(57)【要約】【課題】進行波電界を用いるトナー搬送部材を備えた現像装置において、トナー搬送部材の支持基板上へのトナー固着や、トナー搬送中のトナーの帯電量低下を抑える。【解決手段】現像装置１３内に、トナー搬送部材１３ａ上を搬送されるトナーの水分を低減させるための環境制御手段を設ける。この場合、環境制御手段を構成する加熱素子１３ｅを、トナー搬送部材１３ａに対向させて配置し、トナー搬送部材上のトナーを加熱することにより、このトナー搬送部材上すなわち支持基板上を搬送されるトナーの水分を低減させる。【選択図】図８
2007102082.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を表面に保持し回転することによって現像剤を搬送する現像剤担持体と、
現像剤担持体に電圧を印加する第一電圧印加手段と、
現像剤担持体および潜像担持体に対向して配置され、トナーを移動させる進行波電界を発生させるための複数の電極を有し、現像剤担持体から供給されるトナーを潜像担持体と対向する位置に搬送するトナー搬送部材と、
トナー搬送部材の前記電極に電圧を印加する第二電圧印加手段と、
トナー搬送部材によって搬送されるトナーを回収するための回収手段と、
トナー搬送部材上を搬送されるトナーの水分を低減させるための環境制御手段と、
を備えていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の現像装置において、環境制御手段はトナーを加熱するための加熱素子を備え、該加熱素子により、トナー搬送部材上を搬送されるトナーの水分を低減させることを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項２に記載の現像装置において、加熱素子はトナー搬送部材に対向し、トナー搬送部材上のトナーを加熱することを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項２に記載の現像装置において、トナー搬送部材は回転駆動されるローラ体であり、加熱素子は該ローラ体の中心軸中に設けられ、該中心軸を加熱することを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項２に記載の現像装置において、加熱素子はトナー搬送部材上に直接設置されていることを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項２に記載の現像装置において、加熱素子は現像剤担持体に対向し、該現像剤担持体上のトナーを加熱することを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の現像装置において、当該現像装置内に湿度センサを有し、該湿度センサによる湿度検出値が規定値Ｈ１以上になると環境制御手段が稼動することを特徴とする現像装置。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれかに記載され、かつ画像形成装置本体にセットされている現像装置において、画像形成装置本体の電源がＯＮすると、その直後に環境制御手段が稼動することを特徴とする現像装置。
【請求項９】
請求項１〜６のいずれかに記載され、かつ画像形成装置本体にセットされている現像装置において、画像形成装置を使用する規定時間前に環境制御手段が稼動することを特徴とする現像装置。
【請求項１０】
請求項８または９に記載され、かつ画像形成装置本体にセットされている現像装置において、環境制御手段の起動前に定着装置の定着ローラ温度を測定し、該測定温度が規定値以下であるときにのみ環境制御手段が稼動することを特徴とする現像装置。
【請求項１１】
請求項８または９に記載され、かつ画像形成装置本体にセットされている現像装置において、環境制御手段は、起動前に画像形成装置本体の電源ＯＦＦ時間を積算し、該積算値が所定値以上である場合にのみ、当該環境制御手段が稼動することを特徴とする現像装置。
【請求項１２】
請求項８〜１１のいずれかに記載の現像装置において、環境制御手段による環境制御動作が終了するべき条件が満たされ、該環境制御動作が一旦終了した場合には、その後に画像形成装置本体の電源がＯＮしている間は、環境制御手段による環境制御動作を行わないことを特徴とする現像装置。
【請求項１３】
請求項９〜１２のいずれかに記載の現像装置において、環境制御手段には、画像形成装置本体の電源とは異なる補助電源から電力が供給されることを特徴とする現像装置。
【請求項１４】
請求項７に記載の現像装置において、湿度センサの湿度検出値が規定値Ｈ２（ただし、規定値Ｈ１＜規定値Ｈ２）以上になると、環境制御手段の動作終了条件が満たされるまで、第一電圧印加手段が作動せず、かつ環境制御手段が作動しつつ、現像剤担持体が作動し続けることを特徴とする現像装置。
【請求項１５】
画像形成装置本体に着脱自在なプロセスカートリッジにおいて、電子写真プロセス用の潜像担持体、帯電手段、クリーニング手段のうちの少なくとも一つと、請求項１〜１４のいずれかに記載の現像装置とを一体に設けてなることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１６】
電子写真方式の画像形成装置において、請求項１５に記載のプロセスカートリッジを備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１７】
現像剤担持体の表面に現像剤を保持させ、該現像剤担持体の回転により現像剤を搬送し、該現像剤中のトナーを、進行波電界を用いるトナー搬送部材により潜像担持体に搬送し、該トナーにより潜像担持体上の潜像を顕像化する現像方法であって、
トナー搬送部材上を搬送されるトナーを加熱することにより、トナーの水分を低減させることを特徴とする現像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は現像装置、現像方法、プロセスカートリッジおよび画像形成装置に関し、とくに、進行波電界を用いるトナー搬送部材により現像剤中のトナーを潜像担持体に搬送して潜像を顕像化するようにした現像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置としては、電子写真プロセスを用いて潜像担持体上に潜像を形成し、この潜像に粉体であるトナーを付着させて現像することにより、トナー像として可視像化し、このトナー像を記録媒体に転写し、或いは中間転写部材に一旦転写した後、記録媒体に転写することで画像を形成するものがある。
【０００３】
このような画像形成装置において、潜像を現像する現像装置としては従来、現像装置内で攪拌された現像剤を現像剤担持体である現像ローラ表面に担持し、現像ローラを回転させることによって潜像担持体の表面に対向する位置まで搬送し、潜像担持体の潜像を現像し、現像終了後、潜像担持体に転写しなかったトナーは現像ローラの回転により現像装置内に回収し、新たにトナーを攪拌・帯電して再び現像ローラに担持して搬送するようにしたものが知られている。
【０００４】
また、電子写真方式の画像形成に使用されるトナーの搬送装置、該搬送装置を備えた現像装置または、該現像装置を備えた画像形成装置に関しては、例えば以下の特許文献１〜特許文献４に開示されている。
【０００５】
特許文献１に記載された発明は、以下のとおりである。
進行波電界を発生させる複数の電極を有する搬送基板を備え、この搬送基板の現像領域では、感光体ドラム上の潜像の画像部に対してはトナーがドラム側に向かい、非画像部に対してはトナーがドラムと反対側に向かう方向の電界を形成する電位を印加し、回収領域ではトナーが画像部及び非画像部のいずれに対しても感光体ドラムと反対側に向かう方向の電界を形成する電位を印加することを特徴とする現像装置及び現像方法、画像形成装置及び画像形成方法、並びにプロセスカートリッジ。
【０００６】
特許文献２に記載された発明は、以下のとおりである。
