(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定方向に並ぶ複数の電極を具備するトナー担持体と、それら複数の電極における少なくとも一部の電極に電圧を印加して該トナー担持体の表面上に電界を形成する電界形成手段とを有し、回転する該トナー担持体の表面に担持しているトナーを該電界によってホッピングさせながら、該トナー担持体と画像形成装置の潜像担持体との対向領域である現像領域まで搬送し、該現像領域内でホッピングしているトナーを潜像担持体の潜像に付着させて該潜像を現像する現像装置であって、
上記電界形成手段が、上記複数の電極のうち、上記トナー担持体の回転に伴って上記現像領域に移動した電極に摺擦する第１摺擦電極を介して該電極に電圧を印加する一方で、該トナー担持体の回転に伴って、該現像領域とは異なる領域に移動した電極に摺擦する第２摺擦電極を介して該電極に前記電圧とは特性の異なる電圧を印加することで、該トナー担持体の表面のうち、該現像領域内に位置している箇所である現像領域内箇所と、現像領域外に位置している箇所である現像領域外箇所とで、上記電界として互いに異なる特性のものを形成して、該現像領域内箇所におけるトナーのホッピング高さを、該現像領域外箇所のトナーのホッピング高さよりも大きくするものであることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１の現像装置において、
所定の条件が具備されたことに基づいて、上記トナー担持体における複数の電極のうち、上記第１摺擦電極を介して電圧を印加する電極に対する印加電圧の値を変化させるように、上記電界形成手段を構成したことを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項２の現像装置において、
所定の条件が具備されたことに基づいて、上記トナー担持体における複数の電極のうち、上記第２摺擦電極を介して電圧を印加する電極に対する印加電圧の値を変化させるように、上記電界形成手段を構成したことを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかの現像装置において、
上記トナー担持体における複数の電極のうち、上記第１摺擦電極を介して電圧を印加する電極に対する印加電圧の値を、上記第２摺擦電極を介して電圧を印加する電極に対する印加電圧の値よりも大きくするように、上記電界形成手段を構成したことを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項１の現像装置において、
上記トナー担持体における複数の電極のうち、上記第１摺擦電極を介して電圧を印加する電極と、上記第２摺擦電極を介して電圧を印加する電極とで、印加電圧の周波数を異ならせることで、上記現像領域内箇所と上記現像領域外箇所とで、上記電界として互いに異なる特性のものを形成するように、上記電界形成手段を構成したことを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項５の現像装置において、
所定の条件が具備されたことに基づいて、上記トナー担持体における複数の電極のうち、上記第１摺擦電極を介して電圧を印加する電極に対する印加電圧の周波数を変化させるように、上記電界形成手段を構成したことを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項６の現像装置において、
所定の条件が具備されたことに基づいて、上記トナー担持体における複数の電極のうち、上記第２摺擦電極を介して電圧を印加する電極に対する印加電圧の周波数を変化させるように、上記電界形成手段を構成したことを特徴とする現像装置。
【請求項８】
請求項５乃至７の何れかの現像装置において、
上記第１電極を介して電圧を印加する電極に対する印加電圧の周波数を、上記第２電極を介して電圧を印加する電極に対する印加電圧の周波数よりも小さくするように、上記電界形成手段を構成したことを特徴とする現像装置。
【請求項９】
潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体を帯電させる帯電手段と、該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段と、現像によって得られたトナー像を該潜像担持体の表面から転写体に転写する転写手段と、転写工程を経た後の潜像担持体表面に付着している転写残トナーをクリーニングするクリーニング手段とを備える画像形成装置に用いられ、
少なくとも、該潜像担持体、帯電手段及びクリーニング手段のうちの１つと、該現像手段とを１つのユニットとして共通の保持体に保持させて画像形成装置本体に対して一体的に着脱可能にし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１乃至８の何れか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１０】
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有する画像形成装置において、
上記現像手段として、請求項１乃至８の何れかの現像装置を用い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、トナー担持体の表面上でホッピングさせたトナーを潜像担持体の潜像に付着させて現像を行う現像装置に関するものである。また、かかる現像装置を用いるプロセスユニットや画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の現像装置としては、特許文献１に記載のものが知られている。この現像装置は、筒状のトナー担持体を有している。そして、このトナー担持体には、回転軸線方向に延在した形状の細長い電極が回転方向に所定のピッチで配設されている。トナー担持体の表面上においては、互いに隣り合う電極の間に交番電界が形成される。そして、交番電界の向きの変化に応じて、互いに隣り合うの電極の一方の真上からホッピングして他方の電極の上に着地したり、他方の電極の上からホッピングして一方の電極の上に着地したりする。トナーはこのようにして２つの電極の間でホッピングを繰り返しながら、筒状のトナー担持体の回転に伴って潜像担持体に対向する現像領域まで搬送される。現像領域では、トナー担持体の表面からホッピングして潜像担持体上の近傍まで浮上したトナーが、潜像による電界に引かれて潜像に付着する。この付着により、潜像がトナー像に現像される。
【０００３】
ホッピングによって往復移動するトナーをトナー担持体の表面移動によって現像領域に搬送するのではなく、トナー担持体の表面上でトナーをホッピングによって一定方向に移動させて現像領域まで搬送する構成の現像装置も知られている。例えば、特許文献２には、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相という３つの電極がその順序で繰り返し配設されたトナー担持体を用いる現像装置が記載されている。この現像装置では、トナー担持体の表面上でトナーをＡ相電極上からＢ相電極上へ、Ｂ相電極上からＣ相電極上へ、Ｃ相電極上からＡ相電極上へというように順次ホッピングさせていくことで、トナーを現像領域に向けて搬送する。
【０００４】
これらの現像装置のように、ホッピングさせているトナーを現像に用いる方式（以下、ホッピング方式という）では、従来の１成分現像方式や二成分現像方式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。
【０００５】
但し、トナー担持体の表面上でトナーを十分な高さまでホッピングさせないと、孤立ドットの現像不良を引き起こしてしまう。具体的には、現像領域におけるトナーのホッピング高さが小さくなるほど、トナー担持体の表面上でホッピングしたトナーと、潜像担持体との距離が大きくなる。そして、トナーが潜像担持体上の静電潜像に付着し難くなる。潜像担持体において、画像のドットが互いに連続して並ぶ領域においては、それらドットにそれぞれ対応する複数のドット潜像により、比較的強い電界が形成される。このため、現像領域におけるトナーのホッピング高さがある程度小さいことにより、前述の領域とトナーとの距離が比較的大きかったとしても、トナーは電界によって引き寄せられて複数のドット潜像に付着することができる。しかし、潜像担持体において、画像のドットが１つだけ孤立している領域では、電界の強度がそれほど強くない。このため、現像領域におけるトナーのホッピング高さがある程度小さいと、トナーが電界に良好に引き寄せられずに、孤立ドットの現像不良が発生するのである。
【０００６】
十分なホッピング高さが得られるように、トナー担持体の表面上に形成するホッピング用の電界の強度を十分に大きくすれば、孤立ドットを良好に現像することができる。しかしながら、このようにすると、トナー担持体の表面上で高くホッピングしたトナーが気流、慣性、周辺環境などの影響によってホッピング用の電界領域から外れて飛散し易くなってしまう。特に、トナー担持体の表面において、電極並び方向と直交する方向の両端部では、ホッピングの方向が電極間に沿った方向から僅かに反れただけでも、電極間の電界領域から外れてしまうため、トナー飛散が生じ易くなる。
【０００７】
特許文献３に記載には、次のような構成により、トナー担持体の表面上からのトナー飛散を防止するようにした現像装置が開示されている。即ち、この現像装置は、トナー担持体として、平板状の基板に対して、基板の短手方向に延びる短冊状の電極を長手方向に沿って所定のピッチで複数形成したもの、を用いている。そして、基板の表面上のトナーを、基板の長手方向の一端側から他端側に向けて順次ホッピングさせて現像領域まで搬送している。このトナー担持体の表面における現像領域以外の箇所に対しては、所定の間隙を介して対向電極基板を対向させている。この対向電極基板によってトナーのホッピング高さを制限することで、トナーを高くホッピングさせ過ぎることによるトナー飛散の発生を回避することができる。対向電極基板における短手方向の両端部は、トナー担持体に向けて湾曲していることで、トナー担持体と距離が短手方向の中央部よりも小さくなっている。このような構造では、トナー担持体の表面における短手方向の両端部に、端側から中央側に向かう電界が形成される。この電界により、トナー担持体の短手方向の両端部において、トナー担持体の真上から外側に反れてホッピングしようとするトナーをトナー担持体の真上に押し返すことで、短手方向におけるトナー飛散の発生を抑えている。かかる構成の現像装置によれば、孤立ドットを確実に現像するために、ホッピング用の電界の強度を比較的大きくしても、トナー飛散の発生を防止することができる。
【特許文献１】特開２００７−１３３３８９号公報
