(57)【要約】【課題】  現像剤のベルト搬送を伴う進行波電界を用いた現像装置にあって、像担持体への現像剤の搬送特性を安定化させた現像装置を提供する。【解決手段】  像担持体１の半径をｒ、像担持体１と現像剤搬送部材４１の最接近距離をｇ0 、像担持体１と現像剤搬送部材４１の最接近位置をｘ(0) 、現像剤搬送部材４１による現像剤搬送開始位置をｘ(1)、最接近位置ｘ(0) から現像剤搬送開始位置ｘ(1) までの距離をＸ、現像剤搬送開始位置ｘ(1)での像担持体１と現像剤搬送部材４１間の距離ｇx ＝｛ｇ0＋ｒ−（ｒ2 −Ｘ2）1/2｝としたときに、像担持体１と現像剤搬送部材４１の最接近位置ｘ(0) と、現像剤搬送開始位置ｘ(1)と、における現像ギャップの変化率においては、（ｇx−ｇ0）／ｇ0 ＜ ２・・・（１）式が満たされるように構成する。【選択図】  図６
2005043815.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に形成された静電潜像を担持する像担持体に対向して配置され、基材中に所定間隔を有して配列された複数の進行波発生電極に対して互いに位相の異なる複数種の交番電圧を印加することにより進行波電界を形成して現像剤を搬送する現像剤搬送部材と、
この現像剤搬送部材の表面を覆いかつその表面上において現像剤搬送方向に移動するベルト部材と、を備え、
前記ベルト部材上を搬送される現像剤を、前記進行波電界により、前記像担持体に向けて飛翔させることにより、前記静電潜像を現像するようにした現像装置において、
前記像担持体の半径：ｒ
前記像担持体と前記現像剤搬送部材の最接近距離：ｇ0 
前記像担持体と前記現像剤搬送部材の最接近位置：ｘ(0)
前記現像剤搬送部材による現像剤搬送開始位置：ｘ(1)
前記位置ｘ(0)から前記位置ｘ(1)までの距離：Ｘ
前記位置ｘ(1)での前記像担持体と現像剤搬送部材間の距離：ｇx ＝｛ｇ0＋ｒ−（ｒ2 −Ｘ2）1/2｝
としたときに、
前記最接近位置ｘ(0) と、前記現像剤搬送開始位置ｘ(1)と、における現像ギャップの変化率に関し、
（ｇx−ｇ0）／ｇ0 ＜ ２・・・・・・・・・（１）式
上記（１）式が満たされることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記像担持体と前記現像剤搬送部材の最接近距離：ｇ0
前記進行波発生電極の電極間ピッチ：λ
としたときに、
ｇ0 ＞ λ／２・・・・・・・・・・・・・（２）式
上記（２）式が満たされることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記現像剤搬送部材における前記像担持体と対峙する部分が、前記像担持体に対して凸曲面状に形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記現像剤搬送部材の凸曲面状部分の曲率は、前記像担持体の曲率よりも小さい値に設定されることを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
【請求項５】
前記最接近位置ｘ(0)から前記ベルト部材と前記現像剤搬送部材の接触開始位置Ｐまでの距離をＡとしたとき、該距離Ａと、前記位置ｘ(0)から前記位置ｘ(1)までの距離Ｘと、に関し、
Ａ＞Ｘ・・・・・・・・・・・・・・・・・・（３）式
上記（３）式が満たされることを特徴とする請求項１ないし４記載の現像装置。
【請求項６】
画像データに基づいて画像を形成する画像形成機能を有し、かつ、請求項１ないし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、像担持体上に形成される静電潜像を現像剤等の現像剤によって現像する現像装置および画像形成装置に係り、特に、進行波電界を用いて現像剤を像担持体状に形成された静電潜像に向けて飛翔・搬送させる現像装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時は、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、現像剤担持体を像担持体に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。
【０００３】
電界カーテンを用いた装置としては、例えば、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おいて配列された複数の電極に前記電源からの交番電圧を印加することにより進行波電界を形成することによって現像剤を像担持体に向けて飛翔・搬送させ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１，２参照）。