絶縁材料からなる基板と、該基板上で各々が誘電体により被覆され且つ所定の間隔で互いに絶縁して並設された複数の搬送電極と、該搬送電極に対し粉体を搬送するための搬送信号を付与する信号付与手段とを備えた粉体搬送装置において、上記搬送電極の電極面は、搬送する粉体の進行方向に対し所定の角度を成して凸設された凸設部からなり、該凸設部がなめらかな凹凸部を成すように、上記各搬送電極の形成面を上記誘電体で被覆することを特徴とする粉体搬送装置。
【０００７】
特許文献３に記載された発明は、つぎのとおりである。
感光体上に形成された静電潜像を現像剤で現像して可視化する現像工程を含む電子写真装置であって、前記現像工程において、電子写真印刷装置の運転及び休止にかかわらず現像剤の温度を３０〜４０℃の温度に保持し、その際、現像剤を収容した現像装置の器壁あるいはその近傍に配置された加熱手段により現像剤の加熱を行うことを特徴とする電子写真装置。
【０００８】
特許文献４に記載された発明は、つぎのとおりである。
現像装置と、現像剤の現像能力を測定する手段と、上記現像装置の温度測定手段と、上記現像装置の温度制御手段を有し、上記現像能力測定手段と温度測定手段との出力の結果から、予め定めた現像特性となるように現像装置の目標温度を求め、その目標温度となるように上記現像装置の温度制御手段を制御する構成を有する画像形成装置。
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−１９８６７５号公報
【特許文献２】特開平１１−２４９４３０号公報
【特許文献３】特開平１０−４８９３４号公報
【特許文献４】特開平８−１９０２７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、トナー搬送部材に進行波電界を印加することによってトナーを現像領域まで搬送する方式を用いた現像装置においては、現像装置内の湿度が高い場合、トナーが吸湿するためトナーとトナー搬送部材上の液架橋力が増加し、トナーがトナー搬送部材上に固着してしまうという問題が発生する。一度トナーがトナー搬送部材上に固着してしまうと、次に搬送されてきたトナーは固着トナーの上に乗ることとなり、トナー粒径の分だけ搬送電極から離間し、搬送電界を受け難くなり、結果として固着トナーが増大してしまうという悪循環が生じる。また、上記構成の現像装置においては現像装置内の湿度が高い場合、トナーがトナー搬送部材上を搬送されている間に帯電量が低下してしまうという問題も観察されている。
【００１１】
上記特許文献１においては、トナー搬送部材に進行波電界を印加することによって、トナーを現像領域まで搬送する方式を用いた現像装置における現像効率の向上方法や、トナー飛散の低減方法などについて詳細に記載されているが、上記した現像装置内の高湿度環境における問題の対策については記載されていない。
【００１２】
上記特許文献２においては、搬送電極の電極面を、搬送する粉体の進行方向に対し、所定の角度を成して凸設し、該凸設部がなめらかな凹凸部を成すように上記各搬送電極の形成面を誘電体で被覆する構成とし、トナーに作用する鏡像力を低減させ、トナーの搬送性の向上を試みている。トナー搬送部材へのトナー固着は、トナーにかかる鏡像力とファン・デル・ワールス力、重力、液架橋力等の搬送移動を阻害する方向の合力が、搬送電界による飛翔力を上回った時に発生するので、ファン・デル・ワールス力を低減させることはトナーの搬送性の向上に対しては有効である。上記の構成にすれば確かにファン・デル・ワールス力を低減させ、トナーの搬送性を向上させることができるが、本発明で課題としている、現像装置内高湿度環境におけるトナーとトナー搬送部材間の液架橋力増大の問題は解決できない。
【００１３】
上記特許文献３においては、電子写真印刷装置の運転及び休止にかかわらず現像剤の温度を加熱手段により３０〜４０℃の温度に保持している。また、上記特許文献４においては、現像能力測定手段と温度測定手段との出力結果から、予め定めた現像特性となるように現像装置の目標温度を求め、その目標温度となるように加熱手段や冷却手段により温度を制御している。特に上記特許文献３では、休止中の温度も一定にするため、立ち上げ時の現像装置内の環境も比較的良好であると考えられる。
【００１４】
上記のような方式は温度を一定にしているため、結果として加熱により現像剤の水分の除去にも結びつくが、基本的には温度変化に伴うキャリアの動抵抗の増減や、高温時のトナー凝集を抑えることが目的であり、本発明が解決しようとしている高湿度環境下におけるトナーの、トナー搬送部材への固着の問題を解決しようとしているものではない。
また、通常のオフィス環境に画像形成装置が設置されている場合には、画像形成装置の電源が投入されている時間帯はオフィスの空調も稼動中であることが多いため、周辺環境は比較的安定していると考えられる。そのため、電源ＯＮ中に、加熱手段や冷却手段などで電力を消費して常に環境を制御する必要はない。
また、電源ＯＦＦ中に環境を制御することで、電源ＯＮ時の立ち上げを良好に行うことができるが、待機電力を消費してしまうという問題もある。さらに、上記の方式においては現像装置内全体の環境を制御する方式であるため、電力を大きく消費してしまう。
【００１５】
そこで、本発明においては環境制御手段を用い、トナー搬送部材上を搬送されるトナーの水分を低減させることによって、トナーのトナー搬送基板上への固着や、トナー搬送中のトナー帯電量の低下を防ぎ、しかも上記効果を低消費電力、かつ迅速に実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係る現像装置は、進行波電界を用いるトナー搬送部材によりトナーを潜像担持体に搬送して、潜像担持体上の潜像を顕像化するようにした現像装置であって、上記トナー搬送部材上を搬送されるトナーの水分を（例えば、トナーを加熱することにより）低減させる点に特徴を有するものである。
【００１７】
請求項１に係る発明は、現像剤を表面に保持し回転することによって現像剤を搬送する現像剤担持体と、現像剤担持体に電圧を印加する第一電圧印加手段と、現像剤担持体および潜像担持体（像担持体）に対向して配置され、現像剤を移動させる進行波電界を発生させるための複数の電極を有し、現像剤担持体から供給されるトナーを像担持体と対向する位置に搬送するトナー搬送部材と、トナー搬送部材の前記電極に電圧を印加する第二電圧印加手段と、トナー搬送部材によって搬送されるトナーを回収するための回収手段と、トナー搬送部材上を搬送されるトナーの水分を低減させるための環境制御手段と、を備えていることを特徴とする現像装置である。
【００１８】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の現像装置において、環境制御手段はトナーを加熱するための加熱素子を備え、該加熱素子により、トナー搬送部材上を搬送されるトナーの水分を低減させることを特徴とする現像装置である。
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の現像装置において、加熱素子はトナー搬送部材に対向し、トナー搬送部材上のトナーを加熱することを特徴とする現像装置である。
請求項４に係る発明は、請求項２に記載の現像装置において、トナー搬送部材は回転駆動されるローラ体であり、加熱素子は該ローラ体の中心軸中に設けられ、該中心軸を加熱することを特徴とする現像装置である。
請求項５に係る発明は、請求項２に記載の現像装置において、加熱素子はトナー搬送部材上に直接設置されていることを特徴とする現像装置である。
請求項６に係る発明は、請求項２に記載の現像装置において、加熱素子は現像剤担持体に対向し、該現像剤担持体上のトナーを加熱することを特徴とする現像装置である。
【００１９】
請求項７に係る発明は、請求項１〜６のいずれかに記載の現像装置において、当該現像装置内に湿度センサを有し、該湿度センサによる湿度検出値が規定値Ｈ１以上になると環境制御手段が稼動することを特徴とする現像装置である。
【００２０】
請求項８に係る発明は、請求項１〜６のいずれかに記載され、かつ画像形成装置本体にセットされている現像装置において、画像形成装置本体の電源がＯＮすると、その直後に環境制御手段が稼動することを特徴とする現像装置である。