【特許文献２】特開２００４−１９８６７５号公報
【特許文献３】特開２００２−３５１２１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、対向電極基板を設けることで、構造を複雑化させてしまうという問題がある。特に、トナー担持体として、特許文献１に記載のような筒状のものを用いる場合には、その筒状の周面を対向電極基板によって覆ってしまうことで、メンテナンス性を著しく悪化させてしまう。
【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、次のような現像装置、並びにこれを用いるプロセスユニット及び画像形成装置を提供することである。即ち、対向電極基板を設けることなく、孤立ドットの現像不良と、トナー担持体の表面上からのトナー飛散とを抑えることができる現像装置等である。
【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、所定方向に並ぶ複数の電極を具備するトナー担持体と、それら複数の電極における少なくとも一部の電極に電圧を印加して該トナー担持体の表面上に電界を形成する電界形成手段とを有し、回転する該トナー担持体の表面に担持しているトナーを該電界によってホッピングさせながら、該トナー担持体と画像形成装置の潜像担持体との対向領域である現像領域まで搬送し、該現像領域内でホッピングしているトナーを潜像担持体の潜像に付着させて該潜像を現像する現像装置であって、上記電界形成手段が、上記複数の電極のうち、上記トナー担持体の回転に伴って上記現像領域に移動した電極に摺擦する第１摺擦電極を介して該電極に電圧を印加する一方で、該トナー担持体の回転に伴って、該現像領域とは異なる領域に移動した電極に摺擦する第２摺擦電極を介して該電極に前記電圧とは特性の異なる電圧を印加することで、該トナー担持体の表面のうち、該現像領域内に位置している箇所である現像領域内箇所と、現像領域外に位置している箇所である現像領域外箇所とで、上記電界として互いに異なる特性のものを形成して、該現像領域内箇所におけるトナーのホッピング高さを、該現像領域外箇所のトナーのホッピング高さよりも大きくするものであることを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の現像装置において、所定の条件が具備されたことに基づいて、上記トナー担持体における複数の電極のうち、上記第１摺擦電極を介して電圧を印加する電極に対する印加電圧の値を変化させるように、上記電界形成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３の発明は、請求項２の現像装置において、所定の条件が具備されたことに基づいて、上記トナー担持体における複数の電極のうち、上記第２摺擦電極を介して電圧を印加する電極に対する印加電圧の値を変化させるように、上記電界形成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４の発明は、請求項１乃至３の何れかの現像装置において、上記トナー担持体における複数の電極のうち、上記第１摺擦電極を介して電圧を印加する電極に対する印加電圧の値を、上記第２摺擦電極を介して電圧を印加する電極に対する印加電圧の値よりも大きくするように、上記電界形成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の現像装置において、上記トナー担持体における複数の電極のうち、上記第１摺擦電極を介して電圧を印加する電極と、上記第２摺擦電極を介して電圧を印加する電極とで、印加電圧の周波数を異ならせることで、上記現像領域内箇所と上記現像領域外箇所とで、上記電界として互いに異なる特性のものを形成するように、上記電界形成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６の発明は、請求項５の現像装置において、所定の条件が具備されたことに基づいて、上記トナー担持体における複数の電極のうち、上記第１摺擦電極を介して電圧を印加する電極に対する印加電圧の周波数を変化させるように、上記電界形成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７の発明は、請求項６の現像装置において、
所定の条件が具備されたことに基づいて、上記トナー担持体における複数の電極のうち、上記第２摺擦電極を介して電圧を印加する電極に対する印加電圧の周波数を変化させるように、上記電界形成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８の発明は、請求項５乃至７の何れかの現像装置において、上記第１電極を介して電圧を印加する電極に対する印加電圧の周波数を、上記第２電極を介して電圧を印加する電極に対する印加電圧の周波数よりも小さくするように、上記電界形成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９の発明は、潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体を帯電させる帯電手段と、該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段と、現像によって得られたトナー像を該潜像担持体の表面から転写体に転写する転写手段と、転写工程を経た後の潜像担持体表面に付着している転写残トナーをクリーニングするクリーニング手段とを備える画像形成装置に用いられ、少なくとも、該潜像担持体、帯電手段及びクリーニング手段のうちの１つと、該現像手段とを１つのユニットとして共通の保持体に保持させて画像形成装置本体に対して一体的に着脱可能にし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１乃至８の何れか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１０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有する画像形成装置において、上記現像手段として、請求項１乃至８の何れかの現像装置を用いたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
これらの発明におけるトナー担持体の現像領域内箇所では、トナーを十分な高さまでホッピングさせ得る特性の電界をトナー担持体表面上に形成して、潜像担持体の孤立ドットを良好に現像する。この一方で、トナー担持体の現像領域外箇所では、トナーを比較的低い高さでホッピングさせる特性の電界をトナー担持体表面上に形成して、トナー飛散の発生を抑える。よって、対向電極基板を設けることなく、孤立ドットの現像不良と、トナー担持体の表面上からのトナー飛散とを抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を適用した現像装置を搭載した電子写真方式の画像形成装置について説明する。図１は、実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。同図において、潜像担持体としてのドラム状の感光体１５０は、従来から周知の一般的な有機感光体であり、図示しない駆動手段によって図中時計回り方向に回転駆動せしめられる。
【００１３】
操作者がコンタクトガラス９０に図示しない原稿を載置し、図示しないプリントスタートスイッチを押すと、原稿照明光源９１及びミラー９２を具備する第１走査光学系９３と、ミラー９４，９５を具備する第２走査光学系９６とが移動して、原稿画像の読み取りが行われる。
【００１４】
走査された原稿画像がレンズ９７の後方に配設された画像読み取り素子９８で画像信号として読み込まれ、読み込まれた画像信号はデジタル化された後に画像処理される。そして、処理後の信号でレーザーダイオード（ＬＤ）が駆動され、このレーザーダイオードからのレーザー光がポリゴンミラー９９で反射した後、ミラー８０を介して感光体１５０を走査する。この走査に先立って、感光体１５０は帯電装置６２によって一様に帯電せしめられており、レーザー光による走査により、感光体１５０の表面に静電潜像が形成される。
【００１５】
この静電潜像は、現像装置１によってトナーが付着せしめられてトナー像に現像された後、感光体１５０の回転に伴って、転写チャージャー６０との対向位置である転写位置に搬送される。この転写位置に対しては、感光体１５０上のトナー像と同期するように、第１給紙コロ７０ａを具備する第１給紙部７０、又は第２給紙コロ７１ａを具備する第２給紙部７１から記録紙Ｐが送り込まれる。そして、感光体１５０上のトナー像は、転写チャージャー６０のコロナ放電によって記録紙Ｐ上に転写される。
【００１６】
このようにしてトナー像が転写された記録紙Ｐは、分離チャージャー６１のコロナ放電によって感光体１５０表面から分離された後、搬送ベルト７５によって定着装置７６に向けて搬送される。そして、定着装置７６内において、図示しないハロゲンランプ等の発熱源を内包する定着ローラ７６ａと、これに向けて押圧される加圧ローラ７６ｂとの当接による定着ニップに挟み込まれる。その後、定着ニップ内での加圧や加熱によってトナー像が表面に定着せしめられた後、機外の排紙トレイ７７に向けて排紙される。
【００１７】
上述の転写位置を通過した感光体１５０表面に付着している転写残トナーは、クリーニング装置４５によって感光体１５０表面から除去される。このようにしてクリーニング処理が施された感光体１５０表面は、除電ランプ４４によって除電されて次の潜像形成に備えられる。
【００１８】
感光体１５０としては、厚み１３［μｍ］の有機感光層を具備するものを用い、これを帯電装置６２によって−３００〜−５００［Ｖ］に一様に帯電させて有機感光層を一様な地肌部とする。そして、地肌部に対して、１２００［ｄｐｉ］解像度で光走査を行って静電潜像を形成する。静電潜像の電位は、０〜−５０［Ｖ］程度である。
【００１９】
図２は、実施形態に係る画像形成装置における感光体１５０と現像装置１とを示す概略構成図である。同図において、感光体１５０の図中右側方には、筒状のトナー担持ローラ２を有する現像装置１が配設されている。
【００２０】
現像装置１は、図中時計回り方向に回転駆動される第１搬送スクリュウ１２を収容する第１収容部１３と、図中反時計回りに回転駆動される第２搬送スクリュウ１４を収容する第２収容部１５とを有しており、両収容部は仕切壁１６によって仕切られている。そして、これら収容部はそれぞれ、図示しない磁性キャリアとマイナス帯電性のトナーとが混合された混合剤を収容している。
【００２１】