【０００４】
また、本件出願人は、ＦＰＣ（フレキシブル回路基板）からなる現像剤搬送部材上に直接現像剤供給を行い、その現像剤搬送部材から発生させた進行波電界を用いた現像剤搬送方法における問題点を解決する方法として、現像剤搬送部材を覆って転動するベルト部材の表面をクリーニング部材によって常にリフレッシュすることにより、現像剤の搬送機能の安定化を図れるようにした現像装置を提案している（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特公平５−３１１４６号公報（明細書２頁右欄２０行〜３頁右欄５行、図１，図２）
【特許文献２】特公平５−３１１４７号公報（明細書２頁左欄２９行〜４頁右欄２１行、図１，図２）
【特許文献３】特開２００２−９１１６０号公報（段落「００３２」〜「００３４」、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、現像剤のベルト搬送を伴う進行波電界を用いた現像剤搬送方法においては、現像剤の搬送機能の安定化を図る上で、ＦＰＣによる現像剤の搬送開始位置（現像剤搬送領域の最上流側の位置）や現像ギャップ（像担持体と現像剤搬送部材との間隔）の設定がきわめて重要な要素になると考えられる。
【０００６】
もし、現像剤の搬送開始位置ないしは搬送位置が適切でなければ、現像剤の機内飛散が発生したり、像担持体への現像剤の過剰付着によるかぶり現象が発生することが懸念されるからである。しかるに、上記背景技術には、この点について何ら言及されていない。
【０００７】
本発明は、このような実情に鑑みてなされ、現像剤のベルト搬送を伴う進行波電界を用いた現像方式において、像担持体への現像剤の搬送特性を安定化させた現像装置及びその現像装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。
【０００９】
（１）表面に形成された静電潜像を担持する像担持体に対向して配置され、基材中に所定間隔を有して配列された複数の進行波発生電極に対して互いに位相の異なる複数種の交番電圧を印加することにより進行波電界を形成して現像剤を搬送する現像剤搬送部材と、この現像剤搬送部材の表面を覆いかつその表面上において現像剤搬送方向に移動するベルト部材と、を備え、前記ベルト部材上を搬送される現像剤を、前記進行波電界により、前記像担持体に向けて飛翔させることにより、前記静電潜像を現像するようにした現像装置において、
前記像担持体の半径：ｒ
前記像担持体と前記現像剤搬送部材の最接近距離：ｇ0
前記像担持体と前記現像剤搬送部材の最接近位置：ｘ(0) 
前記現像剤搬送部材による現像剤搬送開始位置：ｘ(1) 
前記位置ｘ(0) から前記位置ｘ(1) までの距離：Ｘ
前記位置ｘ(1)での前記像担持体と現像剤搬送部材間の距離：ｇx ＝｛ｇ0＋ｒ−（ｒ2 −Ｘ2）1/2｝
としたときに、
前記最接近位置ｘ(0) と、前記現像剤搬送開始位置ｘ(1)と、における現像ギャップの変化率に関し、
（ｇx−ｇ0）／ｇ0 ＜ ２・・・・・・・・・（１）式
上記（１）式が満たされることを特徴とする。
【００１０】
ＦＰＣ等からなる現像剤搬送部材から発生する電界により現像剤を搬送する場合には、飛翔する現像剤を電界作用が及ぶ範囲で制御する必要があり、設定や制御を誤ると現像剤が搬送されなかったり、機内での現像剤飛散が発生する。
【００１１】
この構成においては、現像剤搬送部材から発生する電界に対して、感光体表面に帯電された電位により生じる電場によって、飛翔する現像剤を現像剤搬送部材方向に制御（押さえる）ことが可能となる。
【００１２】
（２）前記像担持体と前記現像剤搬送部材の最接近距離：ｇ0
前記進行波発生電極の電極間ピッチ：λとしたときに、
ｇ0 ＞ λ／２・・・・・・・・・・・・・（２）式
上記（２）式が満たされることを特徴とする。
【００１３】
最小ギャップｇ0 が小さい場合、潜像担持体近傍での進行波発生電極による電位変動の影響を受けやすい。すなわち、現像電界が時間変化するため、周期的な濃度ムラが発生することがある。
【００１４】
この構成においては、最小ギャップと電極ピッチの関係を、上記（２）式のように特定することで、その影響をほとんど排除することができる。
【００１５】
（３）前記現像剤搬送部材における前記像担持体と対峙する部分が、前記像担持体に対して凸曲面状に形成されることを特徴とする。