請求項９に係る発明は、請求項１〜６のいずれかに記載され、かつ画像形成装置本体にセットされている現像装置において、画像形成装置を使用する規定時間前に環境制御手段が稼動することを特徴とする現像装置である。
請求項１０に係る発明は、請求項８または９に記載され、かつ画像形成装置本体にセットされている現像装置において、環境制御手段の起動前に定着装置の定着ローラ温度を測定し、該測定温度が規定値以下であるときにのみ環境制御手段が稼動することを特徴とする現像装置である。
請求項１１に係る発明は、請求項８または９に記載され、かつ画像形成装置本体にセットされている現像装置において、環境制御手段は、起動前に画像形成装置本体の電源ＯＦＦ時間を積算し、該積算値が所定値以上である場合にのみ、当該環境制御手段が稼動することを特徴とする現像装置である。
請求項１２に係る発明は、請求項８〜１１のいずれかに記載の現像装置において、環境制御手段による環境制御動作が終了するべき条件が満たされ、該環境制御動作が一旦終了した場合には、その後に画像形成装置本体の電源がＯＮしている間は、環境制御手段による環境制御動作を行わないことを特徴とする現像装置である。
請求項１３に係る発明は、請求項９〜１２のいずれかに記載の現像装置において、環境制御手段には、画像形成装置本体の電源とは異なる補助電源から電力が供給されることを特徴とする現像装置である。
【００２１】
請求項１４に係る発明は、請求項７に記載の現像装置において、湿度センサの湿度検出値が規定値Ｈ２（ただし、規定値Ｈ１＜規定値Ｈ２）以上になると、環境制御手段の動作終了条件が満たされるまで、第一電圧印加手段が作動せず、かつ環境制御手段が作動しつつ、現像剤担持体が作動し続けることを特徴とする現像装置である。
【００２２】
請求項１５に係る発明は、画像形成装置本体に着脱自在なプロセスカートリッジにおいて、電子写真プロセス用の潜像担持体、帯電手段、クリーニング手段のうちの少なくとも一つと、請求項１〜１４のいずれかに記載の現像装置とを一体に設けてなることを特徴とするプロセスカートリッジである。
請求項１６に係る発明は、電子写真方式の画像形成装置において、請求項１５に記載のプロセスカートリッジを備えていることを特徴とする画像形成装置である。
【００２３】
請求項１７に係る発明は、現像剤担持体の表面に現像剤を保持させ、該現像剤担持体の回転により現像剤を搬送し、該現像剤中のトナーを、進行波電界を用いるトナー搬送部材により潜像担持体に搬送し、該トナーにより潜像担持体上の潜像を顕像化する現像方法であって、トナー搬送部材上を搬送されるトナーを加熱することにより、トナーの水分を低減させることを特徴とする現像方法である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明による効果を請求項別に説明する。
（１）請求項１の発明による効果
環境制御手段を用い、トナー搬送部材上を搬送されるトナーの水分を低減させることによって、トナー搬送部材上へのトナー固着や、トナー搬送中のトナーの帯電量低下を防ぐことができる。したがって、トナーを潜像担持体の潜像上に的確に供給することができ、高品位のトナー像を安定して形成することができる。
【００２５】
（２）請求項２の発明による効果
環境制御手段の加熱素子により、トナー搬送部材上を搬送されるトナーの水分を迅速に低減させることが可能である。
（３）請求項３の発明による効果
加熱素子をトナー搬送部材に対向した位置に設置することによって、直接トナー搬送部材上のトナーを加熱するため、迅速にトナー搬送部材上を搬送されるトナーの水分を低減させることが可能である。
（４）請求項４の発明による効果
ローラ状のトナー搬送部材の中心軸中に加熱素子を設けることによって、直接トナー搬送部材を加熱するため、迅速にトナー搬送部材上を搬送されるトナーの水分を低減させることが可能である。
（５）請求項５の発明による効果
加熱素子をトナー搬送部材上に直接設置することによって、直接トナー搬送部材を加熱するため、迅速にトナー搬送部材上を搬送されるトナーの水分を低減させることが可能である。
（６）請求項６の発明による効果
加熱素子を現像剤担持体に対向した位置に設置し、現像剤担持体上のトナーを加熱することによって、トナーがトナー搬送部材上に供給される前にトナーの水分を低減させることが可能である。そのため、トナーが現像剤担持体からトナー搬送部材へ供給される際の、トナー搬送部材へのトナー固着を低減させることができる。
【００２６】
（７）請求項７の発明による効果
湿度センサを現像装置内に設置し、湿度センサの検出値を参照して環境制御手段を動作させることにより、現像装置内の環境が安定しているにもかかわらず不要に環境制御を行って電力を消費する問題を回避することができる。
（８）請求項８の発明による効果
画像形成装置本体の電源（本体電源）がＯＮされた直後に環境制御手段を稼動させることによって、本体電源がＯＦＦ中に外部環境によって影響を受けたトナーを、良好にトナー搬送部材上を搬送することが可能となる。
（９）請求項９の発明による効果
画像形成装置を使用する規定時間前に環境制御手段を稼動させることによって、環境制御手段が定常状態に立ち上がるまでの時間ロスをなくすことができる。
（１０）請求項１０の発明による効果
環境制御手段の起動前に定着装置の定着ローラ温度を測定し、該測定温度が規定値以下である場合にのみ環境制御手段が稼動するようにしたので、不要に環境制御を行って電力を浪費する問題を回避することができる。
（１１）請求項１１の発明による効果
環境制御手段の起動前に画像形成装置本体の電源ＯＦＦ時間を積算し、該積算値が所定値以上である場合にのみ環境制御手段が稼動するようにしたので、不要に環境制御を行って電力を浪費する問題を回避することができる。
（１２）請求項１２の発明による効果
環境制御手段による環境制御動作が終了するべき条件が満たされ、該環境制御動作が一旦終了した場合には、その後に画像形成装置本体の電源がＯＮしている間は、環境制御手段による環境制御動作を行わないようにしたので、消費電力を低減させることが可能である。
すなわち、当該現像装置を備えた画像形成装置本体の電源が一旦ＯＮとなった後は、画像形成装置が設置されたオフィスが空調稼働時間に入り、周辺の環境条件（温湿度）の変動は少なくなると考えられる。そのため、環境制御手段が環境制御終了条件を満たし、稼動が一旦終了した後には、画像形成装置本体の電源ＯＮ中の環境制御手段による環境制御を行わないようにしたので、消費電力を低減させることが可能である。
【００２７】
（１３）請求項１３の発明による効果
画像形成装置本体の電源とは異なる補助電源による電力で環境制御手段を動作させることによって、メインスイッチをＯＮすることなく、画像形成装置使用者が使用する規定時間前に現像装置内の環境制御手段を稼動させることができる。
【００２８】
（１４）請求項１４の発明による効果
現像装置内の湿度が極端に高い場合（規定値Ｈ２以上）には、環境制御終了条件を満たすまで環境制御手段および現像剤担持体を動作させることによって、トナー搬送部材上を搬送中のトナーだけでなく、現像装置内全体のトナーの水分を低減させることが可能となる。
【００２９】
（１５）請求項１５の発明による効果
請求項１５のプロセスカートリッジでは、所定のとおり構成したから、請求項１〜１４のいずれかに記載の現像装置による効果が得られる。
（１６）請求項１６の発明による効果
この画像形成装置は請求項１５のプロセスカートリッジを備えているから、請求項１〜１４のいずれかに記載の現像装置による効果が得られる。
【００３０】
（１７）請求項１７の発明による効果
進行波電界を用いるトナー搬送部材によりトナーを潜像担持体に搬送するとともに、トナー搬送部材上を搬送されるトナーを加熱してトナーの水分を低減させるようにしたので、トナー搬送部材上へのトナー固着や、トナー搬送中のトナーの帯電量低下を防ぐことができ、トナーを潜像担持体の潜像上に的確に供給することができて、高品位のトナー像を安定して形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
つぎに、本発明の各実施形態を、図面を参照して説明する。
[第１の実施形態]
