしてもよい。また、トナー回収ローラ３８に回収されたトナーは、トナー回収ローラ３８に接触する掻き取りブレード４１（図４参照）により掻き取られ、トナー貯蔵部４０に回収される。
【００６８】
なお、最も端の進行波発生電極３３ａ、３３ｂの位置が帯電ローラ２３及びトナー回収ローラ３８の中心線上にくるように設定すると、わずかな位置ずれが生じた場合に、トナーが帯電ローラ２３よりトナー搬送部材２３に供給されにくくなったり、トナー回収ローラ３８に回収されにくくなる。そこで、最も端の進行波発生電極３３ａ、３３ｂの位置は、帯電ローラ２３側については、図７（ｂ）に示すように帯電ローラ２３の中心線の位置Ａよりトナー搬送方向とは逆方向に多少存在するようにし、また、トナー回収ローラ３８側については、図８（ｂ）に示すように、トナー回収ローラ３８の中心線の位置Ｃよりトナー搬送方向Ｂと同方向に存在するように配置するのがよい。
【００６９】
例えば、図１２に示すように、帯電ローラ２３あるいはトナー回収ローラ３８とトナー搬送部材２５間の距離をｄ、両者間の電位差をＶとしたとき、Ｖ／ｄ＞１０５［Ｖ／ｍ］の条件が成り立つ範囲内では帯電ローラ２３からのトナーの供給が見込まれる（トナー回収ローラ３８の場合はトナーの回収が見込まれる）ので、上記条件を満たすように電極３３ａ，３３ｂを配置すればよい。
【００７０】
（進行波発生電極の構造）
次に、帯電ローラ２３（現像剤帯電手段）及びトナー回収ローラ３８（現像剤回収手段）近傍におけるトナー搬送部材２５の進行波発生電極の構造について説明する。
【００７１】
以下の説明において、トナー搬送部材２５に帯電ローラ２３が接触する位置近傍をトナー供給領域２５ｄとし、トナー回収ローラ３８が接触する位置近傍をトナー回収領域２５ｅとし、その間の部分をトナー搬送領域２５ｆと定義する（図９および図１０参照）。図３及び図４に示すトナー搬送部２５ｂ、現像領域２５ａ及びトナー回収部２５ｃとの関係では、トナー搬送部２５ｂのうち帯電ローラ２３が接触する位置近傍がトナー供給領域２５ｄであり、トナー回収部２５ｃのうちトナー回収ローラ３８と接触する位置近傍がトナー回収領域２５ｅであり、トナー搬送部２５ｂ及びトナー回収部２５ｃの残りの領域並びに現像領域２５ａがトナー搬送領域２５ｆとなる。
【００７２】
帯電ローラ２３がトナー搬送部材２５に接触する位置近傍の進行波発生電極３３の電極構造は、トナー搬送領域２５ｆおよびトナー回収領域２５ｅにおける電極幅をｗ２とし、トナー供給領域２５ｄにおける帯電ローラ２３近傍の電極幅をｗ１とすると、図９に示すように、ｗ１＜ｗ２となるように設定する。すなわち、トナー供給領域２５ｄの電極幅ｗ１を他の領域２５ｅ、２５ｆの電極幅ｗ２よりも狭くなるように設定する。
【００７３】
このように設定することで、トナー供給領域２５ｄから搬送領域２５ｆへのトナーの移動がスムーズになり、トナー搬送を安定して行うことができる。その理由を図１１に示す模式図で説明する。図１１は電極幅ｗが狭い場合（同図（ａ））と広い場合（同図（ｂ））との電界分布を示す模式図である。同図（ｂ）に示すように、電極幅ｗが広い電極３３を用いると、電極３３上でトナーの搬送方向に対する電界が弱くなる領域３３ｄが広くなり、この部分３３ｄにトナーが付着しやすくなる。つまり、トナーの搬送方向に対する電界が弱いため、トナーが移動しずらくなり、トナーの搬送が妨げられると考えられる。
【００７４】
また、帯電ローラ２３とトナー搬送部材２５間に直流バイアスを印加して帯電ローラ２３からトナー搬送部材２５にトナーを供給する場合では、電極３３にトナーが付着するとトナーが有する電荷により帯電ローラ２３とトナー搬送部材２５間の電界が打ち消されるようになり、トナー搬送部材２５へのトナーの供給量が減少し、その結果トナーの搬送量が低減する。
【００７５】