第１搬送スクリュウ１２は、その回転駆動によって第１収容部１３内の混合剤を回転撹拌しながら、図紙面に直交する方向における手前側から奥側へと搬送する。このとき、搬送途中の混合剤は、第１収容部１３の底部に固定されたトナー濃度センサ１７によってそのトナー濃度が検知される。そして、図中奥側の端部付近まで搬送された混合剤は、仕切壁１６の奥側端部付近に設けられた図示しない第１連通口を経て、第２収容部１５内に進入する。
【００２２】
第２収容部１５は、後述するトナー供給ロール１８を収容する磁気ブラシ形成部２１に連通しており、第２搬送スクリュウ１４とトナー供給ロール１８とは所定の間隙を介して互いに軸線方向を平行にする姿勢で対向している。第２収容部１５内の第２搬送スクリュウ１４は、その回転駆動によって第２収容部１５内の混合剤を回転撹拌しながら、図中奥側から手前側へと搬送する。この過程において、第２搬送スクリュウ１４によって搬送される混合剤の一部は、トナー供給ロール１８の筒状のトナー供給スリーブ１９によって汲み上げられる。そして、トナー供給スリーブ１９の図中反時計回り方向の回転駆動に伴って、後述するトナー供給領域を通過した後、トナー供給スリーブ１９の表面から離脱して、再び第２収容部１５内に戻される。その後、第２搬送スクリュウ１４によって図中手前側の端部付近まで搬送された混合剤は、仕切壁１６の図中手前側端部付近に設けられた図示しない第２連通口を経て第１収容部１３内に戻される。
【００２３】
上述したトナー濃度センサ１７は、透磁率センサからなる。このトナー濃度センサ１７による混合剤の透磁率の検知結果は、電圧信号として図示しない制御部に送られる。混合剤の透磁率は、混合剤のＫトナー濃度と相関を示すため、トナー濃度センサ１７はトナー濃度に応じた値の電圧を出力することになる。
【００２４】
本プリンタの図示しない制御部はＲＡＭ（Random Access Memory）を備えており、この中にトナー濃度センサ１７からの出力電圧の目標値であるＶｔｒｅｆを格納している。そして、トナー濃度センサ１７からの出力電圧値と、ＲＡＭ内のＶｔｒｅｆとを比較して、比較結果に応じた時間だけ図示しないトナー供給装置を駆動させる。この駆動により、現像に伴うトナーの消費によってトナー濃度を低下させた混合剤に対し、第１収容部１３内に適量のトナーが供給される。このため、第２収容部１５内の混合剤のトナー濃度が所定の範囲内に維持される。
【００２５】
トナー供給ロール１８は、図中反時計回り方向に回転駆動される非磁性材料からなる筒状のトナー供給スリーブ１９と、これに連れ回らないように内包されるマグネットローラ２０とを有している。筒状のトナー供給スリーブ１９は、アルミニウム、真鍮、ステンレス、導電性樹脂などの非磁性体が円筒形に形成されたものである。また、マグネットローラ２０は、図示のように、回転方向に並ぶ複数の磁極（図中１２時の位置から反時計回り方向に順にＮ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｓ極）を有している。これら磁極により、トナー供給スリーブ１９の周面上に混合剤が吸着せしめられて、磁力線に沿って穂立ちした磁気ブラシとなる。
【００２６】
トナー供給スリーブ１９の表面によって汲み上げられた混合剤は、トナー供給スリーブ１９の回転に伴って図中反時計回り方向に回転する。そして、自らの先端をトナー供給スリーブ１９の表面に対して所定の間隙を介して対向させている規制部材２２との対向位置である担持量規制位置に進入する。このとき、規制部材２２とスリーブ表面との間隙を通過することで、スリーブ表面上における担持量が規制される。
【００２７】
トナー供給スリーブ１９の図中左側方では、トナー担持体たるトナー担持ローラ２がトナー供給スリーブ１９表面と所定の間隙を介して対向しながら、図示しない駆動手段によって図中反時計回り方向に回転駆動されている。
【００２８】
トナー供給スリーブ１９の回転に伴って上述の担持量規制位置を通過した混合剤は、トナー担持ローラ２との接触位置であるトナー供給領域に進入して、磁気ブラシ先端を摺擦せしめながら移動する。この摺擦や、トナー供給スリーブ１９とトナー担持ローラ２との電位差などにより、磁気ブラシ中のトナーがトナー担持ローラ２の表面上に供給される。なお、トナー供給スリーブ１９には、供給バイアス電源２４により、供給バイアスが印加されている。この供給バイアスは、トナーの帯電極性と同極性の直流電圧でもよいし、かかる直流電圧に交流電圧を重畳したものでもよい。
【００２９】
トナー供給領域を通過したトナー供給スリーブ１９上の磁気ブラシ（混合剤）は、スリーブの回転に伴って第２収容部１５との対向位置まで搬送される。この対向位置の付近には、マグネットローラ２０に磁極が設けられておらず、混合剤をスリーブ表面に引き付ける磁力が作用していないため、混合剤はスリーブ表面から離脱して第２収容部１５内に戻る。
【００３０】
なお、本プリンタにおいては、マグネットローラ２０として、６つの磁極を有するものを用いたが、磁極の個数はこれに限られるものではない。８極、１２極などであってもよい。
【００３１】
トナー供給ロール１８から供給されたトナーを担持するトナー担持ローラ２は、現像装置１のケーシング１１に設けられた開口から周面の一部を露出させている。この露出箇所は、感光体１５０に対して数十〜数百［μｍ］の間隙を介して対向している。このようにトナー担持ローラ２と感光体１５０とが直接対向している領域が、本プリンタにおける現像領域となっている。
【００３２】
トナー担持ローラ２の表面上に供給されたトナーは、後述する理由により、トナー担持ローラ２の表面上でホッピングしながら、トナー担持ローラ２の回転に伴って、トナー供給領域から現像領域に向けて搬送される。そして、現像領域において、感光体１５０上の静電潜像に付着して、それをトナー像に現像する。
【００３３】
図３は、現像装置１のトナー担持ローラ２を軸線方向の一端側から示す斜視図である。同図において、トナー担持ローラ２は、ローラ部３や、これの軸線方向の両端面からそれぞれ突出する軸部材４，５などを有している。ローラ部３の周面には、ローラ軸線方向に延在する形状の複数の電極が、周方向（回転方向）に所定のピッチで並ぶように形成されている。これら電極のうち、周方向において１個おきに並んでいるもの同士は、互いに同じ電位状態にされる電気的に同相の電極になっている。具体的には、Ａ相電極３ａとＢ相電極３ｂとが周方向に交互に並ぶように配設されている。これらＡ相電極３ａ、Ｂ相電極３ｂは、何れもローラ部３の周面上において、軸線方向の殆どの領域に渡って延在しているが、軸線方向の両端にまでは延びていない。
【００３４】
トナー担持ローラ２は、後述する現像装置内において、軸部材４，５が回転自在に支持されながら回転駆動される。図示のように、ローラ部３の軸線方向の一端面においては、軸線方向の端側から中央側に向かう円形の窪みＤ１が形成されている。また、同図には示していないが、ローラ部３の他端面においても、同様の窪みが形成されている。
【００３５】
図４は、ローラ部３の軸線方向における一端部を、Ａ相電極３ａの箇所で破断して示す縦断面図である。ローラ部３の表面は、絶縁性材料からなる表面保護層３ｄで覆われている。Ａ相電極３ａは、アクリル樹脂等からなる円柱状のローラ基体３ｃの表面と表面保護層３ｄとの間に形成されている。ローラ部３の軸線方向の一端部では、ローラ基体３ｃの表面上において、軸線方向の中央側から端側に向けて延びているＡ相電極３ａが表面上をそのまま端まで伝って延びるのではなく、途中でローラ基体３ｃの内部を貫通して、窪みＤ１の内周面に至っている。そして、窪みＤ１の内周面上で軸線方向に沿って中央側から端側に向けて再び延びている。ローラ基体３ｃの表面上では表面保護層３ｄに覆われているが、窪みＤ１の内周面上では保護層に覆われておらず無垢の表面を露出させている。
【００３６】
図５は、ローラ部３の軸線方向における一端部を、Ｂ相電極３ｂの箇所で破断して示す縦断面図である。軸線方向の一端部において、Ｂ相電極３ｂは、Ａ相電極（３ａ）とは異なり、窪みＤ１の内周面には存在していない。ローラ基体３ｃの表面上だけに形成されているのである。
【００３７】
図６は、ローラ部３の軸線方向における他端部を、Ａ相電極３ａの箇所で破断して示す縦断面図である。軸線方向の他端部において、Ａ相電極３ａは、窪みＤ２の内周面には存在していない。ローラ基体３ｃの表面上だけに形成されているのである。
【００３８】
図７は、ローラ部３の軸線方向における他端部を、Ｂ相電極３ｂの箇所で破断して示す縦断面図である。ローラ部３の軸線方向の他端部では、ローラ基体３ｃの表面上において、軸線方向の中央側から端側に向けて延びているＢ相電極３ｂが表面上をそのまま端まで伝って延びるのではなく、途中でローラ基体３ｃの内部を貫通して、窪みＤ２の内周面に至っている。そして、窪みＤ２の内周面上で軸線方向に沿って中央側から端側に向けて再び延びている。ローラ基体３ｃの表面上では表面保護層３ｄに覆われているが、窪みＤ２の内周面上では保護層に覆われておらず無垢の表面を露出させている。
【００３９】
図８は、ローラ部３を示す平面展開模式図である。これまでの説明と、図８とからわかるように、ローラ部３の軸線方向の一端部では、Ａ相電極３ａが窪みＤ１の内周面まで延びているのに対し、Ｂ相電極３ｂは窪みＤ１の内周面まで延びていない。一方、ローラ部３の軸線方向の他端部では、Ｂ相電極３ｂが窪みＤ２の内周面まで延びているのに対し、Ａ相電極３ａが窪みＤ２の内周面まで延びていない。
【００４０】
複数のＡ相電極３ａやＢ相電極３ｂについては、ローラ基体３ｃの周面上において、例えば次のようにして形成すればよい。即ち、まず、図９に示すローラ基体３ｃの表面に対して切削加工を施すことで、図１０に示すように、ローラ軸線方向に延在しつつローラ周方向に所定のピッチで並ぶ複数の溝３ｆを形成する。溝３ｆの幅は５０［μｍ］程度であり、溝の周方向における配設ピッチは１００［μｍ］程度である。次に、図１１に示すように、ローラ基体３ｃの表面に無電解ニッケルメッキ処理を施してメッキ層３ｇを形成する。このメッキ層３ｇについては、複数の溝３ｆのそれぞれ内部にまで行き渡らせつつ、ローラ周面を所定の厚みで被覆するように形成する。このようにして形成したメッキ層３ｇのうち、溝３ｆ内に進入していない箇所を、旋削加工によって取り除くことで、図１２に示すように、互いに独立した溝３ｆ内に固定されたＡ相電極３ａやＢ相電極３ｂを得る。その後、ローラ基体３ｃの表面にシリコーン系樹脂をコーティングして、図１３に示すように、厚み約５［μｍ］、体積抵抗率約１０１０［Ω・ｃｍ］の表面保護層３ｄを形成する。
【００４１】
窪みＤ１や窪みＤ２内には、同様の工程によってＡ相電極３ａやＢ相電極３ｂを形成する。但し、保護層による電極の被覆は行わない。
【００４２】