図１は本発明に係る現像装置を備えた、電子写真方式によるカラー画像形成装置の要部構造を示す説明図である。図２は本発明の現像装置で構成された作像ユニットの要部構造を示す説明図である。図３は上記現像装置を構成するトナー搬送部材の構造を示す説明図である。図４（Ａ）は、図３のトナー搬送部材の電極に印加するパルス状駆動波形（駆動信号）の一例を示す説明図である。図４（Ｂ）は粉体（トナー）の搬送・ホッピングの説明図である。図５はトナー搬送領域において、トナーをホッピングするためにトナー搬送部材の電極に印加するパルス状駆動波形（駆動信号）の一例を示す説明図である。図６は現像領域において、トナーをホッピングするためにトナー搬送部材の電極に印加するパルス状駆動波形（駆動信号）の一例を示す説明図である。図７は図２の現像装置を構成する、現像剤担持体に設けられた磁石ローラの説明図である。
【００３２】
図１を基に、画像形成装置の動作を順次説明する。通常の画像形成動作においては、給紙装置５から供給される記録用紙等の転写材は、吸着ローラ２ａに所定の電圧が印加されることで、転写体である転写材搬送ベルト２に吸着させられる。転写材は転写材搬送ベルト２に担持された状態で転写材搬送ベルトとともに移動し、移動中に作像手段である作像ユニット１Ｋ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｙからトナー像が転写させられる。転写材が搬送ベルト２を通過して定着装置３に到達すると、転写材上のトナー像は加熱ローラ３ａおよび加圧ローラ３ｂに挟まれつつ加熱されることで転写材上に定着させられ、転写材上に可視像が定着される。
【００３３】
また各色トナー像の色ずれやトナー濃度の調整を行なうモードにおいては、作像ユニット１Ｋ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｙから転写材搬送ベルト２上に直接所定パターンのトナー像が形成され、Ｐセンサ２Ｂによってかかるトナーパターンが検出され、その検出結果に基づいて書込タイミングや現像バイアスの変更などが行なわれ、最適なカラー画像を得ることができる状態に調整される。転写材搬送ベルト２上のトナーパターンは吸着ローラ２ａに印加されたバイアスによって帯電極性を整えられた後、転写ローラ２ｂ（２ｂｋ、２ｂｍ、２ｂｃ、２ｂｙ）に印加された電圧によって作像ユニット１Ｋ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｙに回収される。書込装置４（４Ｋ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｙ）は画像情報に従って帯電後の像担持体１１に潜像を書き込むための装置であり、ポリゴンを用いた光走査装置やＬＥＤアレイ等、種々のものを使用することができる。
【００３４】
転写材搬送ベルトを介して潜像担持体（像担持体）すなわち感光体１１と対向する転写ローラ２ｂ（２ｂｋ、２ｂｍ、２ｂｃ、２ｂｙ）は、少なくとも芯金とこの芯金を被覆する導電性弾性層とを有し、導電性弾性層はポリウレタンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）等の弾性材料に、カーボンブラック、酸化亜鉛、酸化スズ等の導電性付与剤を配合分散して電気抵抗値（体積抵抗率）を１０6 〜１０10 Ω・ｃｍの中抵抗に調整した弾性体である転写ローラである。
【００３５】
次に、図１および図２を用いて本例の作像プロセスを説明する。なお作像ユニット１Ｋ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｙは同一構造であるので、１つのみについて説明する。像担持体１１は負帯電の有機感光体であり、図示を省略した回転駆動機構によって矢印方向すなわち反時計回りに回転されるように備えられている。クリーニング装置１４は像担持体１１の回転方向に対してカウンターで当接させられたクリーニングブレード１４ａと、クリーニングされたトナー粒子を廃トナーとして収納する廃トナー格納部１４ｂとを有する。
【００３６】
接触帯電部材１２は、芯金１２ａ上に、ウレタン樹脂、導電性粒子としてのカーボンブラック、硫化剤、発泡剤等を処方した中抵抗の発泡ウレタン層１２ｂをローラ状に形成した可撓性の帯電ローラである。帯電ローラ１２において芯金上に形成される中抵抗層の材質としては、上記に限定するものではなく、ウレタン、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ブタジエン−アクリロニトリルゴム（ＮＢＲ）、シリコーンゴムや、イソプレンゴム等に、抵抗値調整のためのカーボンブラックや金属酸化物等の導電性物質を分散したゴム材や、これらを発泡させたものを用いることができる。
【００３７】
次に現像装置１３の構造を、図２を参照して説明する。この現像装置１３は、現像剤を表面に保持し回転することによって現像剤を搬送する現像剤担持体１３ｂと、この現像剤担持体に電圧を印加する第一電圧印加手段１３ｈと、現像剤担持体１３ｂおよび潜像担持体１１に対向して配置され、現像剤を移動させる進行波電界を発生させるための複数の電極を有し、現像剤担持体１３ｂから供給されるトナーを像担持体１１と対向する位置に搬送するトナー搬送部材１３ａと、このトナー搬送部材の上記電極に電圧を印加する第二電圧印加手段１３ｉと、トナー搬送部材１３ａによって搬送されるトナーを回収するための回収手段１３ｆと、トナー搬送部材１３ａ上を搬送されるトナーの水分を低減させるための環境制御手段（図略）と、を備えている（上記環境制御手段については、例えば図８および図３を参照）。なお、図２に記載された符号について説明すると、４ａは書き込み光、１３ｃはドクタブレード、１３ｄはスクリューである。
【００３８】
現像装置１３は、粉体であるトナー粒子を搬送、現像、回収する電界を発生するための複数の電極を有するローラ状のトナー搬送部材１３aを備えている。トナー搬送部材１３aは、画像形成時には、像担持体１１に対して５０〜１０００μｍ、好ましくは１５０〜４００μｍの間隙をあけて非接触に対向している。
【００３９】
トナー搬送部材１３ａの構成について、図３を参照して詳細に説明する。図３はトナー搬送部材１３ａの像担持体１１側表面を拡大して示した断面図である。図３は、図１の現像装置を構成するローラ状のトナー搬送部材（トナー搬送ローラ）の構造説明図である。ただし、ここでは説明の便宜上、ローラの円弧状部分を直線状に描いてある。
トナー搬送部材１３ａは、支持基板１０１上に複数（ｎ本）の電極１０２、１０２、１０２……を１セットとして、トナー移動方向に沿って所要の間隔で配置し、この上に、搬送面を形成する絶縁性の搬送面形成部材となって電極１０２表面を覆う保護膜となる、無機又は有機の絶縁性材料による表面保護層１０３を積層したものである。
【００４０】
本実施形態における支持基板１０１としては、ガラス基板、樹脂基板或いはセラミックス基板等の絶縁性材料からなる基板、或いは、ＳＵＳなどの導電性材料からなる基板にＳｉＯ2 等の絶縁膜を成膜したもの、ポリイミドフィルムなどのフレキシブルに変形可能な材料からなる基板などを用いることができる。
【００４１】
電極１０２は、支持基板１０１上にＡｌ、Ｎｉ−Ｃｒ等の導電性材料を０．１〜１０μｍ厚、好ましくは０．５〜２．０μｍで成膜し、これを、フォトリソ技術等を用いて所要の電極形状にパターン化して形成している。これら複数の電極１０２の粉体進行方向における幅Ｌは、移動させる粉体の平均粒径の１倍以上、２０倍以下とし、かつ電極１０２，１０２間の粉体進行方向の間隔Ｒも、移動させる粉体の平均粒径の１倍以上、２０倍以下としている。
【００４２】
表面保護層１０３としては、例えばＳｉＯ2 、ＴｉＯ2 、ＴｉＯ4 、ＳｉＯＮ、ＢＮ、ＴｉＮ、Ｔａ2 Ｏ5 などを厚さ０．５〜１０μｍ、好ましくは厚さ０．５〜３μｍで成膜して形成している。
【００４３】
図３において、各電極１０２から伸びる線は各電極１０２に電圧を印加するための導電線を示しており、各線の重なる部分のうち黒丸で示した部分だけが電気的に接続されており、他の部分は電気的に絶縁状態である。各電極１０２に対しては、本体側の電源（第二電圧印加手段１３ｉ）からｎ相の異なる駆動電圧が印加される。本実施形態では３相の駆動電圧が印加される場合（ｎ＝３）について説明するが、本発明はトナー粒子が搬送される限りにおいてｎ＞２を満たす任意の自然数ｎについて適用可能である。
