(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多相の交流電圧を搬送路の各電極に印加して、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路上で像担持体へと搬送して、この現像剤を像担持体に供給することにより像担持体上の静電潜像を現像し、搬送路上に残留した現像剤を現像剤回収手段により回収する現像装置において、
回収用交流電圧を前記現像剤回収手段に印加する回収用交流電圧印加手段を備え、
前記現像剤回収手段は、前記回収用交流電圧印加手段の回収用交流電圧が印加される回収ローラを有し、前記回収ローラを前記搬送路に摺接するように配置して、該搬送路と摺接する該回収ローラの周面を該搬送路による現像剤の搬送方向に回転移動させ、
前記回収用交流電圧の最大値及び最小値をＶpk1及びＶpk2とし、前記多相の交流電圧の最大値及び最小値をＶpf1及びＶpf2とすると、Ｖpk1＞（Ｖpf1＋Ｖpf2）／２かつＶpk2＜（Ｖpf1＋Ｖpf2）／２に設定したことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記回収ローラは、前記像担持体周辺に配置され、
前記回収用交流電圧の最大値及び最小値をＶpk1及びＶpk2とし、前記像担持体の表面電位をＶoとすると、Ｖpk1＞ＶoかつＶpk2＜Ｖoに設定したことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記現像剤回収手段は、現像剤を該現像剤回収手段から掻き取るブレードを備えることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、進行波電界により現像剤を搬送し、この現像剤により静電潜像を現像する現像装置、及び画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式を採用した複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、現像剤を像担持体近傍まで搬送し、現像剤を像担持体上の静電潜像へと飛翔させて、この静電潜像を現像するという非接触方式現像装置が注目されている。この非接触方式には、パウダークラウド方式、ジャンピング方式、電界カーテン（進行波電界）を利用した方式等がある。
【０００３】
進行波電界を利用した方式は、例えば特開平９−６８８６４号公報等に記載されている。このでは、現像剤の搬送路に多数の電極を埋設し、これらの電極に多相の交流電圧を印加して、進行波電界を発生させ、この進行波電界により搬送路上の現像剤を像担持体まで搬送する。現像剤は、像担持体近傍まで搬送されると、像担持体の静電潜像へと飛翔し、静電潜像に付着する。これにより、像担持体上の静電潜像が現像される。更に、進行波電界により搬送路上の余分な現像剤を搬送し、現像剤回収手段により余分の現像剤を回収する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来は、現像剤回収手段により搬送路上の現像剤を掻き取るだけであったので、余分の現像剤を全て回収することができなかったり、また搬送路上に現像剤が残留して堆積するという問題があった。また、回収する以前に飛散してしまう現像剤もあり、この飛散した現像剤が像担持体に付着し、像担持体上の像にカブリが発生するという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、現像剤をより確実に回収することが可能な現像装置を提供することを目的とする。
【０００６】
また、本発明は、本発明の現像装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、多相の交流電圧を搬送路の各電極に印加して、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路上で像担持体へと搬送して、この現像剤を像担持体に供給することにより像担持体上の静電潜像を現像し、搬送路上に残留した現像剤を現像剤回収手段により回収する現像装置において、回収用交流電圧を現像剤回収手段に印加する回収用交流電圧印加手段を備え、前記回収用交流電圧の最大値及び最小値をＶpk1及びＶpk2とし、前記多相の交流電圧の最大値及び最小値をＶpf1及びＶpf2とすると、Ｖpk1＞（Ｖpf1＋Ｖpf2）／２かつＶpk2＜（Ｖpf1＋Ｖpf2）／２に設定している。