先に図８に示したローラ部３の複数のＡ相電極３ａには、図１４に示すＡ相交番電圧が印加される。また、複数のＢ相電極３ｂには、図１４に示すＢ相交番電圧が印加される。Ａ相交番電圧と、Ｂ相交番電圧とは、図示のように互いに逆位相になっており、単位時間あたりにおける平均電位は互いに同じである。このような交番電圧が印加されると、トナー担持ローラ２におけるローラ部３の表面上のトナーが、Ａ相電極３ａ上とＢ相電極３ｂ上との間を往復移動するように繰り返しホッピングする。以下、トナー担持ローラ２の表面上でトナーが所定の周期でホッピングを繰り返している状態をフレア（Ｆｌａｒｅ）という。
【００４３】
Ａ相交番電圧やＢ相交番電圧のピーク・ツウ・ピーク電圧（以下、Ｖｐｐと記す）については、１００〜１０００［Ｖ］の範囲に設定することが望ましい。Ｖｐｐが１００［Ｖ］を下回ると、電極間に十分な強度の交番電界を形成することができずに、トナーのホッピングが良好に得られなくなるからである。また、Ｖｐｐが１０００［Ｖ］を超えると、電極間で放電を発生させる可能性がでてくる。放電が発生すると、電極間に交番電界を形成することができずに、トナーがホッピングしなくなる。
【００４４】
Ａ相交番電圧やＢ相交番電圧の周波数ｆについては、０．１〜１０［ｋＨｚ］の範囲に設定することが望ましい。周波数ｆが０．１［ｋＨｚ］を下回ると、ホッピングによるトナーの電極間往復移動速度が現像速度に追いつかなくなってしまうからである。また、周波数ｆが１０［ｋＨｚ］を上回ると、トナーのホッピングが電極間における交番電界の向きの切り替わり速度に追従できなくなってしまう。
【００４５】
Ａ相交番電圧やＢ相交番電圧の中心値については、後述する感光体の潜像電位と地肌部電位との間の値に設定する。
【００４６】
なお、図示のような矩形波状の交番電圧では、極性が瞬時に切り替わるため、トナーに対して大きな静電力を付与することが可能である。但し、サイン波状の交番電圧や三角波状の交番電圧を採用してもよい。
【００４７】
また、一方の軸部材（電極）に周波数ｆの矩形波状のパルス電圧を印加する一方で、もう一方の軸部材（電極）には、前記パルス電圧の平均電位となる直流電圧を印加しても、逆位相のパルス電圧を採用する場合と同様に、フレア現象を生起せしめることが可能である（図１５）。この場合、電極間の最大電位差はＶｐｐの半分になるため、パルス電圧のＶｐｐを上述した交番電圧の倍の２００〜２０００［Ｖ］に設定することが望ましい。互いに異なる２つの交番電圧の位相を逆位相にするという制御が要らなくなるので、電源コストを低く抑えることができる。
【００４８】
ローラ部３の周面におけるＡ相電極３ａ上とＢ相電極３ｂとの間をホッピングによる往復移動の繰り返しで、ローラ部３の周面上にフレアを形成しているトナーは、トナー担持ローラ２の回転駆動によって現像領域まで搬送される。そして、現像領域にて、その放物線状のホッピング軌跡の頂点付近で感光体（９０）の静電潜像の近傍に至ると、静電潜像の静電気力によって引かれながらホッピング軌跡から外れて、静電潜像に付着する。これに対し、放物線状のホッピング軌跡の頂点付近で感光体（９０）の地肌部の近傍に至ると、ホッピング軌跡から外れることなく下降して、トナー担持ローラ２の表面に着地する。
【００４９】
ホッピングによってローラ部３との吸着力が解かれた状態のトナーを現像に用いることで、現像ローラや現像スリーブを用いる１成分現像方式や二成分現像方式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。
【００５０】
先に示した図２において、現像領域で現像に寄与しなかったトナーは、トナー担持ローラ２の回転に伴ってケーシング１１内に戻った後、上述のトナー供給領域に進入する。このトナー供給領域においても、トナーはホッピングによってローラ表面との付着力を発揮していないので、トナー担持ローラ２に対してカウンター方向に摺擦する磁気ブラシによって容易に掻き取られたり均されたりする。同時に、新しいトナーがトナー供給スリーブ１９上の磁気ブラシから供給される。このような掻き取り回収、均し、及び供給の相乗作用により、トナー供給領域を通過した後のトナー担持ローラ１２表面上には均一量のトナーがホッピングするようになる。
【００５１】
次に、実施形態に係る画像形成装置の特徴的な構成について説明する。
先に示した図２５において、トナー担持ローラ２の複数の電極（Ａ相電極、Ｂ相電極）には、搬送電源２５により、図１４に示した電圧が印加される。この印加により、トナー担持ローラ２の表面上には、トナーをホッピングさせる電界が形成される。搬送電源２５や、搬送電源２５からの出力電圧を各電極に導くための後述する摺擦電極は、Ａ相電極やＢ相電極に出夏を印加してトナー担持ローラ２の表面上に電界を形成する電界形成手段として機能している。
【００５２】
図１６は、トナー担持ローラ２のローラ部の周面上における領域区分を説明するための模式図である。トナー担持ローラ２のローラ部の周面上には、周方向に並ぶ４つの領域が形成されている。トナー担持ローラ２の回転方向に順に並ぶ、トナー供給領域Ａ１、現像前搬送領域Ａ２、現像領域Ａ３、現像後搬送領域Ａ４という４つの領域である。トナー担持ローラ２のローラ部の表面は、回転駆動に伴って、Ａ１からＡ４の領域を順次通過していく。
【００５３】
トナー供給領域Ａ１は、図示のように、トナー担持ローラ２のローラ部と、トナー供給ロール１８とが対向している領域である。より詳しくは、トナー担持ローラ２の回転を停止させ且つローラ部３の各電極に交番電圧を印加しない状態で、トナー供給ロール１８に電圧を印加したときに、トナーが付着するロール部周面領域に対向する領域である。このトナー供給領域Ａ１において、トナー供給ロール１８のトナー供給スリーブ１９の表面に担持されている混合剤中のトナーが、トナー担持ローラ２のローラ部の表面上に供給される。
【００５４】
現像領域Ａ３は、これまで説明してきたように、感光体１５０とトナー担持ローラ２のローラ部とが対向している領域であり、ここでローラ部の表面上でホッピングしたトナーが現像に寄与する。より詳しくは、感光体１５０とトナー担持ローラ２とを対向させ、感光体１５０の駆動を停止させ、且つ表面上でフレアを形成しているトナー担持ローラ２を回転させた状態で、感光体１５０のベタ潜像が現像される領域である。
【００５５】
現像前搬送領域Ａ２は、トナー担持ローラ２の回転方向において、トナー供給領域Ａ１と現像領域Ａ３との間に存在する領域である。また、現像後搬送領域Ａ４は、トナー担持ローラ２の回転方向において、現像領域Ａ３とトナー供給領域Ａ４との間に存在する領域である。
【００５６】
図１７は、トナー担持ローラ２を軸線方向の一端側から示す正面図である。トナー担持ローラ２のローラ部における軸線方向の一端面には、既に説明したように、窪みＤ１が形成されている。そして、Ａ相電極３ａは、軸線方向において、ローラ部３の表面からこの窪みＤ１の内周面まで延びている。窪みＤ１内には、Ａ相第１摺擦電極５０やＡ相第２摺擦電極５２が、ローラ部３に連れ回らないように配設されている。これら摺擦電極には、搬送電源２５によって互いに異なるＡ相交番電圧が印加されるようになっている。
【００５７】
Ａ相第１摺擦電極５０は、回転するローラ部３の窪みＤ１の内周面のうち、現像領域Ａ３との対向位置にある箇所に対して摺擦するように、付勢手段たるコイルバネ５１によって窪みＤ１内周面に向けて付勢されている。これにより、窪みＤ１の内周面上において周方向に所定のピッチで形成されたＡ相電極３ａのうち、ローラ部３の回転に伴って現像領域Ａ３との対向位置に進入したものに対しては、搬送電源２５から出力される現像用Ａ相交番電圧がＡ相第１摺擦電極５０を介して印加される。
【００５８】
Ａ相第２摺擦電極５２は、回転するローラ部３の窪みＤ１の内周面のうち、現像領域Ａ３以外の領域との対向位置にある箇所に対して摺擦するように、３つのコイルバネ５３によって窪みＤ１内周面に向けて付勢されている。これにより、窪みＤ１の内周面上において周方向に所定のピッチで形成されたＡ相電極３ａのうち、ローラ部３の回転に伴って現像領域Ａ３以外の領域との対向位置に進入したものに対しては、搬送電源２５から出力される搬送用Ａ相交番電圧がＡ相第２摺擦電極５２を介して印加される。
【００５９】
現像用Ａ相交番電圧や搬送用Ａ相交番電圧は何れも、先に図１４に示したＡ相交番電圧のように、Ｂ相交番電圧とは互いに逆位相の関係になっているが、両者の特性は互いに少し異なっている。具体的には、現像用Ａ相交番電圧の方が、搬送用Ａ相交番電圧に比べて、トナーをより高くホッピングさせる特性になっている。
【００６０】
図１８は、トナー担持ローラ２を軸線方向の他端側から示す背面図である。トナー担持ローラ２のローラ部における軸線方向の他端面には、既に説明したように、窪みＤ２が形成されている。そして、Ｂ相電極３ｂは、軸線方向において、ローラ部３の表面からこの窪みＤ２の内周面まで延びている。窪みＤ２内には、Ｂ相第１摺擦電極５４やＢ相第２摺擦電極５６が、ローラ部３に連れ回らないように配設されている。これら摺擦電極には、搬送電源２５によって互いに異なるＢ相交番電圧が印加されるようになっている。
【００６１】
Ｂ相第１摺擦電極５４は、回転するローラ部３の窪みＤ２の内周面のうち、現像領域Ａ３との対向位置にある箇所に対して摺擦するように、コイルバネ５５によって窪みＤ２内周面に向けて付勢されている。これにより、窪みＤ２の内周面上において周方向に所定のピッチで形成されたＢ相電極３ｂのうち、ローラ部３の回転に伴って現像領域Ａ３との対向位置に進入したものに対しては、搬送電源２５から出力される現像用Ｂ相交番電圧がＢ相第１摺擦電極５４を介して印加される。
【００６２】
Ｂ相第２摺擦電極５６は、回転するローラ部３の窪みＤ２の内周面のうち、現像領域Ａ３以外の領域との対向位置にある箇所に対して摺擦するように、３つのコイルバネ５７によって窪みＤ２内周面に向けて付勢されている。これにより、窪みＤ２の内周面上において周方向に所定のピッチで形成されたＢ相電極３ｂのうち、ローラ部３の回転に伴って現像領域Ａ３以外の領域との対向位置に進入したものに対しては、搬送電源２５から出力される搬送用Ｂ相交番電圧がＢ相第２摺擦電極５６を介して印加される。
【００６３】
現像用Ｂ相交番電圧や搬送用Ｂ相交番電圧は何れも、先に図１４に示したＢ相交番電圧のように、Ａ相交番電圧とは互いに逆位相の関係になっているが、両者の特性は互いに少し異なっている。具体的には、現像用Ｂ相交番電圧の方が、搬送用Ｂ相交番電圧に比べて、トナーをより高くホッピングさせる特性になっている。
【００６４】
このように、実施形態に係る画像形成装置においては、搬送電源２５や各摺擦電極等からなる電界形成手段が、次のように構成されている。即ち、トナー担持ローラ２のローラ部３における周面のうち、現像領域Ａ３内に位置している箇所である現像領域内箇所と、現像領域外に位置している箇所である現像領域外箇所とで、周面上の電界として互いに異なる特性のものを形成する。そして、ローラ部３の現像領域内箇所におけるトナーのホッピング高さを、現像領域外箇所のトナーのホッピング高さよりも大きくする。
【００６５】