【００４４】
本実施形態では、各電極１０２は現像装置側の接点Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３、Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３のいずれかに接続されており、各接点は現像装置が画像形成装置本体に装着された状態においては、それぞれ駆動波形Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ１３、Ｖ２１，Ｖ２２，Ｖ２３を与える第二電圧印加手段１３ｉに接続される。トナー搬送部材１３ａは、トナー粒子を像担持体１１近傍まで移送し、また現像領域通過後の現像に寄与しなかったトナー粒子を回収手段１３ｆにより回収するための搬送領域と、像担持体１１の潜像にトナー粒子を付着させてトナー像を形成するための現像領域とに分けられる。この現像領域は像担持体１１に近接した領域のみに存在し、搬送領域はトナー搬送部材１３ａの外周面上、現像領域以外の全域に存在する。以下、トナー粒子が位相電界によって移動可能な領域を「静電搬送面」と記す。本実施形態の場合、トナー搬送部材１３ａの表面全体が静電搬送面である。搬送領域では第二電圧印加手段１３ｉから各電極１０２に駆動波形Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ１３が印加され、現像領域では各電極１０２に第二電圧印加手段１３ｉから駆動波形Ｖ２１、Ｖ２２、Ｖ２３が印加される。
【００４５】
次に、トナー搬送部材１３ａにおけるトナーの静電搬送の原理について説明する。トナー搬送部材１３ａの複数の電極１０２に対して第二電圧印加手段１３ｉよりｎ相の駆動波形を印加することにより、複数の電極１０２によって移相電界（進行波電界）が発生し、トナー搬送部材１３ａ上の帯電したトナー粒子は反発力及び／又は吸引力を受けて移送方向に移動する。
【００４６】
例えば、トナー搬送部材１３ａの複数の電極１０２に対して図４の(Ａ)に示すようにグランドＧ（０Ｖ）と正の電圧＋との間で変化する３相のパルス状駆動波形を、タイミングをずらして印加する。このとき、図４（Ｂ）に示すように、トナー搬送部材１３ａ上に負帯電トナーＴがあり、トナー搬送部材１３ａの連続した複数の電極１０２にそれぞれ「Ｇ」、「Ｇ」、「＋」、「Ｇ」、「Ｇ」が印加された（（１））とすると、負帯電トナーＴは「＋」の電極１０２上に位置する。次のタイミングで複数の電極１０２にはそれぞれ「＋」、「Ｇ」、「Ｇ」、「＋」、「Ｇ」が印加され（（２））、負帯電トナーＴには左側の「Ｇ」の電極１０２との間で反発力が、右側の「＋」の電極１０２との間で吸引力がそれぞれ作用するので、負帯電トナーＴは「＋」の電極１０２側に移動する。さらに、次のタイミングで複数の電極１０２にはそれぞれ「Ｇ」、「＋」、「Ｇ」、「Ｇ」、「＋」が印加され（（３））、負帯電トナーＴには同様に反発力と吸引力がそれぞれ作用するので、負帯電トナーＴは更に「＋」の電極１０２側に移動する。
【００４７】
このように複数の電極１０２に、電圧が変化する複相の駆動波形を印加することで、トナー搬送部材１３ａ上には進行波電界が発生し、負帯電トナーはこの進行波電界の進行方向に移動する。なお、正帯電トナーの場合には駆動波形の変化パターンを逆にすることで同様に同方向に移動する。
【００４８】
本実施形態において、トナー搬送部材１３ａの搬送領域では、各電極１０２に対して図５に示すように各相の＋１００Ｖの印加時間ｔａを繰り返し、周期ｔｆの１／３である約３３％に設定した（これを「搬送電圧パターン」という）、３相の駆動波形（駆動パルス）Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ１３を印加する。この駆動波形は搬送領域においてトナー粒子を高速搬送させるのに適した波形であることが、本発明者の研究から分かっている。
【００４９】
また現像領域では、各電極１０２に対して、図６に示すように各相の＋１００Ｖ又は０Ｖの印加時間ｔａを繰り返し、周期ｔｆの２／３である約６７％に設定した（これを「現像電圧パターン」という）、３相の駆動波形（駆動パルス）Ｖ２１、Ｖ２２、Ｖ２３を印加する。現像領域ではトナー粒子を積極的に像担持体に向かって打ち上げることが好ましく、図６の駆動波形はトナー粒子を打ち上げるのに適していることが本発明者の研究から分かっている。
【００５０】
なお、現像電圧パターンの駆動波形を印加した場合でも、０Ｖ電極のセンターに位置したトナー以外は、横方向への力も受けるため、すべてのトナーがいっせいに高く打ち上げられるというものではなく、水平方向に移動するトナーもあり、逆に、搬送電圧パターンの駆動波形を印加した場合でも、トナーの位置によっては、大きな角度で斜めに打ち上げられて水平に移動するよりも上昇距離の方が大きいものがある。
【００５１】
したがって、搬送領域において各電極１０２に印加する駆動波形パターンは、前述した図５に示す搬送電圧パターンに限られるものではなく、また、現像領域１２の各電極１０２に印加する駆動波形パターンも、前述した図６に示す現像電圧パターンに限られるものではない。
【００５２】
ここまで駆動波形は３層の場合について説明したが、これをｎ相に一般化すると、次のようになる。各電極に対してｎ相（ｎは３以上の整数）のパルス状電圧（駆動波形）を印加して進行波電界を発生させる場合、１相あたりの電圧印加時間が｛繰り返し周期時間×（ｎ−１）／ｎ｝未満となる電圧印加デューティとすることによって、搬送、現像の効率を上げることができる。例えば、３相の駆動波形を用いる場合には、各相の電圧印加時間ｔａを繰り返し周期時間ｔｆの２／３である約６７％未満に設定し、４相の駆動波形を用いる場合には、各相の電圧印加時間を繰り返し周期時間の３／４である７５％未満に設定することが好ましい。
【００５３】
他方、電圧印加デューティは｛繰り返し周期時間／ｎ｝以上に設定することが好ましい。例えば、３相の駆動波形を用いる場合には、各相の電圧印加時間ｔａを繰り返し周期時間ｔｆの１／３である約３３％以上に設定することが好ましい。
【００５４】
すなわち、注目電極に印加する電圧と進行方向上流側隣接電極及び下流側隣接電極に印加する各電圧との間には、上流側隣接電極が反発、下流側隣接電極が吸引という時間を設定することによって、効率を向上することができる。特に、駆動周波数が高い場合は、｛繰り返し周期時間／ｎ｝以上で｛繰り返し周期時間×(ｎ−１)／ｎ｝未満の範囲内に設定することにより、注目電極上のトナーに対する初期速度が得られやすくなる。
【００５５】
なお上記のトナー搬送部材の説明はベストモードと考えられるものを説明したのであるが、所望の搬送／現像性能が得られるのであれば、現像領域と搬送領域とで電極１０２間の間隔を異ならせて電界の方向を調整しても良いし、あるいは現像領域と搬送領域で電極の間隔および駆動波形を同一としても良い。
【００５６】
また、図２に示すように現像装置１３は、トナー搬送部材１３aへトナー粒子を供給するための現像剤担持体１３ｂが配置されており、現像剤担持体１３ｂとトナー搬送部材１３aとの対向部分では磁気ブラシが形成されている。現像剤担持体１３ｂの表面では、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を円筒形に形成してなる非磁性スリーブが、不図示の回転駆動機構によって時計回りに回転するようになっている。また、現像剤担持体１３ｂには、これに供給電圧を印加するための第一電圧印加手段１３ｈが接続されている。
【００５７】
現像剤の搬送方向における現像領域の上流側部分には、現像剤チェーン穂の穂高さ、即ち、スリーブ上の現像剤量を規制するドクタブレード１３ｃが設置されている。このドクタブレード１３ｃとスリーブとの間隔であるドクタギャップは０．４ｍｍに設定されている。更に現像剤担持体１３ｂの像担持体１１とは反対側領域には、現像ケーシング内の現像剤を攪拌しながら現像剤担持体１３ｂへ汲み上げるための２つのスクリュー１３ｄが設置されている。