一方、電極幅ｗを狭くすると、電極上のトナーの搬送方向に対する電界の弱い領域３３ｄが小さくなると考えられ、上記の悪影響を抑制することが可能になる。
【００７６】
従って、トナー搬送部材２５全体として、進行波発生電極の電極幅ｗは可能な限り狭くし、特に、トナー供給領域２５ｄの電極幅ｗ１を他の領域の電極幅ｗ２よりも狭くすることにより、トナー搬送部材２５に供給されるトナーの量が増加すると共に、トナーの搬送を安定して行うことができる。逆に、このトナー供給領域２５ｄで不具合が生じると、後のトナー搬送への影響が大きくなるので、トナーを安定して供給し搬送することが必要になる。電極幅としては、例えば、トナー搬送領域２５ｆおよびトナー回収領域２５ｅでの電極幅ｗ２を１２７μｍ、トナー供給領域２５ｄでの電極幅ｗ１を６４μｍとする。
【００７７】
上記電極幅の設定により、トナーの搬送量は、全ての電極幅を１２７μｍにした構造に比べて、数１０％程度の増加が見込まれる。トナー搬送部材２５として、無論、進行波発生電極の電極幅を全て６４μｍにしても構わないが、この場合、電極幅を狭くすることにより製造が困難になり、コストアップを招来する。
【００７８】
（電極間ピッチ及び印加電圧について）
次に、帯電ローラ２３がトナー搬送部材２５に接触する位置近傍の進行波発生電極の電極間ピッチは、トナー搬送領域２５ｆおよびトナー回収領域２５ｅにおける電極間ピッチをｐ２とし、トナー供給領域２５ｄにおける帯電ローラ２３近傍の電極間ピッチをｐ１とすると、ｐ１＞ｐ２、すなわち、トナー供給領域２５ｄの電極間ピッチを他の領域２５ｅ、２５ｆの電極間ピッチよりも広くなるように設定する。
【００７９】
また、トナー搬送領域２５ｆおよびトナー回収領域２５ｅにおける電極３３への印加電圧ｖ２に対して、トナー供給領域２５ｄにおける電極３３への印加電圧ｖ１が高くなるように設定する（ｖ１＞ｖ２）。
【００８０】
このような構成により、帯電ローラ近傍のトナー搬送量を増加させることが可能である。これは、電極間ピッチを広げ、且つ、電界強度の低下を補うために印加電圧を高くすることにより、進行波発生電極３３により形成される電界の有効範囲が拡がるため、搬送方向への力を受けるトナーの量が増加すると考えられる。
【００８１】
電極間ピッチおよび電極への印加電圧として、例えば、トナー搬送領域２５ｆおよびトナー回収領域２５ｅにおいては、電極間ピッチｐ２を１７０μｍ、印加電圧＝６００Ｖに対して、トナー供給領域２５ｄにおいては、電極間ピッチｐ１を２５４μｍ、印加電圧＝９００Ｖとする。
【００８２】
この条件においては、５０％程度のトナー搬送量の増加が見込まれる。この場合、進行波発生電極３３の電極間ピッチを全て２５４μｍにし、電極電圧を９００Ｖにすることも可能であるが、電極間ピッチを広げると、現像領域２５ａにおいて、画像にムラが現れるおそれがあり好ましくない。これは、現像領域２５ａにおいて、印加電圧を高くしたことにより等電位面が不均一性になることによるものと考えられる。
【００８３】
一方、図１０に示すように、トナー搬送領域２５ｆの電極３３に印加する電圧ｖ２に対して、トナー回収領域２５ｅのトナー回収ローラ３８が位置する近傍の電極３３への電圧ｖ２’を下げるように設定する（ｖ２＞ｖ２’）。これにより、トナーの搬送速度を落とし、トナーがトナー回収ローラ３８に衝突することによる飛散を防ぐことを可能とする。
【００８４】
ここで、トナー搬送領域２５ｆ、トナー回収領域２５ｅにおける電極３３ヘの印加電圧をそれぞれ下げる方法としては、図１０に示すように、１つの多相交流電源とトナー搬送領域２５ｆ及びトナー回収領域２５ｅに配されている電極３３間にツェナーダイオード４２、４３を挿入する方法が例示できる。
【００８５】