かかる構成の画像形成装置においては、ローラ部３の現像領域内箇所では、トナーを十分な高さまでホッピングさせ得る特性の電界をローラ部３表面上に形成して、感光体１５０の孤立ドットを良好に現像する。この一方で、ローラ部３の現像領域外箇所では、トナーを比較的低い高さでホッピングさせる特性の電界をローラ部表面上に形成して、トナー飛散の発生を抑える。よって、特許文献３に記載のような対向電極基板を設けることなく、孤立ドットの現像不良と、ローラ部３表面上からのトナー飛散とを抑えることができる。
【００６６】
なお、トナーをより高くホッピングさせ得る電界とは、具体的には、ローラ部３の表面上における表面と直交する方向の強度成分がより大きい電界であることを意味する。
【００６７】
次に、実施形態に係る画像形成装置に、より特徴的な構成を付加した各実施例の画像形成装置について説明する。なお、以下に特筆しない限り、各実施例に係る画像形成装置の構成は、実施形態と同様である。
【００６８】
［第１実施例］
第１実施例に係る画像形成装置の搬送電源２５は、図１４にＡ相交番電圧として示した波形の交番電圧を、現像領域とは異なる領域との対向位置にあるＡ相電極３ａに対して搬送用Ａ相交番電圧として印加する。また、現像領域Ａ３との対向位置に進入したＡ相電極３ａに対して、搬送用Ａ相交番電圧と位相や周波数が同じで且つＶｐｐが搬送用Ａ相交番電圧よりも大きな値の交番電圧を、現像用Ａ相交番電圧として印加する。また、図１４にＢ相交番電圧として示した波形の交番電圧を、現像領域とは異なる領域との対向位置にあるＢ相電極３ｂに対して搬送用Ｂ相交番電圧として印加する。更には、現像領域Ａ３との対向位置に進入したＢ相電極３ｂに対して、搬送用Ｂ相交番電圧と位相や周波数が同じで且つＶｐｐが搬送用Ｂ相交番電圧よりも大きな値の交番電圧を、現像用Ｂ相交番電圧として印加する。なお、交番電圧のＶｐｐは、現像用Ａ相交番電圧と現像用Ｂ相交番電圧とで、互いに同じになっている。また、搬送用Ａ相交番電圧と搬送用Ｂ相交番電圧とでも、Ｖｐｐが互いに同じになっている。
【００６９】
かかる構成では、現像領域において、トナーのホッピング高さを現像領域とは異なる領域におけるトナーホッピング高さよりも大きくする電界をローラ部３の表面上に形成することができる。つまり、現像領域におけるローラ部３の表面上に形成される電界の表面と直交する方向の強度成分を、現像領域とは異なる領域のローラ部３の表面上の電界よりも大きくすることができる。
【００７０】
本発明者らは、第１実施例に係る画像形成装置と同様の構成の試験機を試作した。この試験機においては、Ａ相電極３ａやＢ相電極３ｂとして、ローラ周方向の寸法である幅を４０［μｍ］にしたものを採用している。また、Ａ相電極３ａとＢ相電極３ｂとの間の距離については、幅と同じ４０［μｍ］に設定している。トナー担持ローラ２としては、ローラ部の直径を３０［μｍ］にしたものを用いている。また、現像領域Ａ３における感光体１５０とトナー担持ローラ２のローラ部とのギャップである現像ギャップについては、０．３［ｍｍ］に設定している。
【００７１】
かかる構成の試験機において、現像用Ａ相交番電圧、現像用Ｂ相交番電圧、搬送用Ａ相交番電圧、搬送用Ｂ相交番電圧として、それぞれ周波数を１［ｋＨｚ］に設定したものを印加しながら、テスト画像をプリントした。このテストプリントにおいては、感光体１５０とトナー担持ローラ２とをそれぞれ１８０［ｍｍ／ｓｅｃ］の線速で回転させた。感光体１５０の地肌部の電位を約−４００［Ｖ］とし、光書込による静電潜像の電位を−５０［Ｖ］まで減衰させた。この静電潜像の解像度は６００［ｄｐｉ］である。トナーとしては、平均粒径を５［μｍ］に調整したものを用いた。
【００７２】
次の表１に示す３通りの条件でテストプリントを実施し、それぞれの条件化における孤立ドットの現像性やトナー飛散抑制性を調べた。孤立ドットの現像性については、孤立１ドットを所望の画像濃度で現像できた場合を「○」、所望の現像濃度よりも薄く現像してしまったり、現像できなかったりした場合を「×」として評価した。トナー飛散抑制性については、次のようにして評価した。即ち、テストプリント時において、トナー担持ローラ２の真下に新品の白紙を敷き、トナー担持ローラ２上でトナーをホッピングさせながら、トナー担持ローラ２を１回転させて装置を停止した後、白紙のトナーによる汚れ具合を観察した。白紙にトナー汚れが認められなかった場合を「○」、認められた場合を「×」としてトナー飛散抑制性を評価した。なお、表１において、「現像用の交番電圧」とは、現像用Ａ相交番電圧や現像用Ｂ相交番電圧を示している。また、「搬送用の交番電圧」とは、搬送用Ａ相交番電圧や搬送用Ｂ相交番電圧を示している。
【表１】
0005158495.tif 000002
【００７３】
条件１では、孤立ドットの現像性が「○」という結果になっている。条件１のように、現像領域内の電極にＶｐｐが４００［Ｖ］（±２００Ｖ）である交番電圧を印加すると、現像領域でトナーを十分な高さまでホッピングさせて孤立１ドットを十分な濃度で現像できるのである。しかし、条件１では、現像領域とは異なる領域にある電極にも、現像領域と同様にＶｐｐが４００［Ｖ］である交番電圧を印加している。このような交番電圧では、表１からわかるように、トナー飛散抑制性を「×」という結果にしてしまう。現像領域とは異なる領域においては、孤立１ドットを十分な現像濃度で現像する場合と同様の高さでトナーをホッピングさせると、顕著なトナー飛散を引き起こしてしまうのである。
【００７４】
条件２では、トナー飛散抑制性が「○」という結果になっている。条件２のように、現像領域外の領域の電極にＶｐｐが２００［Ｖ］（±１００Ｖ）である交番電圧を印加すると、顕著なトナー飛散の発生を防止することができるのである。しかし、条件１では、現像領域とは異なる領域にある電極にも、現像領外と同様にＶｐｐが２００［Ｖ］である交番電圧を印加すると、現像領域でトナーを十分な高さまでホッピングさせることができずに、孤立ドットの現像不良を引き起こしてしまうのである。
【００７５】
条件３では、第１実施例に係る画像形成装置と同様に、現像用の交番電圧のＶｐｐとして、搬送用の交番電圧よりも大きくしたものを採用している。具体的には、現像用の交番電圧のＶｐｐとして４００［Ｖ］を採用している。これに対し、搬送用の交番電圧のＶｐｐとしては、２００［Ｖ］を採用している。かかる構成では、現像領域とトナーを十分な高さまでホッピングさせて孤立ドットを良好に現像する一方で、現像領域外におけるトナーのホッピング高さを比較的低くして、トナー飛散の発生を有効に抑えていることがわかる。
【００７６】
搬送電源２５は、センサの検知結果に基づく温度や湿度の変動量が所定量を超えるなど、所定の条件が具備されたことに基づいて、現像用Ａ相交番電圧や現像用Ｂ相交番電圧のＶｐｐを、搬送用の交番電圧とは独立して変化させるようになっている。かかる構成では、温湿度変動などにより、トナーのホッピング特性が変化した場合に、その変化量に基づいて現像用Ａ相交番電圧や現像用Ｂ相交番電圧のＶｐｐを変化させることで、現像領域において安定したホッピング高さを得ることができる。
【００７７】
また、搬送電源２５は、センサの検知結果に基づく温度や湿度の変動量が所定量を超えるなど、所定の条件が具備されたことに基づいて、搬送用Ａ相交番電圧や搬送用Ｂ相交番電圧のＶｐｐを、現像用の交番電圧とは独立して変化させるようになっている。かかる構成では、温湿度変動などにより、トナーのホッピング特性が変化した場合に、その変化量に基づいて搬送用Ａ相交番電圧や搬送用Ｂ相交番電圧のＶｐｐを変化させることで、現像領域とは異なる領域において安定したホッピング高さを得ることができる。
【００７８】
［第２実施例］
第２実施例に係る画像形成装置の搬送電源２５は、図１４にＡ相交番電圧として示した波形の交番電圧を、現像領域とは異なる領域との対向位置にあるＡ相電極３ａに対して搬送用Ａ相交番電圧として印加する。また、現像領域Ａ３との対向位置に進入したＡ相電極３ａに対して、搬送用Ａ相交番電圧とＶｐｐが同じで且つ搬送用Ａ相交番電圧よりも周波数ｆが小さい交番電圧を、現像用Ａ相交番電圧として印加する。また、図１４にＢ相交番電圧として示した波形の交番電圧を、現像領域とは異なる領域との対向位置にあるＢ相電極３ｂに対して搬送用Ｂ相交番電圧として印加する。更には、現像領域Ａ３との対向位置に進入したＢ相電極３ｂに対して、搬送用Ｂ相交番電圧とＶｐｐが同じで且つ搬送用Ｂ相交番電圧よりも周波数ｆが小さい交番電圧を、現像用Ｂ相交番電圧として印加する。なお、周波数は、現像用Ａ相交番電圧と現像用Ｂ相交番電圧とで、互いに同じになっており、互いの波形の位相も同期している。また、搬送用Ａ相交番電圧と搬送用Ｂ相交番電圧とでも、周波数が互いに同じになっており、互いの波形の位相も同期している。
【００７９】
かかる構成では、現像領域において、トナーのホッピング高さを現像領域とは異なる領域におけるトナーホッピング高さよりも大きくする電界をローラ部３の表面上に形成することができる。つまり、現像領域におけるローラ部３の表面上に形成される電界の表面と直交する方向の強度成分を、現像領域とは異なる領域のローラ部３の表面上の電界よりも大きくすることができる。これは次に説明する理由からである。即ち、交番電圧の周波数ｆを大きくするほど、トナーのホッピングによる電極間での往復移動周期が長くなって、トナーのホッピング高さが大きくなる。これに対し、交番電圧の周波数ｆを小さくするほで、トナーのホッピングによる電極間での往復移動周期が短くなって、トナーのホッピング高さが小さくなる。
【００８０】
本発明者らは、上述した試験機を用いて、次の表２に示す３通りの条件でテストプリントを実施し、それぞれの条件化における孤立ドットの現像性やトナー飛散抑制性を先の実験と同様にして調べた。なお、Ｖｐｐについては、現像用Ａ相交番電圧、搬送用Ａ相交番電圧、現像用Ｂ相交番電圧、搬送用Ｂ相交番電圧の何れにおいても、３００［Ｖ］に設定した。
【表２】
0005158495.tif 000003
【００８１】
条件Ａでは、孤立ドットの現像性が「○」という結果になっている。条件Ａのように、Ｖｐｐが３００［Ｖ］であって且つ現像領域内の電極に周波数が０．５［ｋＨｚ］である交番電圧を印加すると、現像領域でトナーを十分な高さまでホッピングさせて孤立１ドットを十分な濃度で現像できるのである。しかし、条件Ａでは、現像領域とは異なる領域にある電極にも、現像領域と同じ交番電圧を印加している。このような交番電圧では、表２からわかるように、トナー飛散抑制性を「×」という結果にしてしまう。現像領域とは異なる領域においては、孤立１ドットを十分な現像濃度で現像する場合と同様の高さでトナーをホッピングさせると、顕著なトナー飛散を引き起こしてしまうのは、先に述べた通りである。
【００８２】