【００１６】
この構成においては、現像剤搬送部材が像担持体に対して凸曲面状に形成されることで、その現像剤搬送部材に掛張されるベルト部材との接触状態を良好保つことができる。
【００１７】
（４）前記現像剤搬送部材の凸曲面状部分の曲率は、前記像担持体の曲率よりも小さい値に設定されることを特徴とする。
【００１８】
この構成においては、現像剤搬送部材の凸曲面状部分の曲率を像担持体の曲率よりも小さく設定することで、その凸曲面状部分に掛張させるベルト部材との接触状態を良好保つことができる。
【００１９】
（５）前記最接近位置ｘ(0)から前記ベルト部材と前記現像剤搬送部材の接触開始位置Ｐまでの距離をＡとしたとき、該距離Ａと、前記位置ｘ(0)から前記位置ｘ(1)までの距離Ｘと、に関し
Ａ＞Ｘ・・・・・・・・・・・・・・・・・・（３）式
上記（３）式が満たされることを特徴とする。
【００２０】
現像剤搬送開始位置ｘ(1)において、ベルト部材と現像剤搬送部材間の接触状態が不安定であると、現像剤搬送の安定性や均一性を損なう場合がある。
【００２１】
この構成においては、上記（３）式を満たすような条件を設定することで、搬送開始位置において、ベルト部材と現像剤搬送部材の接触状態を常に安定に維持することができる。
【００２２】
（６）画像データに基づいて画像を形成する画像形成機能を有し、かつ、請求項１ないし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。
【００２３】
この構成においては、現像剤搬送部材から発生する電界に対して、感光体表面に帯電された電位により生じる電場によって、飛翔する現像剤を現像剤搬送部材方向に制御（押さえる）することが可能になる。
【発明の効果】
【００２４】
（１）現像ギャップの変化率を（１）式のように設定するので、現像剤搬送部材から発生する電界に対して、感光体表面に帯電された電位により生じる電場によって、飛翔する現像剤を現像剤搬送部材方向に制御（押さえる）ことが可能となるので、現像剤の機内飛散やカブリの発生を防止することが可能となる。
【００２５】
（２）像担持体と現像剤搬送部材の最近接距離ｇ0と電極間ピッチλとの関係を（２）式のように設定するので、潜像担持体が、進行波発生電極による電位変動の影響を受けにくくなり、周期的な濃度ムラが発生しにくくなる。
【００２６】
（３）現像剤搬送部材を、像担持体に対して凸曲面状に形成するので、ベルト部材との接触状態を良好保つことができ、安定した電界形成を維持でき、良好な画像形成を行うことが可能となる。
【００２７】
（４）現像剤搬送部材の凸曲面状部分の曲率を、像担持体の曲率よりも小さい値に設定するので、ベルト部材との接触状態を良好保つことができ、かつ像担持体との間隙変化を抑制できるため、さらに安定した良好な画像形成を行うことが可能となる。
【００２８】
（５）最接近位置ｘ(0)からベルト部材と現像剤搬送部材の接触開始位置Ｐまでの距離Ａと、位置ｘ(0)から前記位置ｘ(1)までの距離Ｘと、の間に、（３）式を成立させるので、搬送開始位置ｘ(1)においてベルト部材と現像剤搬送部材の接触状態を常に安定した維持することできるため、現像剤の搬送状態を安定化させることができ、良好な画像形成を行うのに更に好適である。
【００２９】
（６）画像形成装置にあって、現像剤搬送部材から発生する電界に対して、感光体表面に帯電された電位により生じる電場によって、飛翔する現像剤を現像剤搬送部材方向に制御（押さえる）ことが可能となるので、現像剤の飛散を防止、感光体へのカブリを防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下に本発明の実施の一形態に係る現像装置及び画像形成装置について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００３１】
《画像形成装置》
図１は、本発明の現像装置を備えた画像形成装置の構成を示す説明図である。この画像形成装置の内部には、像担持体としての円筒状の感光体ドラム１が設けられている。この感光体ドラム１を中心として、その周囲に、帯電部材２、露光部材３、現像装置４、転写部材５、クリーニング部材６及び除電部材７がこの順で配設されている。
【００３２】
また、感光体ドラム１と転写部材５との間には、記録媒体としての用紙（ＰＰＣ用紙等）Ｐが搬送される用紙搬送路が配設されている。その用紙搬送路の搬送方向から見て感光体ドラム１の下流側には、上下一対の定着部材８１，８１を備えた定着装置８が配設されている。