【００５８】
上記現像剤担持体１３ｂ内には、スリーブの周表面に現像剤の穂立ちが生じるように磁界を形成する磁石ローラ体（磁石ローラ）が固定状態で備えられている。この磁石ローラ体から発せられる法線方向磁力線に沿うように、現像剤のキャリアがスリーブ上にチェーン状に穂立ちを起こし、このチェーン状に穂立ちを生じたキャリアに帯電トナーが付着して磁気ブラシが構成される。当該磁気ブラシはスリーブの回転によってスリーブと同方向に移送されることとなる。上記磁石ローラ体は、複数の磁極（磁石）を備えている。
【００５９】
具体的には、図７に示すように、現像領域部分に現像剤の穂立ちを生じる現像主磁極Ｐ１、スリーブ上に現像剤を汲み上げるための磁極Ｐ４およびＰ５、汲み上げられた現像剤を供給領域まで搬送する磁極Ｐ６、供給後の領域で現像剤を搬送する磁極Ｐ２、剤離れ磁極Ｐ３を備えている。なお、本例では磁石ローラ体を６極の磁石によって構成しているが、８極や１２極で構成してもよい。図７において現像剤担持体表面に描かれた曲線は法線磁力パターンの概略を示すものであり、「Ｎ」、「Ｓ」の記号は各磁極の現像剤担持体表面側の極性がそれぞれＮ極、Ｓ極であることを示す。
【００６０】
現像手段１３内には図示せぬトナー粒子および磁性キャリアが格納されている。本発明を実施する上では、特にキャリア粒子およびトナー粒子を限定する必要はないが、以下、本実施形態における態様を説明する。本例のトナー粒子は、バインダー樹脂としてスチレン系またはアクリル系の重合性単量体を重合開始剤と共に水中に分散させた状態でラジカル重合させたものや、あるいはポリエステル系樹脂を水中に分散させ重付加反応により高分子化させたものを用い、これに着色剤、帯電制御剤などを加えて造粒することにより得られた、重量平均粒径約５μｍの非磁性トナー粒子である。
【００６１】
また本例の磁性キャリアは、１キロエルステッドの磁界中における磁化量が３０ｅｍｕ／ｃｍ3 以上、２００ｅｍｕ／ｃｍ3 以下の範囲にあるキャリアが望ましい。磁化量が２００ｅｍｕ／ｃｍ3 以下、好ましくは１４０ｅｍｕ／ｃｍ3 以下の低磁化であれば、隣り合う磁気ブラシの磁気的な相互作用が小さくなり、形成される磁気ブラシの穂が緻密に且つ短くなる。この結果、トナー搬送部材１３ａに対して均一なトナー粒子の供給が達成できる。一方、磁性キャリアの磁化量が３０ｅｍｕ／ｃｍ3 未満の場合には現像剤の搬送性能が劣る。このため、磁性キャリアの磁化量は３０ｅｍｕ／ｃｍ3 以上が好ましく、８０ｅｍｕ／ｃｍ3 以上であることが、より好ましい。
【００６２】
本例では磁性キャリアとして、少なくともバインダー樹脂と、磁性金属酸化物及び非磁性金属酸化物とからなる重合法により生成された磁性体が分散されている樹脂磁性キャリアを用いる。具体的には、磁性金属酸化物としてマグネタイト（Ｆｅ3 Ｏ4 ）を用い、金属酸化物を分散させて結着させるバインダー樹脂としては、スチレン、アクリル酸エチルなどのビニル系モノマーを重合して得られる樹脂を用いる。磁性体がバインダー樹脂中に分散されているキャリアをそのまま用いてもよいが、これをキャリアコアとして用い、絶縁性樹脂をコート剤とし、キャリアコア表面に被覆してコート磁性キャリアとして用いるとよい。磁化量は、キャリアの磁気特性を理研電子（株）製の振動磁場型磁気特性自動記録装置にて、１キロエルステッドの外部磁場中に、円筒状の容器内にパッキングした磁性キャリアを置き、その際に測定して得た磁化の強さにキャリアの真比重を掛けることで算出できる。
【００６３】
次に、かかる作像プロセスの動作を説明する（図１、図２を参照）。本例の画像形成装置は、複写機およびプリンタとして機能することができる画像形成装置である。複写機として機能する際には、スキャナから読み込まれた画像情報がＡ／Ｄ変換、ＭＴＦ補正、階調処理等の種々の画像処理を施されて書込みデータに変換される。プリンタとして機能する際にはコンピュータ等から転送されるページ記述言語や、ビットマップ等の形式の画像情報に対して画像処理が施され書込みデータに変換される。
【００６４】
画像形成に先駆けて、像担持体１１は表面の移動速度が所定の速度となるように図２の矢印方向すなわち反時計回りに回転を始める。また帯電ローラ１２は像担持体１１に対してつれまわり回転する。このとき帯電ローラ１２の芯金には帯電バイアス印加電源から−１００Ｖの直流電圧、および振幅１２００Ｖ・周波数２ｋＨｚの交流電圧が印加され、これにより像担持体１１の表面が約−１００Ｖに帯電させられる。
【００６５】
帯電させられた像担持体１１に対して書込装置４（４Ｃ、４ｍ、４Ｙ、４Ｋ）は書込みデータに応じた露光を行う。すなわち、光照射によって画像部の電位を変化させることで、光照射されなかった非画像部の電位との差を発生させ、この電位コントラストによる静電潜像を形成する。
【００６６】
書込装置４によって像担持体上に形成された静電潜像は現像装置１３によって現像され、画像部にトナー粒子が付着することによってトナー像として像担持体１１上に可視化される。移相電界による現像ではトナー粒子がトナー搬送部材１３ａ表面を跳びはねながら移動し、像担持体１１に近接した際に画像部に吸着するように付着して現像が行なわれる。本実施形態ではトナー搬送部材１３ａに、第二電圧印加手段１３ｉによって−５０Ｖの電圧が、現像剤担持体１３ｂに第一電圧印加手段１３ｈによって−２５０Ｖの電圧がそれぞれ印加されることにより、現像剤担持体１３ｂからトナー搬送部材１３ａへ、さらにトナー搬送部材１３ａから像担持体１１上の画像部へとトナー粒子を導く電界が形成される。
【００６７】
像担持体１１上に形成させられたトナー像が転写ローラ２ｂと像担持体１１との対向部である転写部に到達するのとタイミングを合わせて給紙装置５から転写材が搬送され、像担持体１１上のトナー像は転写ローラ２ｂに印加された電圧により転写材へと転写される。転写されたトナー像は定着装置３によって転写材に定着され画像が出力される（図２を参照）。
【００６８】
一方、転写されずに像担持体１１上に残留したトナー（転写残トナー）はクリーニング装置１４によって清掃され、清掃後の像担持体表面は次回の画像形成のために使用される。さらにトナー搬送部材上の現像に寄与しなかった未使用トナーは回収手段１３ｆにより、トナー搬送部材上から分離回収される。
【００６９】
本発明は前記に示した現像装置において、トナー搬送部材１３ａ上を搬送されるトナーの水分を低減させることが可能な環境制御手段を有していることを特徴とする（請求項１）。トナー搬送部材１３ａに進行波電界を印加することによって、トナーを現像領域まで搬送する方式を用いた上記現像装置においては、現像装置内の湿度が高い場合、トナーが吸湿するためトナーとトナー搬送部材１３ａ上の液架橋力が増加し、トナーがトナー搬送部材１３ａ上に固着してしまうという問題が発生する。一度トナーがトナー搬送部材１３ａ上に固着してしまうと、次に搬送されてきたトナーは固着トナーの上に乗ることとなり、トナー粒径の分だけ搬送電極から離間し、搬送電界を受け難くなり、結果として固着トナーが増大してしまうという悪循環が生じる。
【００７０】
そこで、本発明のように現像装置内にトナー搬送部材１３ａ上に搬送されるトナーの水分を低減させることが可能な環境制御手段を設置し、動作させることによって、トナーとトナー搬送部材１３ａとの間の液架橋力を低減させ、高湿時においてもトナーのトナー搬送部材１３ａへの固着を低減させることが可能となる。また、上記構成の現像装置においては現像装置内の湿度が高い場合、トナーがトナー搬送部材１３ａ上を搬送されている間に帯電量が低下してしまうという問題も観察されるが、本発明に示すようにトナー搬送部材１３ａ上に搬送されるトナーの水分を低減させることが可能な環境制御手段を動作させることによって、この問題も解決することが可能である。
【００７１】