条件Ｂでは、トナー飛散抑制性が「○」という結果になっている。条件Ｂのように、現像領域外の領域の電極にＶｐｐが３００［Ｖ］で且つ周波数が５［ｋＨｚ］である交番電圧を印加すると、顕著なトナー飛散の発生を防止することができるのである。しかし、条件Ｂでは、現像領域とは異なる領域にある電極にも、現像領外と同様の交番電圧を印加している。そして、現像領域でトナーを十分な高さまでホッピングさせることができずに、孤立ドットの現像不良を引き起こしている。
【００８３】
条件Ｃでは、第２実施例に係る画像形成装置と同様に、現像用の交番電圧の周波数として、搬送用の交番電圧よりも小さくしたものを採用している。具体的には、現像用の交番電圧の周波数として０．５［ｋＨｚ］を採用している。これに対し、搬送用の交番電圧のＶｐｐとしては、５［ｋＨｚ］を採用している。かかる構成では、現像領域とトナーを十分な高さまでホッピングさせて孤立ドットを良好に現像する一方で、現像領域外におけるトナーのホッピング高さを比較的低くして、トナー飛散の発生を有効に抑えていることがわかる。
【００８４】
搬送電源２５は、センサの検知結果に基づく温度や湿度の変動量が所定量を超えるなど、所定の条件が具備されたことに基づいて、現像用Ａ相交番電圧や現像用Ｂ相交番電圧の周波数を、搬送用の交番電圧とは独立して変化させるようになっている。かかる構成では、温湿度変動などにより、トナーのホッピング特性が変化した場合に、その変化量に基づいて現像用Ａ相交番電圧や現像用Ｂ相交番電圧の周波数を変化させることで、現像領域において安定したホッピング高さを得ることができる。
【００８５】
また、搬送電源２５は、センサの検知結果に基づく温度や湿度の変動量が所定量を超えるなど、所定の条件が具備されたことに基づいて、搬送用Ａ相交番電圧や搬送用Ｂ相交番電圧の周波数を、現像用の交番電圧とは独立して変化させるようになっている。かかる構成では、温湿度変動などにより、トナーのホッピング特性が変化した場合に、その変化量に基づいて搬送用Ａ相交番電圧や搬送用Ｂ相交番電圧の周波数を変化させることで、現像領域とは異なる領域において安定したホッピング高さを得ることができる。
【００８６】
次に、本発明を適用した各変形例の画像形成装置について説明する。なお、以下に特筆しない限り、各変形例に係る画像形成装置の構成は、第１実施例又は第２実施例と同様である。
【００８７】
［第１変形例］
図１９は、第１変形例に係る画像形成装置の感光体１５０と現像装置１とを示す要部構成図である。現像装置１内のトナー収容部には、非磁性トナーが収容されており、この非磁性トナーは回転駆動される２本の撹拌ローラ５９によって撹拌される。そして、互いに当接しながら回転する２本の撹拌ローラ５９の当接部で摺擦さしめられることで摩擦帯電する。摩擦帯電した非磁性トナーは、回転するトナー供給ローラ３０の表面に汲み上げられる。そして、自らの自由端側をトナー供給ローラ３０に当接させている規制部材２２に押し付けられて、層厚が規制される。この後、トナー供給ローラ３０の回転に伴って、トナー担持ローラ２に対向するトナー供給領域まで搬送される。
【００８８】
トナー供給ローラ３０には、供給バイアス電源２４によって供給バイアスが印加されている。この供給バイアスは、直流電圧でも交流電圧でもよい。また直流電圧に交流電圧を重畳させた電圧でもよい。トナー供給領域においては、トナー担持ローラ２の各電極に印加される交番電圧の平均値と、供給バイアスとの電位差により、非磁性トナーをトナー供給ローラ３０側からトナー担持ローラ側に向けて移動させる供給電界が形成されている。この供給電界により、トナー供給ローラ３０の表面上の非磁性トナーがトナー担持ローラ２のローラ部の表面に移動する。
【００８９】
トナー供給領域でトナー担持ローラ２のローラ部の表面に供給された非磁性トナーは、ローラ部の表面上でホッピングしてフレアを形成しながら、トナー担持ローラ２の回転に伴って現像領域に向けて搬送される。そして、フレアを形成している非磁性トナーの一部は、現像領域で現像に寄与する。現像に寄与しなかった非磁性トナーは、トナー担持ローラ２のローラ部の表面で引き続きフレアを形成しながら、トナー担持ローラ２の回転に伴ってケーシング１１内に戻る。そして、図示しない回収手段によってローラ部の表面上から回収される。回収された非磁性トナーは、トナー収容部内に戻された後、再びトナー担持ローラ２のローラ部に供給される。
【００９０】
［第２変形例］
図２０は、第２実施例に係る画像形成装置を示す概略構成図である。この画像形成装置は、マゼンタ，シアン，イエロー，ブラック（以下、Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｋという）のトナー像を重ね合わせてフルカラー画像を形成することができる。そして、ベルトユニット８１、４色にそれぞれ個別に対応する４つのプロセスユニット、４つの光書込ユニット１００Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｋ、レジストローラ対７９、転写ローラ８７、定着装置７６、給紙カセット７８などを備えている。
【００９１】
ベルトユニット８１は、潜像担持体たる無端ベルト状の感光体１５０を、水平方向よりも鉛直方向にスペースをとる縦長の姿勢で張架しながら図中反時計回り方向に無端移動せしめる。より詳しくは、無端ベルト上の感光体１５０を、駆動ローラ８３、テンションローラ８４、転写バックアップローラ８５、及び４つの現像対向ローラ８６Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｋによって裏面側から支えながら張架している。そして、図示しない駆動手段によって図中反時計回り方向に回転駆動せしめられる駆動ローラ８３の回転によって感光体１５０を無端移動せしめる。この感光体１５０における図中左側の張架面（以下、左側張架面という）は、ほぼ鉛直方向に延在する姿勢になっている。
【００９２】
感光体１５０の左側張架面の図中左側方には、Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｋ用のプロセスユニットが鉛直方向に並ぶように配設されており、それぞれ感光体１５０の左側張架面に対向している。これら４つのプロセスユニットは、それぞれ、現像装置（１Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｋ）と、感光体１５０を一様帯電せしめる帯電装置（６２Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｋ）とを１つのユニットとして図示しない共通の保持体に保持している。そして、図２１に示すように、プリンタ筺体に対して現像装置及び帯電装置が一体的に着脱されるようになっている。
【００９３】
先に示した図２０において、４つの現像装置１Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｋのうち、鉛直方向の最も下側に位置するＫ用の現像装置１Ｋの上方には、Ｋ用の帯電装置６２Ｋが感光体１５０の左側張架面に対向するように配設されている。また、Ｋ用の現像装置１Ｋの真上に配設されたＹ用の現像装置１Ｙの上方には、Ｙ用の帯電装置６２Ｙが感光体１５０の左側張架面に対向するように配設されている。また、Ｙ用の現像装置１Ｙの真上に配設されたＣ用の現像装置１Ｃの上方には、Ｃ用の帯電装置６２Ｃが感光体１５０の左側張架面に対向するように配設されている。更に、Ｙ用の現像装置１Ｙの真上に配設されたＭ用の現像装置１Ｍの上方には、Ｍ用の帯電装置６２Ｍが感光体１５０の左側張架面に対向するように配設されている。
【００９４】
鉛直方向に並ぶ４つの現像装置１Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｋの図中左側方には、４つの光書込ユニット１００Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｋが鉛直方向に並ぶように配設されている。これら光書込ユニット１００Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｋは、外部の図示しないパーソナルコンピュータやスキャナから送られてくる画像情報に基づいて、図示しない４つの半導体レーザーを駆動してＭ，Ｃ，Ｙ，Ｋ用の書込光Ｌｍ，Ｌｃ，Ｌｙ，Ｌｋを出射する。そして、これらを図示しないポリゴンミラーによって偏向せしめながら、図示しない反射ミラーで反射させたり光学レンズに通したりすることで感光体１５０に対する光走査を行う。かかる構成のものに代えて、ＬＥＤアレイによって光走査を行うものを用いてもよい。なお、光走査は暗中にて行われる。
【００９５】
感光体１５０は、自らを張架している複数の張架ローラのうち、最も下方に位置する駆動ローラ８３と、最も上方に位置するテンションローラ８４との間では、鉛直方向上方から下方に向けてほぼ真っ直ぐに移動する。この過程において、まず、Ｍ用の帯電装置６２Ｍとの対向位置を通過する際に、例えば負極性に一様帯電せしめられる。そして、Ｍ用の書込光Ｌｍによる光走査によってＭ用の静電潜像を担持した後、Ｍ用の現像装置１Ｍとの対向位置を通過する。この際、感光体１５０に書き込まれたＭ用の静電潜像がＭ用の現像装置１Ｍによって現像されてＭトナー像になる。
【００９６】
Ｍトナー像が形成された感光体１５０は、鉛直方向上方から下方に向けての移動に伴って、Ｃ用の帯電装置６２Ｃによって再び一様帯電せしめられた後、Ｃ用の書込光Ｌｃによる光走査によってＣ用の静電潜像を担持する。このＣ用の静電潜像は、Ｃ用の現像装置１Ｃによって現像されてＣトナー像となる。このとき、Ｃトナー像の全領域又は一部領域は、既に感光体１５０上に形成されているＭトナー像に重ね合わせて現像される。そして、その重ね合わせ箇所は、Ｍ及びＣによる２次色部となる。
【００９７】
Ｃトナー像が形成された感光体１５０は、鉛直方向上方から下方に向けての移動に伴って、Ｙ用の帯電装置６２Ｙによって再び一様帯電せしめられた後、Ｙ用の書込光Ｌｙによる光走査によってＹ用の静電潜像を担持する。このＹ用の静電潜像は、Ｙ用の現像装置１Ｙによって現像されてＹトナー像となる。このとき、Ｙトナー像の全領域又は一部領域は、既に感光体１５０上に形成されているＭトナー像、Ｃトナー像、あるいはＭＣ２次色部の上に重ね合わせた状態で現像される。そして、その重ね合わせ箇所は、ＭＹ２次色部、ＣＹ２次色部、あるいはＭＣＹ３次色部となる。
【００９８】
Ｙトナー像が形成された感光体１５０は、鉛直方向上方から下方に向けての移動に伴って、Ｋ用の帯電装置６２Ｋによって再び一様帯電せしめられた後、Ｋ用の書込光Ｌｋによる光走査によってＫ用の静電潜像を担持する。このＫ用の静電潜像は、Ｋ用の現像装置１Ｋによって現像されてＫトナー像となる。
【００９９】