【００３３】
電子写真プロセスでは、感光体ドラム１に原稿像、あるいはホストコンピュータ（図示せず）等から取り込んだ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４によって現像（可視化）され、用紙Ｐ上に転写されて画像形成が行われる。感光体ドラム１は、導電性基体１１上に光導電層１２が形成されており、帯電部材２から上記各部材３〜７の配置順に従って回転可能となっている。
【００３４】
まず、感光体ドラム１の表面（光導電層１２）は、帯電部材２によって所定の電位となるまで帯電される。所定電位まで帯電された感光体ドラム１の表面は、感光体ドラム１の回転によって露光部材３の位置まで到達する。この露光部材３は書き込み手段であり、画像情報に基づいて、例えばレーザ光などの光によって帯電している感光体ドラム１の表面上に画像を書き込む。これによって、感光体ドラム１上に静電潜像が形成される。静電潜像が形成された感光体ドラム１の表面は、その感光体ドラム１の回転によって現像装置４の位置まで到達する。
【００３５】
現像装置４では、現像剤搬送部材４１上を搬送される現像剤（トナー）Ｔによって、感光体ドラム１の表面の静電潜像を現像剤像として現像する。現像剤Ｔが担持された感光体ドラム１の表面は、この感光体ドラム１の回転によって転写部材５の位置まで到達する。転写部材５は、感光体ドラム１の表面上の現像剤Ｔを用紙Ｐ上に転写する。感光体ドラム１から用紙Ｐ上に転写された現像剤像は定着装置８によって用紙Ｐ上に定着される。
【００３６】
現像剤像が転写された後の感光体ドラム１の表面は、この感光体ドラム１の回転によってクリーニング部材６の位置まで到達する。クリーニング部材６は、感光体ドラム１の表面に残留している現像剤Ｔや紙粉などを除去する。クリーニング部材６によってクリーニングされた感光体ドラム１の表面は、この感光体ドラム１の回転によって除電部材７の位置まで到達する。除電部材７は、感光体ドラム１の表面に残留している電位を除去する。上述した一連の動作によって一回の画像形成が終了する。
【００３７】
感光体ドラム１としては、例えばアルミニウムなどで製作された導電性基体（金属ドラム）１１の外周面に、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）、セレン（Ｓｅ）や有機光半導体（ＯＰＣ）などの光導電層１２が薄膜状に形成されてなる構成が挙げられるが、特に限定されるものではない。
【００３８】
帯電部材２としては、例えばタングステンワイヤなどの導電線、金属性のシールド板、グリッド板からなるコロナ帯電器や帯電ローラ、帯電ブラシなどの構成が挙げられるが、特に限定されるものではない。露光部材３としては、例えば半導体レーザや発光ダイオードなどが挙げられるが、特に限定されるものではない。
【００３９】
また、転写部材５としては、例えば、コロナ転写器、転写ローラ、転写ブラシなどが挙げられるが、特に限定されるものではない。クリーニング部材６としては、クリーニングブレードなどが挙げられるが、特に限定されるものではない。除電部材７としては、除電ランプなどが挙げられるが、特に限定されるものではない。
【００４０】
《現像装置》
次に、現像装置４について説明する。現像装置４は、図１及び図２に示すように、ケーシング４０、ＦＰＣ等からなる現像剤搬送部材４１、ミキシングパドル４２、支持部材４３、現像剤供給手段４４、現像剤回収手段４５及び現像剤層厚規制部材４６などによって構成されており、現像剤搬送部材４１には、多相交流電源４７及び現像バイアス直流電源４８が接続されている。ケーシング４０は、現像剤Ｔを内部に収容するものであり、また、必要に応じて現像装置４を構成する部材を支持する。また、ミキシングパドル４２は、ケーシング４０内に収容されている現像剤Ｔを混合する。
【００４１】
現像剤搬送部材４１の表面（感光体ドラム１との対向面）には、その表面を周方向に覆うように無端ベルト（ベルト部材）１０１が掛張され、この無端ベルト１０１は、ケーシング４０内に設けられたベルト駆動部材１０２によって、現像剤Ｔの搬送方向に所定の周速度で転動する。現像剤搬送部材４１は、感光体ドラム１の現像領域に対向して無端ベルト１０１を案内する案内面が凸形状の曲面に形成され、現像領域では、その凸曲面部が感光体ドラム１に対して最接近するようになっている。
【００４２】