上記環境制御手段としては、調湿空気を導入する手段や、除湿素子を用いる手段などが挙げられる。除湿素子の一例としては、固体高分子電解質膜を利用した除湿素子が挙げられる。該除湿素子は水素イオン導電性の固体高分子電解質膜両側に触媒を塗布した多孔性電極を貼り合わせた構成をしており、該多孔性電極の両端に直流電圧を印加すると陽極側（除湿側）表面で空気中の水分子は水素と酸素イオンと電子に分解されるため、除湿が可能となる。しかし、迅速にトナーの水分を低減させるという観点から、加熱素子１３ｅを用いることが望ましい（請求項２、図８、図９および図１１を参照）。加熱素子１３ｅとしては、例えばシーズヒーター、カートリッジヒーター、スペースヒーター、セラミックヒーター、面状発熱体などのヒーター類が挙げられるが、本発明においては、以上に列挙するものに限定されない。環境制御時には加熱素子１３ｅが動作し、トナーを加熱することによりトナー中の水分を除去する。しかし、加熱素子１３ｅによりトナーを加熱する場合、トナーの溶融や凝集が懸念される。そのため、加熱素子１３ｅの加熱温度はトナーの溶融や凝集が生じる温度と比較し、これよりも低い温度とする。
【００７２】
また、上記加熱素子１３ｅの現像装置内での設置個所としてはトナー搬送部材１３ａに対向した位置（請求項３）、トナー搬送部材１３ａの中心軸中（請求項４）、トナー搬送部材１３ａ上（請求項５）、現像剤担持体１３ｂに対向した位置（請求項６）などが挙げられる。
【００７３】
[第２の実施形態]
図８に、加熱素子１３ｅをトナー搬送部材１３ａに対向した位置に設置した場合を示す。図８は現像装置の要部構造を示す説明図である。トナーが現像剤担持体１３ｂからトナー搬送部材１３ａに供給され、像担持体１１と対向した現像領域に至るまでの間の搬送トナーの水分を除去する必要があるため、加熱素子１３ｅの設置場所は図８に示すような場所であることが望ましい。また、比較的早い段階でトナーの水分を除去するために、加熱素子１３ｅの設置位置は、現像剤担持体１３ｂからトナー搬送部材１３ａへトナーが供給される供給位置に近いほど好ましい。
【００７４】
[第３の実施形態]
図９に加熱素子１３ｅをトナー搬送部材１３ａの中心軸中に設置した場合を示す。図９は現像装置の要部構造を示す説明図である。上記軸中に加熱素子１３ｅを設置し、周りを熱伝導率の高い部材で囲むことによって、迅速にトナー搬送部材１３ａ表面の温度を上昇させ、搬送中のトナーの水分を低減させることが可能である。また、本方式では加熱部材を上記中心軸中に設置することにより、現像装置内を飛散しているトナーが付着することによる加熱素子１３ｅの劣化や不具合を抑制することができ、安定した動作が可能となる。
【００７５】
[第４の実施形態]
図１０に加熱素子１３ｅをトナー搬送部材１３ａ上に直接設置した場合の設置例を示す。図１０はトナー搬送部材１３ａ表面を示した図である。トナー搬送部材１３ａは上記のように、支持基板１０１上に半導体プロセスを用いて形成させていくが、その際に本方式では同時に加熱素子１３ｅも支持基板上１０１に形成させる。加熱素子１３ｅを形成させる個所としては、搬送電極が存在しているトナー搬送領域の外側などが好ましい。本方式では加熱素子１３ｅをトナー搬送部材１３ａ表面に直接形成するため、他方式と異なり、現像装置内でのスペースを占有しない点で有利である。また、トナーが付着することによる加熱素子１３ｅの劣化や不具合を抑制することができ、安定した動作が可能となる。本方式における加熱温度としては、トナーの溶融や凝集が生じる温度と比較し低い温度であることに加えて、加熱によりトナー搬送基板が著しく伸長しない程度の温度であることが好ましい。
【００７６】
[第５の実施形態]
図１１に加熱素子１３ｅを現像剤担持体１３ｂに対向した位置に設置した場合を示す。図１１は現像装置の要部構造を示す説明図である。この図は加熱素子１３ｅを、現像剤がドクターブレード１３ｃを通過する前の領域に設置した例を示しているが、現像剤がドクターブレード１３ｃを通過した後の領域に設置しても構わない。トナーを現像剤担持体１３ｂからトナー搬送部材１３ａへ供給する際には、両者の間に電界をかけている。そのため、トナーをトナー搬送部材１３ａへ供給する際にトナーの搬送部材への固着が生じやすい。そこで、本方式を用いることにより、トナーがトナー搬送部材１３ａに供給される前にトナーの水分を低減させるため、トナー搬送部材１３ａへの供給時のトナーのトナー搬送部材１３ａへの固着を低減させることが可能である。
【００７７】
さらに、本発明において上記環境制御手段を起動するタイミングとしては、現像装置中に湿度センサを設置し、前記湿度センサの湿度検出値が規定値以上であった場合（請求項７）、本体電源がＯＮされた直後（請求項８）、画像形成装置の使用者がこれを使用する規定時間前（請求項９）などが挙げられる。
【００７８】
[第６の実施形態]
図１２に現像装置中に湿度センサを設置し、前記湿度センサの値が規定値１以上であった場合に環境制御手段が起動する場合のフローチャートを示す（請求項７）。
まず、現像装置内に設置された湿度センサの検知結果を参照（ステップＳ１）し、その値が規定値以上であった場合（ＹＥＳ）には環境制御手段を起動させる（ステップＳ２）。その後、環境制御終了条件を満たすまでは環境制御手段を動作し続け、環境制御終了条件を検知すると同時に環境制御手段をＯＦＦし（ステップＳ３，Ｓ４）、環境制御を終了する。環境制御終了条件としては湿度センサによる検出値が規定値未満になることや、ある規定時間が経過することなどが挙げられるが、本発明では特に言及しない。
【００７９】
[第７の実施形態]、[第８の実施形態]
図１３に、画像形成装置本体の電源がＯＮされた直後に環境制御を行う場合のフローチャートを示す。同様に図１４に、画像形成装置の使用者がこれを使用する規定時間前に環境制御を行う場合のフローチャートを示す。
図１３、図１４において画像形成装置本体の電源（本体電源）がＯＮ（ステップＳ１１）された後、もしくは画像形成装置の使用者が使用する規定時間前を検知（ステップＳ２１）した後、現像装置内の環境が良好であるにもかかわらず不要に環境制御を行い、電力を浪費することを回避するため、まず直前に本体電源がＯＮされ現像装置内の環境条件が制御されたか否かを確認する（ステップＳ１２，Ｓ２２）。その確認方法としては、定着ローラ温度が規定値以下であることを確認する方法（請求項１０）や、本体電源がＯＦＦであった時間が一定以上であったことを確認する方法（請求項１１）が挙げられる。
【００８０】
直前に本体電源がＯＮされていなかった場合（ステップＳ１２，Ｓ２２でＹＥＳ）は環境制御手段をＯＮし（ステップＳ１３，Ｓ２３）、現像装置内の環境制御を開始する。その後、環境制御終了条件を満たすまで、現像装置内の環境制御を行い、環境制御終了条件を検知すると同時に環境制御手段をＯＦＦし、環境制御を終了する（ステップＳ１４，Ｓ１５、ステップＳ２４，Ｓ２５）。この場合の環境制御終了条件としては、例えば、ある規定時間が経過することが考えられるが、特に限定しない。また、本方式においては湿度センサを用いずに行うこともできるため、その場合はコストの削減にも繋がる。市場では画像形成装置の電源がＯＦＦである状況下において、周辺環境の影響により、現像装置内の湿度が上昇していくことが考えられる。そのため、上記したいずれかの方式により、環境制御手段を起動することによって、トナーの水分を除去し、本体電源ＯＮ直後のトナーのトナー搬送部材１３ａへの固着や、搬送中のトナーの帯電量低下を防ぐことができる。
【００８１】
画像形成装置使用者が使用する規定時間前を決定する方法としては、使用者の操作履歴を用いて本体電源がＯＮされる時間を学習し、判断する方法などが挙げられる。
【００８２】
[第９の実施形態]
図１５に画像形成装置使用者の操作履歴から、使用する規定時間前を決定する一例のフローチャートを示す。
本体電源がＯＮ（ステップＳ３１）されると、まず、一日の一番初めに本体電源がＯＮされたのか否かを判断する（ステップＳ３２）。一日の一番初めに本体電源がＯＮされた場合は、その時刻を記録装置に記録する（ステップＳ３３）。その後、記録装置に記録されている過去の本体電源ＯＮ時刻の履歴から、演算処理部において、次の日の一番初めに本体電源がＯＮされる予想時刻を算出する（ステップＳ３４）。予想時刻の決定方法としては、例えば、過去の本体電源ＯＮ時刻の平均値や、最頻値を算出する方法などが挙げられる。そして、その予想時刻からある規定値を減算し、画像形成装置使用者が使用する規定時間前の時刻を決定（ステップＳ３５）した後、その時刻を記録装置に記録する（ステップＳ３６）。予想時刻から減算する規定値の決定方法としては、画像形成装置出荷時に決められた値を設定しておく方法や、画像形成装置が設置された外部環境の温湿度を参照し、決定する方法などが考えられる。休日などに自動で環境制御が行われることを防ぐためにはカレンダー機能を搭載し、それを参照することにより、環境制御を行うかどうかを決定すればよい。