以上のようなＭ，Ｃ，Ｙ，Ｋトナー像の重ね合わせ現像により、感光体１５０のおもて面（ループ外面）には、４色重ね合わせトナー像が形成される。なお、Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｋ用の帯電装置６２Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｋとしては、それぞれコロナ放電によって感光体１５０を一様帯電せしめるものが用いられている。
【０１００】
Ｋ用の現像装置１Ｋとの対向位置であるＫ用の現像領域を通過した感光体１５０は、駆動ローラ８３に対する掛け回し箇所を通過すると、今度は相対的に鉛直方向下方から上方に向けて移動するようになる。そして、転写バックアップローラ８５に対する掛け回し箇所に進入する。この掛け回し箇所の一部に対しては、転写ローラ８７がおもて面側から当接して転写ニップを形成している。転写バックアップローラ８５は接地されているのに対し、導電性の転写ローラ８７には図示しないバイアス印加手段によって転写バイアスが印加されている。これにより、転写ニップを間に挟んでいる転写バックアップローラ８５と転写ローラ８７との間には、感光体１５０上のトナー像を転写バックアップローラ８５側から転写ローラ８７側に静電移動させる転写電界が形成されている。
【０１０１】
一方、給紙カセット７８は、所定のタイミングで給紙ローラ７８ａを回転駆動させることで、カセット内に収容している記録紙Ｐを給紙路に向けて送り出す。送り出された記録紙Ｐは、転写ニップの図中下方に配設されたレジストローラ対７９のローラ間に挟み込まれる。レジストローラ対７９は、記録紙Ｐの先端部を挟み込むとすぐに回転駆動を一時停止する。そして、記録紙Ｐを感光体１５０の４色重ね合わせトナー像と同期させ得るタイミングで回転駆動を再開して、記録紙Ｐを転写ニップに送り出す。
【０１０２】
転写ニップで記録紙Ｐに密着せしめられた４色重ね合わせトナー像は、ニップ圧や転写電界の作用によってベルトから記録紙Ｐに一括転写され、記録紙Ｐの白色と相まってフルカラー画像となる。このようにしてフルカラー画像が形成された記録紙Ｐは、転写ニップから定着装置７６に送り込まれた後、機外へと排出される。
【０１０３】
図２２は、Ｋ用のプロセスユニットを感光体１５０とともに示す拡大構成図である。同図の現像装置１Ｋにおいて、トナー担持ローラ２Ｋの現像後搬送領域に対向する現像後対向電極２８Ｋは、振動子３２Ｋに片持ち支持されており、その自由端側をトナー担持ローラ２Ｋに対向させている。
【０１０４】
現像領域（Ａ３）で現像に寄与しなかったＫトナーは、トナー担持ローラ２Ｋの現像後搬送領域（Ａ４）まで進んだ後、現像後バイアスが印加される現像後対向電極２８Ｋの表面に転移する。この転移により、トナー担持ローラ２Ｋの現像後搬送領域（Ａ４）からＫトナーが回収される。
【０１０５】
プリントジョブ後などといった、現像動作が行われないタイミングが到来すると、上述の現像後バイアスの印加が停止される。この後、現像後対向電極２８Ｋに接続されている図示しないリレースイッチの作動により、現像後対向電極２８Ｋが接地された状態で、加振手段たる振動子３２Ｋが作動して現像後対向電極２８Ｋの表面上からＫトナーが振り落とされる。そして、自重によってトナー供給スリーブ１９Ｋ上の磁気ブラシとの接触位置まで落下して、磁気ブラシ内に取り込まれる。
【０１０６】
なお、現像後対向電極２８Ｋについては、その表面上からのＫトナーの滑り落ちを促す目的で、図示のようにトナー付着面に傾斜を設けた姿勢で配設することが望ましい。
【０１０７】
また、プリントジョブ後などのタイミングで、現像後対向電極２８Ｋに印加するバイアスをＫトナーと同極性のバイアスに切り替えて、現像後対向電極２８ＫＫからトナー担持ローラ２ＫにＫトナーを再転移させるものを用いてもよい。
【０１０８】
Ｋ用の現像装置１Ｋについて詳しく説明してきたが、他色用の現像装置（１Ｍ，Ｃ，Ｙ）は、Ｋ用のものと同様の構成になっているので、説明を省略する。また、帯電装置の他に、あるいは帯電装置に加えて、クリーニング手段、感光体などを一体的にしてプロセスユニットを構成してもよい。
【０１０９】
［第３変形例］
第３変形例に係る画像形成装置は、以下に説明する点の他が、第２変形例に係る画像形成装置と同様の構成になっている。
図２３は、第３変形例に係る画像形成装置におけるＫ用のプロセスユニットを感光体１５０とともに示す拡大構成図である。同図において、現像装置１Ｋは、現像後対向電極としての現像後対向ローラ３３Ｋを有している。この現像後対向ローラ３３Ｋは、現像後バイアス電源２９ＫによってＫトナーとは逆極性の現像後バイアスが印加されながら、図示しない駆動手段によって図中反時計回り方向に回転駆動される。
【０１１０】
現像領域で現像に寄与しなかったＫトナーは、現像後搬送領域（Ａ４）において、トナー担持ローラ２Ｋの表面上から現像後対向ローラ３３Ｋの表面上に転移する。そして、現像後対向ローラ３３Ｋの回転に伴って、現像後対向ローラ３３Ｋと、分離手段たるクリーニングブレード３４Ｋとの当接部に至ると、クリーニングブレード３４Ｋによって現像後対向ローラ３３Ｋの表面から掻き落とされる。その後は、自重によってトナー供給スリーブ２Ｋの表面上における磁気ブラシとの接触位置まで落下して、磁気ブラシ内に取り込まれる。
【０１１１】
現像後対向ローラ３３Ｋについては、図示のように、トナー担持ローラ２Ｋとの対向位置においてその表面をトナー担持ローラ２Ｋの表面と同方向に移動させる向きで回転させることことが望ましい。更に、現像後対向ローラ３３Ｋの線速（表面移動速度）については、トナー担持ローラ２Ｋの線速よりも速くすることが望ましい。このようにすることで、現像後対向ローラ３３Ｋとの対向位置に進入してきたトナー担持ローラ２Ｋ上のＫトナーに対し、現像後対向ローラ３３Ｋにおけるトナー付着のない無垢の表面を対向させて、その無垢の表面にトナーを良好に転移させることができるからである。
【０１１２】
［第４変形例］
図２４は、第４変形例に係る画像形成装置におけるＫ用のプロセスユニットを感光体１５０とともに示す拡大構成図である。この画像形成装置も、各色の現像装置（１Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｋ）の構成が第２変形例に係る画像形成装置と異なっているが、その他の点は第２変形例に係る画像形成装置と同様になっている。
【０１１３】
同図において、現像装置１Ｋは、現像後対向電極の代わりに、回収ブラシローラ３５Ｋを有している。そして、この回収ブラシローラ３５Ｋは、軸受けによって回転自在に支持される金属製の回転軸部材と、これの周面に立設せしめられた複数の導電性の起毛からなるブラシ部とを具備している。
【０１１４】
現像後バイアス電源２９ＫによってＫトナーとは逆極性のバイアスが回転軸部材に印加されている回収ブラシローラ３５Ｋは、複数の起毛からなるブラシ部の先端をトナー担持ローラ２Ｋの現像後搬送領域（Ａ４）に接触させながら、その接触部でブラシ部をトナー担持ローラ２Ｋの表面移動方向とは逆方向に移動させる向きで回転駆動される。これにより、ブラシ部とトナー担持ローラ２Ｋとが接触している位置では、トナー担持ローラ２Ｋ上のＫトナーがブラシ部によって掻き取られながら、バイアスの作用によってブラシ内に転移、捕捉される。
【０１１５】
ブラシ部内に捕捉されたＫトナーは、ブラシ回転軸線方向に延在しながらブラシ部に接触するように配設された分離手段たるフリッカー棒３６Ｋによって起毛が弾かれる際の衝撃により、ブラシ部内から振り落とされる。フリッカー棒３６Ｋの代わりにバイアスローラをブラシ先端に接触させてもよい。フリッカー棒３６Ｋによってブラシ部から振り落とされたＫトナーは、自重によってトナー供給スリーブ２Ｋの表面上における磁気ブラシとの接触位置まで落下して、磁気ブラシ内に取り込まれる。
【０１１６】
［第５変形例］
図２５は、第５変形例に係る画像形成装置におけるＫ用のプロセスユニットを感光体１５０とともに示す拡大構成図である。この画像形成装置も、各色の現像装置（１Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｋ）の構成が第２変形例に係る画像形成装置と異なっているが、その他の点は第２変形例に係る画像形成装置と同様になっている。
【０１１７】
同図において、現像装置１Ｋは、現像後対向電極の代わりに、吸引部材たる吸引ノズル３７Ｋを有している。
【０１１８】
吸引ノズル３７Ｋには、中継管を介して吸引ポンプ３９Ｋの吸引部が接続されている。この吸引ポンプ３９Ｋの吐出部には排気管が接続されており、更にこの排気管の末端部は、現像装置１Ｋの第１収容部１３Ｋに接続されている。
【０１１９】
吸引ポンプ３９Ｋが作動すると、吸引ノズル３７Ｋの吸引口の付近にある空気が、吸引口内に吸い込まれる。このとき、トナー担持ローラ２Ｋの現像後搬送領域上において、吸引口の付近でホッピングしているＫトナーが空気とともに吸引口内に吸い込まれて、トナー担持ローラ２Ｋ上から回収される。そして、中継管、吸引ポンプ３９Ｋ、吐出管内を順次経た後、現像装置１Ｋの第１収容部１３Ｋに戻される。
【０１２０】
吸引ノズル３７Ｋの吸引口回りにおけるトナー搬送方向下流側には、シール部材３８Ｋを片持ち支持させており、これの自由端側をトナー担持ローラ２Ｋに接触させている。これにより、トナー供給スリーブ１９ＫＫの周りの空気を磁気ブラシ内のＫトナーとともに吸引してしまうといった事態が回避されている。更に、ホッピングしながらトナー供給スリーブ２Ｋとともに回転するＫトナーをシール部材３８Ｋとの突き当たりによって堰き止めて、吸引口との対向位置に拘束している。
【０１２１】
吸引ノズル３７Ｋの先端と。トナー担持ローラ２Ｋの表面との間隙については、数十〜数百［μｍ］であって、且つトナー担持ローラ２Ｋの表面上におけるＫトナーのホッピング高さよりも小さい値、にすることが望ましい。
【０１２２】
吸引ポンプ３９Ｋとしては、ダイアフラムポンプ、モーノポンプなど、Ｋトナーのような粉体を吸引することができるものを採用している。
【０１２３】
なお、中間転写ベルト、転写ドラム、中間転写ドラムなどを用いたカラ−画像形成装置、モノクロ画像形成装置などにも本発明の適用が可能である。
【０１２４】
図２６は、第６変形例に係る画像形成装置の感光体１５０と現像装置１とを示す要部構成図である。この画像形成装置は、第１実施例や第２実施例に係る画像形成装置と同様に、単色の画像を形成するものであり、感光体１５０と現像装置１とを１つずつ有している。
【０１２５】
現像装置１は、トナー収容部にトナーを収容している。トナー収容部には、トナーの他、トナー供給ローラ３０が収容されている。トナー供給ローラ３０におけるスポンジ等の弾性材料からなるローラ部をトナー担持ローラ２に接触させながら、接触部でローラ部表面をトナー担持ローラ２とは逆方向に移動させるように、トナー供給ローラ３０を回転させている。トナー供給ローラ３０上のトナーは、トナー担持ローラ２とトナー供給ローラ３０との接触部で摺擦せしめられて摩擦帯電が促されながら、トナー担持ローラ２上に転移する。