上述のように、無端ベルト１０１が所定の周速度で転動することによって、現像剤搬送部材４１の表面が常に刷新され、この表面上での帯電及び現像剤Ｔの固着が防止される。この無端ベルト１０１の駆動速度は、現像剤Ｔの搬送速度に対して、ほぼ静止している状態に近い低速のレベルに制御されることが好ましく、例えば、現像剤Ｔの搬送速度に対して１０分の１ないしは１００分の１程度に設定される。
【００４３】
その無端ベルト１０１の速度は、例えば赤外線センサを２つ設け、各々で現像剤Ｔの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）。
【００４４】
また、無端ベルト１０１には、現像剤搬送部材４１の表面に対し密着した状態となるように一定の張力が付与されており、その表面上において進行波発生電極４１ｂにより形成された進行波電界（電界カーテン）が均一に作用するようになっている。
【００４５】
無端ベルト１０１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プレン、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＶＤＦ（ポリビニリデンフロリド）、ポリアミドイミド系、ナイロンなどの有機材料や、シリコン、イソプレン、ブタジエンなどのゴム材料を挙げることができる。
【００４６】
これらのベルト材料は絶縁性もしくは導電剤を分散させた高抵抗（体積抵抗率ρ：１Ｅ＋９〜１４Ω・ｃｍ、１００Ｖ印加）としたものが好適である。導電性の付与に関しては、電子導電タイプあるいはイオン導電タイプのものを用いることができる。また、無端ベルト１０１の厚みは、現像剤搬送部材４１の電極間ピッチλ（図４参照）にもよるが、５μｍ〜２００μｍ、好ましくは１０μｍ〜１００μｍがよい。
【００４７】
ベルト駆動部材１０２としては、ＳＵＳ（ステンレス）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などの部材を被覆したものが用いられる。さらに、この実施形態においては、無端ベルト１０１の転動動作をスムーズにするために、無端ベルト１０１に当接するように駆動補助部材１０３が設けられている。無端ベルト１０１は、ベルト駆動部材１０２との摩擦力が大きくなるように、駆動補助部材１０３にて押し込まれた状態となっており、ベルト駆動部材１０２との接触性が高く、高い駆動力を得られる構造となっている。さらには、ベルト部材の生産バラツキ、経時使用、使用環境による周長変化が発生した際にも、駆動補助部材により現像剤搬送部材との接触状態を安定に保つ作用も付与することができる。
【００４８】
駆動補助部材１０３としては、ベルト駆動部材１０２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などの部材を被覆したものを挙げることができる。また、駆動補助部材１０３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。さらに、駆動補助部材１０３には、ベルト駆動部材１０２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など、押付け力を付与できるものを挙げることができる。
【００４９】
駆動補助部材１０３の回動機構としては、無端ベルト１０１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１０２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、図示は省略するが、駆動補助部材１０３には別の駆動源を設けてもよい。あるいは、駆動補助部材１０３を電気的に接地することにより、無端ベルト１０１の表面に帯電した電位を除電することができる。
【００５０】
さらに、この実施形態においては、無端ベルト１０１上に付着した現像剤Ｔを除去するためのクリーニング部材として、ベルト駆動部材１０２に無端ベルト１０１を介して当接するクリーニングブレード１０４を設けている。クリーニングブレード１０４はケーシング４０の一部に固定されている。クリーニングブレード１０４の材質としては、ＳＵＳ、ニッケルコートを施した鉄、ウレタンまたはシリコンゴムなどが挙げられる。
【００５１】
クリーニングブレード１０４は、無端ベルト１０１上に残留した現像剤Ｔを掻き取り、無端ベルト１０１表面をクリーニングするとともに、ケーシング４０の現像剤蓄積部４０ａに現像剤Ｔを戻す。なお、図２の構造では、クリーニングブレード１０４と現像剤供給手段４４との間に存在する無端ベルト１０１に、現像剤Ｔが付着しないように、無端ベルト１０１側と、現像剤蓄積部４０ａ側とを隔てるための隔壁部材１０５が設けられており、無端ベルト１０１のクリーニングをより有効に行える構造となっている。