【００８３】
また、環境制御は、環境制御終了条件を満たし一度終了した後は、画像形成装置使用者が電源を再びＯＮするまでは行わないことが好ましい（請求項１２）。電源ＯＮ中に何度も環境制御手段を起動させた場合、複数回の環境制御に伴う消費電力の増大が懸念される。そのため、上記方式を用いることにより、消費電力の低減を実現することができる。一方で、本方式では電源ＯＮ中の現像装置内の環境変動による現像剤への影響が懸念される。しかし、画像形成装置は通常オフィス内に設置され、画像形成装置の電源がＯＮされている時間帯は室内の空調も稼動中であることが多く、周辺環境は比較的安定していると考えられるため、現像装置内の環境の変動も少ないと考えられる。
【００８４】
[第１０の実施形態]
図１６に現像装置内部の環境を制御する手段に、本体電源とは異なる補助電源から電力を供給する（請求項１３）システムの概念図を示す。
本体電源２０１はコンセントからのＡＣライン２００に、メインスイッチ２０２を介して接続されているが、補助電源２０３はＡＣライン２００に直接接続されている。そのため、画像形成装置使用者が使用する規定時間前に現像装置内の環境制御を開始する場合でも、本体電源をＯＮせずに環境制御手段２１０と現像剤担持体１３ｂを動作させることが可能である。また、環境制御手段２１０と現像剤担持体１３ｂを制御する制御部２０４も補助電源２０３から電力を供給されている構成であるため、本体電源２０１がＯＦＦの状態においても、画像形成装置使用者が使用する規定時間前を判断し、環境制御を開始することが可能である。
【００８５】
[第１１の実施形態]
本発明においては、現像装置内の湿度が極端に高く、湿度センサの湿度検出値が規定値Ｈ２（規定値Ｈ１＜規定値Ｈ２）以上であった場合、環境制御終了条件を満たすまで、第一電圧印加手段１３ｈが作動することなく環境制御手段が動作しつつ、現像剤担持体１３ｂが動作し続けることを特徴としている（請求項１４）。図１７に本方式のフローチャートを示す。
【００８６】
図１７において、まず現像装置内に設置された湿度センサの検知結果を参照（ステップＳ４１）し、その値が規定値Ｈ２（規定値Ｈ１＜規定値Ｈ２）以上であった場合（ＹＥＳ）には、環境制御手段を起動させる（ステップＳ４２）。その後、環境制御手段終了条件を満たすまでは、第一電圧印加手段１３ｈが作動することなく環境制御手段と現像剤担持体１３ｂが動作し続け、環境制御終了条件を検知すると同時に環境制御手段と現像剤担持体１３ｂがＯＦＦとなり、環境制御が終了する（ステップＳ４３，Ｓ４４）。環境制御手段終了条件としては湿度センサの検出値が規定値未満になることや、ある規定時間が経過することなどが挙げられるが、本発明では特に言及しない。以上のような動作を行うことによって、極端に現像装置内の湿度が高い場合はトナー搬送部材１３ａ上の搬送トナーだけではなく、現像装置内のトナー全体の水分を低減させることが可能である。
【００８７】
請求項１〜１４のいずれかに記載の発明に係る動作が可能となっている現像装置と、帯電装置、クリーニング装置、潜像担持体のうち少なくとも一つとから構成されることを特徴とするプロセスカートリッジ（請求項１５）を用いた場合、トナー搬送部材１３ａ上のトナーの水分を低減させることが可能であるため、トナーのトナー搬送部材１３ａへの固着の問題を低減しつつ、トナー搬送途中のトナーの帯電量低下も抑制できるため、安定した作像が可能である。また、上記プロセスカートリッジを用いることにより交換やメンテナンスの容易性も向上する。
さらに、上記プロセスカートリッジを備えた電子写真方式の画像形成装置（請求項１６）によれば、上記現像装置による効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る現像装置を備えた、電子写真方式によるカラー画像形成装置の要部構造を示す説明図である。
【図２】図１の現像装置で構成された作像ユニットの要部構造を示す説明図である。
【図３】図１の現像装置を構成するトナー搬送部材の構造を示す説明図である。
【図４】（Ａ）は図３のトナー搬送部材の電極に印加するパルス状駆動波形（駆動信号）の一例を示す説明図である。（Ｂ）は粉体（トナー）の搬送・ホッピングの説明図である。
【図５】トナー搬送領域において、トナーをホッピングするためにトナー搬送部材の電極に印加するパルス状駆動波形（駆動信号）の一例を示す説明図である。
【図６】現像領域において、トナーをホッピングするためにトナー搬送部材の電極に印加するパルス状駆動波形（駆動信号）の一例を示す説明図である。
【図７】図２の現像装置を構成する、現像剤担持体に設けられた磁石ローラの説明図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る現像装置の要部構造を示す説明図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る現像装置の要部構造を示す説明図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態に係るもので、現像装置を構成するトナー搬送部材の要部構造を示す説明図である。
【図１１】本発明の第５の実施形態に係る現像装置の要部構造を示す説明図である。
【図１２】本発明の第６の実施形態に係るもので、環境制御手段の作動要領を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第７の実施形態に係るもので、環境制御手段の作動要領を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の第８の実施形態に係るもので、環境制御手段の作動要領を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の第９の実施形態に係るもので、画像形成装置を使用する者の操作履歴から、使用する規定時間前を決定する方法の一例を示すフローチャートである。
【図１６】本発明の第１０の実施形態に係るもので、現像装置内部の環境を制御する手段に、現像装置本体の電源とは異なる補助電源から電力を供給するシステムの概念を示す説明図である。
【図１７】本発明の第１１の実施形態に係るもので、環境制御手段の作動要領を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８９】
１Ｋ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｙ  作像ユニット
２  搬送ベルト
２Ｂ  Ｐセンサ
２ａ  吸着ローラ
２ｂ（２ｂｋ、２ｂｍ、２ｂｃ、２ｂｙ）  転写ローラ
３  定着装置
３ａ  加熱ローラ
３ｂ  加圧ローラ
４（４Ｋ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｙ）  書き込み装置
４ａ  書き込み光
５  給紙装置
１１  潜像担持体（感光体）
１２  帯電ローラ
１２ａ  芯金
１２ｂ  発泡ウレタン層
１３  現像装置
１３ａ  トナー搬送部材
１３ｂ  現像剤担持体
１３ｃ  ドクタブレード
１３ｄ  スクリュー
１３ｅ  加熱素子
１３ｆ  回収手段
１３ｈ  第一電圧印加手段
１３ｉ  第二電圧印加手段
１４  クリーニング装置
１４ａ  クリーニングブレード
１４ｂ  廃トナー格納部
１０１  支持基板
１０２  電極
１０３  表面保護層
２００  ＡＣライン
２０１  本体電源
２０２  メインスイッチ
２０３  補助電源
２０４  制御部
２１０  環境制御手段
【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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