トナー搬送領域２５ｆ及びトナー回収領域２５ｅに配されている電極３３への電圧としては、例えば、トナー搬送領域２５ｆおよびトナー回収領域２５ｅの電極間ピッチ１７０μｍに対して、トナー搬送領域２５ｆでの印加電圧は６００Ｖ、トナー回収領域２５ｅでの印加電圧は４００Ｖとする。因みに、トナー供給領域では、前述のごとく電極間ピッチｐ１を２５４μｍ、印加電圧は９００Ｖとする。
【００８６】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で多くの修正・変更を加えることができるのは勿論である。例えば、上記実施形態では、トナー搬送部とトナー回収部とが一体化されたトナー搬送部材について帯電ローラ及びトナー回収ローラ近傍まで進行波電極を配置する構成を例示したが、これら帯電ローラ及びトナー回収ローラと進行波電極との位置関係はトナー搬送部材が一体化されているか否かを問わず適用できることは勿論である。また、上記実施形態で説明した進行波発生電極の構造や電極間ピッチ及び電極印加電圧の関係は、これら各要素を単独若しくは組み合わせて進行波発生電極に適用できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の現像装置が適用される画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の現像装置が適用される画像形成装置の別の構成を示す図である。
【図３】本発明の現像装置を接触現像方式として用いる場合の構成を示す図である。
【図４】本発明の現像装置を非接触現像方式として用いる場合の構成を示す図である。
【図５】図３・図４に示した現像剤搬送手段の構成例を示す図である。
【図６】図５の現像剤搬送手段に印加される電圧波形の例を示す図である。
【図７】現像剤帯電手段と現像剤搬送手段の電極との位置関係を示す図である。
【図８】現像剤回収手段と現像剤搬送手段の電極との位置関係を示す図である。
【図９】現像剤搬送手段における電極幅の関係を示す図である。
【図１０】現像剤搬送手段における電極間ピッチの関係及び電極への印加電圧の関係を示す図である。
【図１１】電極幅が広い場合と狭い場合とでの電界分布を示す模式図である。
【図１２】現像剤帯電手段と現像剤搬送手段との電位差及び距離の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００８８】
１    感光体（像担持体）
２    現像装置
２０    装置本体
２３    帯電ローラ（現像剤帯電手段）
２５    トナー搬送部材（現像剤搬送手段）
２５ａ    現像領域
２５ｂ    トナー搬送部
２５ｃ    トナー回収部
２５ｄ    トナー供給領域
２５ｅ    トナー回収領域
２５ｆ    トナー搬送領域
２７    ブレード（封止手段）
２８    支持部材
３０    空隙
３３    進行波発生電極
３３ｄ    搬送方向に対する電界が弱い領域
３８    回収ローラ（現像剤回収手段）
４０    トナー収容部（現像剤収容部）
４１    掻き取りブレード
４２，４３  ツェナーダイオード
【図１】
2005115405.tif 000003
【図２】
2005115405.tif 000004
【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】
2005115405.tif 000009
【図８】
2005115405.tif 000010
【図９】
2005115405.tif 000011
【図１０】
2005115405.tif 000012
【図１１】
2005115405.tif 000013
【図１２】
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