【０１２６】
同図では、トナー供給ローラ３０の表面をトナー担持ローラ２との接触部でトナー担持ローラ２の表面とは逆方向に移動させる構成を示しているが、順方向に移動させてもよい。トナー供給ローラ３０には供給バイアス電源２４によって供給バイアスが印加されている。この供給バイアスの調整により、トナー供給ローラ３０からトナー担持ローラ２へのトナー供給量を制御することが可能である。この供給バイアスは、直流電圧でも交流電圧でもよい。また直流電圧に交流電圧を重畳させた電圧でもよい。
【０１２７】
これまで、互いに隣り合う２つの電極の間でトナーを往復移動させるようにホッピングせしめてフレア現象を得ながら、トナー担持体の表面移動によってトナーを現像領域まで搬送する画像形成装置の実施形態について説明してきたが、次のような画像形成装置にも、本発明の適用が可能である。即ち、特許文献１に記載の方式のように、トナー担持体において、ある電極の上からこれに隣り合う電極の上に向けてのホッピングを、トナー担持体の一端側から他端側に向かう方向で繰り返して行わせることで、トナーを現像領域に向けて搬送する画像形成装置である。また、このようなホッピングによるトナーの移動と、トナー担持体の表面移動との両方によってトナーを現像領域に向けて搬送する画像形成装置にも、本発明の適用が可能である。
【０１２８】
以上、第１実施例に係る画像形成装置においては、トナー担持ローラ２のローラ部３における複数の電極のうち、ローラ部３の現像領域内箇所に担持されているトナーのホッピングに寄与する電極と、現像領域外箇所に担持されているトナーのホッピングに寄与する電極とで、印加電圧の値であるＶｐｐを異ならせることで、ローラ部３における現像領域内箇所と現像領域外箇所とで、電界として互いに異なる特性のものを形成するように、搬送電源２５等からなる電界形成手段を構成している。かかる構成では、現像領域でトナーをホッピングさせるための交番電圧のＶｐｐと、現像領域外でトナーをホッピングさせるための交番電圧のＶｐｐとを異ならせるという簡単な構成により、現像領域内箇所の上に形成される電界と、現像領域外箇所に形成される電界とで、互いに特性を異ならせることができる。
【０１２９】
また、第１実施例に係る画像形成装置においては、温湿度変化量が所定量を上回るなどといった所定の条件が具備されたことに基づいて、ローラ部３の現像領域内箇所に担持されているトナーのホッピングに寄与する電極に対する現像用の交番電圧のＶｐｐを変化させるように、電界形成手段を構成している。かかる構成では、トナーのホッピング特性の変化にかかわらず、現像領域において安定したホッピング高さを得ることができる。
【０１３０】
また、第１実施例に係る画像形成装置においては、所定の条件が具備されたことに基づいて、ローラ部３の現像領域外箇所に担持されているトナーのホッピングに寄与する電極に対する搬送用の交番電圧のＶｐｐを変化させるように、電界形成手段を構成している。かかる構成では、トナーのホッピング特性の変化にかかわらず、現像領域とは異なる領域において安定したホッピング高さを得ることができる。
【０１３１】
また、第１実施例に係る画像形成装置においては、ローラ部３の現像領域内箇所に担持されているトナーのホッピングに寄与する電極に対する現像用の交番電圧のＶｐｐを、ローラ部３の現像領域外箇所に担持されているトナーのホッピングに寄与する電極に対する搬送用の交番電圧のＶｐｐよりも大きくするように、電界形成手段を構成している。かかる構成では、現像領域において、トナーのホッピング高さを現像領域とは異なる領域におけるトナーホッピング高さよりも大きくする電界をローラ部３の表面上に形成することができる。
【０１３２】
また、第２実施例に係る画像形成装置においては、ローラ部３における複数の電極のうち、ローラ部３の現像領域内箇所に担持されているトナーのホッピングに寄与する電極と、ローラ部３の現像領域外箇所に担持されているトナーのホッピングに寄与する電極とで、交番電圧の周波数を異ならせることで、現像領域内箇所と現像領域外箇所とで、電界として互いに異なる特性のものを形成するように、電界形成手段を構成している。かかる構成では、現像領域でトナーをホッピングさせるための交番電圧の周波数と、現像領域外でトナーをホッピングさせるための交番電圧の周波数とを異ならせるという簡単な構成により、現像領域内箇所の上に形成される電界と、現像領域外箇所に形成される電界とで、互いに特性を異ならせることができる。
【０１３３】
また、第２実施例に係る画像形成装置においては、所定の条件が具備されたことに基づいて、ローラ部３の現像領域内箇所に担持されているトナーのホッピングに寄与する電極に対する現像用の交番電圧の周波数を変化させるように、電界形成手段を構成している。かかる構成では、トナーのホッピング特性の変化にかかわらず、現像領域において安定したホッピング高さを得ることができる。
【０１３４】
また、第２実施例に係る画像形成装置においては、所定の条件が具備されたことに基づいて、ローラ部３の現像領域外箇所に担持されているトナーのホッピングに寄与する電極に対する搬送用の交番電圧の周波数を変化させるように、電界形成手段を構成している。かかる構成では、トナーのホッピング特性の変化にかかわらず、現像領域とは異なる領域において安定したホッピング高さを得ることができる。
【０１３５】
また、第２実施例に係る画像形成装置においては、ローラ部３の現像領域内箇所に担持されているトナーのホッピングに寄与する電極に対する現像用の交番電圧の周波数を、ローラ部３の現像領域外箇所に担持されているトナーのホッピングに寄与する電極に対する搬送用の交番電圧の周波数よりも小さくするように、電界形成手段を構成している。かかる構成では、現像領域において、トナーのホッピング高さを現像領域とは異なる領域におけるトナーホッピング高さよりも大きくする電界をローラ部３の表面上に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３６】
【図１】実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図。
【図２】同画像形成装置における感光体と現像装置とを示す概略構成図。
【図３】同現像装置のトナー担持ローラを軸線方向の一端側から示す斜視図。
【図４】同トナー担持ローラのローラ部の軸線方向における一端部を、Ａ相電極３ａの箇所で破断して示す縦断面図。
【図５】同ローラ部の軸線方向における一端部を、Ｂ相電極３ｂの箇所で破断して示す縦断面図。
【図６】同ローラ部の軸線方向における他端部を、Ａ相電極３ａの箇所で破断して示す縦断面図。
【図７】同ローラ部の軸線方向における他端部を、Ｂ相電極３ｂの箇所で破断して示す縦断面図。
【図８】同ローラ部を示す平面展開模式図。
【図９】同ローラ部の第１製造工程を示す説明図。
【図１０】同ローラ部の第２製造工程を示す説明図。
【図１１】同ローラ部の第３製造工程を示す説明図。
【図１２】同ローラ部の第４製造工程を示す説明図。
【図１３】同ローラ部の第５製造工程を示す説明図。
【図１４】同ローラ部の電極に印加されるＡ相交番電圧及びＢ相交番電圧の特性を示す波形図。
【図１５】同電極に印加される他の例の電圧における特性を示す波形図。
【図１６】同ローラ部の周面上における領域区分を説明するための模式図。
【図１７】同トナー担持ローラを軸線方向の一端側から示す正面図。
【図１８】同トナー担持ローラを軸線方向の他端側から示す背面図。
【図１９】第１変形例に係る画像形成装置の感光体と現像装置とを示す要部構成図。
【図２０】第２実施例に係る画像形成装置を示す概略構成図。
【図２１】プロセスユニットを着脱している状態の同画像形成装置を示す概略構成図。
【図２２】同画像形成装置におけるＫ用のプロセスユニットを感光体とともに示す拡大構成図。
【図２３】第３変形例に係る画像形成装置におけるＫ用のプロセスユニットを感光体とともに示す拡大構成図。
【図２４】第４変形例に係る画像形成装置におけるＫ用のプロセスユニットを感光体とともに示す拡大構成図。
【図２５】第５変形例に係る画像形成装置におけるＫ用のプロセスユニットを感光体とともに示す拡大構成図。
【図２６】第６変形例に係る画像形成装置の感光体と現像装置とを示す要部構成図。
【符号の説明】
【０１３７】
１：現像装置
２：トナー担持ローラ（トナー担持体）
３ａ：Ａ相電極
３ｂ：Ｂ相電極
２５：搬送電源（電界形成手段の一部）
４５：クリーニング装置（クリーニング手段）
５０：Ａ相第１摺擦電極（電界形成手段の一部）
５１：コイルバネ（電界形成手段の一部）
５２：Ａ相第２摺擦電極（電界形成手段の一部）
５３：コイルバネ（電界形成手段の一部）
５４：Ｂ相第１摺擦電極（電界形成手段の一部）
５５：コイルバネ（電界形成手段の一部）
５６：Ｂ相第２摺擦電極（電界形成手段の一部）
５７：コイルバネ（電界形成手段の一部）
６２：帯電装置（帯電手段）
８７：転写ローラ（転写手段）
１５０：感光体（潜像担持体）
Ａ１：トナー供給領域（現像領域外）
Ａ２：現像前搬送領域（現像領域外）
Ａ３：現像領域
Ａ４：現像後搬送領域（現像領域外）
【図１】
0005158495.tif 000004
【図２】
0005158495.tif 000005
【図３】
0005158495.tif 000006
【図４】
0005158495.tif 000007
【図５】
0005158495.tif 000008
【図６】
0005158495.tif 000009
【図７】
0005158495.tif 000010
【図８】
0005158495.tif 000011
【図９】
0005158495.tif 000012
【図１０】
0005158495.tif 000013
【図１１】
0005158495.tif 000014
【図１２】
0005158495.tif 000015
【図１３】
0005158495.tif 000016
【図１４】
0005158495.tif 000017
【図１５】
0005158495.tif 000018
【図１６】
0005158495.tif 000019
【図１７】
0005158495.tif 000020
【図１８】
0005158495.tif 000021
【図１９】
0005158495.tif 000022
【図２０】
0005158495.tif 000023
【図２１】
0005158495.tif 000024
【図２２】
0005158495.tif 000025
【図２３】
0005158495.tif 000026
【図２４】
0005158495.tif 000027
【図２５】
0005158495.tif 000028
【図２６】
0005158495.tif 000029