【００５２】
現像剤搬送部材４１の下方端部には、無端ベルト１０１に対して現像剤Ｔを供給するローラ部材からなる現像剤供給手段４４が設けられている。また、現像剤搬送部材４１の上方端部には、無端ベルト１０１の表面の現像剤Ｔをケーシング４０内部に回収するためのローラ部材からなる現像剤回収手段４５が設けられている。なお、本実施形態では、現像剤回収手段４５が現像剤搬送部材４１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、回動しない形態であってもよい。
【００５３】
現像剤供給手段４４は、ケーシング４０内に収容されている現像剤Ｔを無端ベルト１０１に載せて現像領域まで供給するためのものであり、無端ベルト１０１に対して所定の当接圧で当接した状態に設けられている。現像剤供給手段４４と現像剤搬送部材４１との圧接力はバネ等によって与えられる。現像剤供給手段４４には、その表面上に形成する現像剤層の層厚を規制するための現像剤層厚規制部材４６が当接している。
【００５４】
現像剤供給手段４４の素材としては、特に限定されるものではないが、例えばシリコーン、ウレタン、ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−メチレン共重合体）などのソリッドゴム、発泡ゴムなどが挙げられる。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してもよい（電圧印加も可能）。
【００５５】
なお、現像剤供給手段４４及び現像剤搬送部材４１の弾性率を調整して両者の位置関係を制御するようにしてもよい。さらに、現像剤供給手段４４に印加する電圧を適切な値に設定し、現像剤供給手段４４に現像剤Ｔを帯電させる機能を付加するようにしてもよい。あるいは、現像剤供給手段４４の前段に、例えば薄板状のブレード（材料としては、現像剤供給手段４４と同じものが使用可能）を設けて現像剤Ｔを帯電させるようにしても構わない。
【００５６】
現像剤回収手段４５は、感光体ドラム１上の静電潜像の現像に寄与しない現像剤Ｔを回収してケーシング４０内に戻すためのものであり、その材質としては、特に限定されないが、例えば現像剤供給手段４４と同様のものを使用することができる。また、支持部材４３は、ベルト形状の現像剤搬送部材４１を感光体ドラム１の現像領域に対向した状態を保持するためのもので、その構成は特に限定されるものではない。その素材として、例えば、ＡＢＳ（Acrylonitrile-Butadiene-Styrene：アクリロニトリルブタジエンスチレン）樹脂などを挙げることができる。
【００５７】
現像剤搬送部材４１は、電界カーテン作用により現像剤Ｔを搬送するものであり、図４に示すように、絶縁層からなる基材４１ａ上に、電界カーテン作用を発生させる長尺状の進行波発生電極４１ｂが、４本を１組として複数組が順次連続して配設されている。この現像剤搬送部材４１の表面側は表面保護層４１ｃによって覆われている。
【００５８】
そして、これらの進行波発生電極４１ｂ，…に多相交流電源４７から多相の交番電圧が印加されることにより、現像剤搬送部材４１の表面に平行となる方向に電界カーテンが形成され、これによって現像領域まで電界カーテン作用により現像剤Ｔを搬送する。また、進行波発生電極４１ｂ，…には、現像バイアス直流電源４８にてバイアス電圧が印加される。
【００５９】
現像剤搬送部材４１の具体例を挙げると、例えば、基材４１ａ：ポリイミド（厚さ２５μｍ）、進行波発生電極４１ｂ：銅（厚さ１８μｍ）、表面保護層４１ｃ：ポリイミド（厚さ２５μｍ）といった構成を挙げることができる。進行波発生電極４１ｂ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。
【００６０】
なお、本実施形態では、４本の進行波発生電極４１ｂを１組とし、これら各組の進行波発生電極４１ｂに対して、例えば図５に示すような電圧波形の４相の交番電圧を印加し、進行波発生電極４１ｂ，…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、３本の進行波発生電極４１ｂを１組として３相の交番電圧を印加しても構わない。
【００６１】
上記電圧波形は、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、これらの電圧値や周波数については、進行波発生電極４１ｂの形状、現像剤Ｔの搬送速度、現像剤Ｔ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。
【００６２】
〈現像ギャップ〉
図６は、感光体ドラム１と現像剤搬送部材４１との間に形成される現像ギャップについての説明図である。図示のように、感光体ドラム１の半径をｒ、感光体ドラム１と現像剤搬送部材４１の最接近距離をｇ0 、感光体ドラム１と現像剤搬送部材４１の最接近位置をｘ(0)、現像剤搬送部材４１による現像剤搬送開始位置をｘ(1)、位置ｘ(0)から位置ｘ(1)までの距離をＸ、位置ｘ(1)での感光体ドラム１と現像剤搬送部材４１間の距離をｇx ＝｛ｇ0＋ｒ−（ｒ2 −Ｘ2）1/2｝としたときに、
前記最接近位置ｘ(0) と、前記現像剤搬送開始位置ｘ(1)と、における現像ギャップの変化率に関し、
（ｇx−ｇ0）／ｇ0 ＜ ２・・・・・・・・・（１）式
上記（１）式が満たされれば、現像剤搬送部材４１による現像剤の搬送状態、現像の状態が良好になることが確認されている。
【００６３】
現像剤搬送部材４１で発生させた電界により現像剤を飛翔・搬送する場合には、飛翔させる現像剤を電界が作用可能な範囲内で制御する必要があり、設定や制御を誤ると現像剤が搬送されなかったり、機内での現像剤飛散が発生する。
【００６４】
そこで、上記（１）式が成立するような条件を設定することにより、現像剤搬送部材４１から発生する電界に対して、感光体ドラム１の表面に帯電された電位により生じる電場によって、飛翔する現像剤を現像剤搬送部材４１の方向に制御（押さえる）ことが可能となるので、設定・制御が容易となり、現像剤の飛散を防止でき、また、感光体ドラム１へのカブリ現象を防止することが可能となる。
【００６５】
この点については、以下の表１ないし表３に示すように、外径の異なる３種の感光体ドラム１について行った実験の結果により明確に確認することができる。この実験では、感光体ドラム１と現像剤搬送部材４１の最接近距離ｇ0 と、感光体ドラム１と現像剤搬送部材４１の最接近位置ｘ(0)から現像剤搬送開始位置ｘ(1)までの距離Ｘと、をそれぞれ変化させて、現像ギャップ（ｇx−ｇ0）／ｇ0の変化率（％）をそれぞれ異ならせた場合について、以下の項目について調査した。
【００６６】
（１）地かぶり
本来非画像形成部である感光体領域にトナーが付着してしまう現象を指す。本発明の中では、現像領域（感光体との近接部近傍）だけでなく、トナーが感光体ドラム１との近接位置に突入する前に、舞い上がったトナーが感光体ドラム１の非画像部に付着してしまう現象をいう。
【００６７】
（２）トナー飛散
トナーが感光体ドラム１との近接位置に突入する前に、舞い上がったトナーが機内に漂うことをいい、機内汚染の原因となる。搬送距離が長いときや、現像ギャップの大きい場合に発生しやすい。
【００６８】
（３）現像剤の均一性
（ａ）モヤモヤ感
感光体ドラム１からの逆電界作用（クラウドを押し付ける）があまり存在しない状態にて、トナー搬送が開始された時、トナークラウドが舞い上がりやすい。舞い上がりすぎたトナーは進行波電界の作用を充分に受けることができないので、進行波電界に追従した所望の挙動ができず、モヤモヤと漂うような動きとなりやすく、現像状態にもモヤモヤ感が現れる。搬送距離が長いときや、現像ギャップの大きい場合に発生しやすい。
【００６９】
（ｂ）周方向濃度ムラ
搬送開始時に、感光体ドラム１からの逆電界作用が小さい時に、搬送状態（クラウド高さ）が不安定になりやすい。現像ギャップが小さく、搬送距離が比較的に短い時に発生しやすい。
【００７０】
（４）搬送不均一
（ａ）スジ状ムラ
トナー搬送面のベルトあるいはＦＰＣ面の局所的な帯電や、凹凸がある場合、搬送されていくに従い、トナー流の凝集や反発が助長され、スジ状の搬送ムラになりやすい。搬送距離の長いときに発生しやすい。
【００７１】
以下、その実験結果について、感光体ドラム１の外径が２４ｍｍφの場合を表１、外径が３０ｍｍφの場合を表２、外径が６５ｍｍφの場合を表３、にそれぞれ示す。判定の欄には、結果として、最良の状態で画像が形成された場合を◎印、使用できる好ましい状態で画像が形成された場合を○印、何とか使用できる程度に画像が形成された場合を△印、何らかの不具合が発生して使用できない程度に画像が形成された場合は×印、を付している。
【００７２】
【表１】
2005043815.tif 000003
【００７３】
【表２】
2005043815.tif 000004
【００７４】
【表３】
2005043815.tif 000005
【００７５】
表１，表２，表３いずれの場合においても、現像ギャップの変化率（ｇx−ｇ0）／ｇ0 が２００％を超えると、何らかの不具合が発生し、判定の結果に△印や×印が認められるのに対して、２００％未満の場合には、不具合の発生はなく、○印または◎印となる。以上の結果から、感光体ドラム１の直径、感光体ドラム１と現像剤搬送部材４１のギャップ（最接近距離ｇ0）に関係なく、上記（１）式を満足することにより、安定した現像剤の搬送が可能となり、現像剤の機内飛散もなく、良好な現像により品位の高い画像を形成できることを確認することができる。
【００７６】
また、感光体ドラム１への現像剤の搬送特性を安定化するためには、感光体ドラム１と現像剤搬送部材４１の最接近距離ｇ0と、進行波発生電極４１ｂの電極間ピッチをλと、の間に、
ｇ0 ＞ λ／２・・・・・・・・・・・・・（２）式
上記（２）式が成立することも重要な要件となる。
【００７７】
最小ギャップｇ0 が小さい場合、感光体ドラム１の近傍での進行波発生電極４１ｂによる電位変動の影響を受けやすい。すなわち、現像電界の空間的な偏在が生じ、かつそれが時間変化するため、周期的な濃度ムラが発生する場合がある。そこで、最小ギャップｇ0 と電極ピッチλとの関係を、上記（２）式のように設定することで、その影響をほとんど排除でき、良好な画像形成を行うことができる。
【００７８】
また、前述したように、現像剤搬送部材４１が感光体ドラム１と対峙する部分を、感光体ドラム１に対して凸曲面状に形成することが好ましい。つまり、無端ベルト１０１を案内する案内面４１ｄ（図３参照）を凸曲面状に形成することで、無端ベルト１０１との接触状態を良好保つことができ、安定した電界形成を維持でき、良好な画像形成を行うことが可能と安定に保持することができる。
【００７９】
さらに、現像剤搬送部材４１の凸曲面状の案内面４１ｄの曲率を、感光体ドラム１の曲率よりも小さい値に設定することが好ましい。案内面４１ｄの曲率を小さく設定することにより、無端ベルト１０１との接触状態を良好に保つことができ、その転動状態を安定化することができる。これにより、感光体ドラム１との間隙変化を少なくすることができるため、さらに安定した良好な画像形成を行うことが可能となる。
【００８０】
そして、最接近位置ｘ(0)から無端ベルト１０１と現像剤搬送部材４１の接触開始位置Ｐ（図３，図６参照）までの距離をＡとしたとき、該距離Ａと、前記位置ｘ(0)から現像剤搬送開始位置ｘ(1)までの距離Ｘと、の間に、
Ａ＞Ｘ・・・・・・・・・・・・・・・・・・（３）式
上記（３）式が成立することも重要な要件となる。
【００８１】
搬送開始位置ｘ(1)において、無端ベルト１０１と現像剤搬送部材４１の間での接触状態が不安定であると、現像剤の搬送状態の安定性や均一性を損なう場合がある。そこで、上記（３）式を成立させるような条件を設定することで、現像剤の搬送開始位置ｘ(1)において、無端ベルト１０１と現像剤搬送部材４１との間で、常に安定した接触状態を維持することができるため、さらに良好な画像形成を行うことができる。
【００８２】
なお、本発明は、静電潜像は所定の電荷を付与して帯電させた像担持体上に光情報を書き込んだものだけでなく、イオンフロー方式のように誘電体上に直接静電電荷潜像を形成するものや、現像剤ジェット方式のように複数の開口部を有する電極に任意の電圧を印可することにより空間に静電潜像を形成し、現像剤を記録媒体に飛翔させ直接画像形成を行うものに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成についての説明図である。
【図２】同現像装置の構成についての説明図である。
【図３】同現像装置の要部説明図である。
【図４】同現像剤搬送部材の構成説明図である。
【図５】同進行波電界周期の説明図である。
【図６】同現像ギャップの説明図である。
【符号の説明】
【００８４】
１−像担持体
４−現像装置
４１−現像剤搬送部材
４１ａ−基材
４１ｂ−進行波発生電極
１０１−ベルト部材
ｒ−半径
ｇ0 −最接近距離
ｘ(0)−最接近位置
ｘ(1)−現像剤搬送開始位置
Ｘ−位置ｘ(0)から位置ｘ(1)までの距離
ｇx−位置ｘ(1)での像担持体と現像剤搬送部材間の距離
λ−電極間ピッチ
Ｐ−接触開始位置
Ａ−距離
【図１】
2005043815.tif 000006
【図２】
2005043815.tif 000007
【図３】
2005043815.tif 000008
【図４】
2005043815.tif 000009
【図５】
2005043815.tif 000010
【図６】
2005043815.tif 000011