【０００８】
この様な構成の本発明によれば、回収用交流電圧印加手段は、回収用交流電圧を現像剤回収手段に印加している。進行波電界により現像剤を搬送すると、現像剤の各粒子が正及び負に帯電する。回収用交流電圧を現像剤回収手段に印加していることから、現像剤回収手段の電位が正及び負に交互に切り替わり、正及び負に帯電した現像剤の各粒子のいずれもが現像剤回収手段に引き寄せられて、現像剤の全てを現像剤回収手段により確実に回収することができる。仮に、直流電圧を現像剤回収手段に印加すると、現像剤回収手段が正及び負のいずれか一方の電位に設定されるので、この電位とは逆極性に帯電した現像剤の各粒子が現像剤回収手段により回収することができなくなり、この回収されなかった現像剤の各粒子が像担持体に付着して、像担持体上の像にカブリが発生する。
【０００９】
また、本発明においては、回収用交流電圧の最大値及び最小値をＶpk1及びＶpk2とし、多相の交流電圧の最大値及び最小値をＶpf1及びＶpf2とすると、Ｖpk1＞（Ｖpf1＋Ｖpf2）／２かつＶpk2＜（Ｖpf1＋Ｖpf2）に設定している。
【００１０】
ここで、（Ｖpf1＋Ｖpf2）／２は、多相の交流電圧の平均値である。この平均値の電圧よりも回収用交流電圧の最小値Ｖpk2を小さく設定すれば、この最小値Ｖpk2の電位の現像剤回収手段により正に帯電した現像剤の各粒子を確実に回収することができる。また、この平均値の電圧よりも回収用交流電圧の最大値Ｖpk1を大きく設定すれば、この最大値Ｖpk1の電位の現像剤回収手段により負に帯電した現像剤の各粒子を確実に回収することができる。
【００１１】
更に、本発明においては、回収用交流電圧の最大値及び最小値をＶpk1及びＶpk2とし、像担持体の表面電位をＶoとすると、Ｖpk1＞ＶoかつＶpk2＜Ｖoに設定している。
【００１２】
ここでは、像担持体の周囲に飛散した現像剤を回収することを前提としており、像担持体の表面電位Ｖoよりも回収用交流電圧の最小値Ｖpk2を小さく設定して、この最小値Ｖpk2の電位の現像剤回収手段により正に帯電した現像剤の各粒子を確実に回収し、また、この表面電位Ｖoよりも回収用交流電圧の最大値Ｖpk1を大きく設定して、この最大値Ｖpk1の電位の現像剤回収手段により負に帯電した現像剤の各粒子を確実に回収している。
【００１３】
また、本発明においては、回収用交流電圧の周波数をｆとし、現像剤の平均粒子径及び帯電量をｄ（μｍ）及びｑ／ｍ（μｃ／ｇ）とし、多相の交流電圧の平均値Ｖfpcと回収用交流電圧の振幅Ｖppの差をＶとし、像担持体と現像剤回収手段間の距離をｋ（μｍ）とすると、ｆ≦５＊｛２５＊│ｑ／ｍ│＊ｄ＊Ｖ＋２．５＊１０＾６｝／ｋに設定している。
【００１４】
この様に回収用交流電圧の周波数ｆを設定することにより、像担持体と現像剤回収手段間に飛散した現像剤の各粒子を現像剤回収手段により確実に回収することができる。
【００１５】
更に、本発明においては、現像剤の帯電量ｑ／ｍ（μｃ／ｇ）は、３≦│ｑ／ｍ│≦５０の範囲に設定される。
│ｑ／ｍ│＜３の場合は、現像剤が搬送路表面に付着し易くなる。また、５０＜│ｑ／ｍ│の場合は、搬送路上でトナークラウドが発生し易くなる。尚、ここで言う帯電量ｑ／ｍは、吸引法により測定された値であり、吸引した現像剤の各粒子の電荷量ｑと重量ｍを測定し、この測定した電荷量ｑと重量ｍから求められる。
【００１６】
また、本発明においては、現像剤の平均粒子径ｄ（μｍ）は、３≦ｄ≦１０の範囲に設定される。
ｄ＜３の場合は、現像剤が現像剤回収手段に引き寄せられて回収される時間が長くなって、回収効率が悪化したり、あるいはその他の条件が制約される。また、現像剤の帯電量ｑ／ｍが一定であるとすると、粒子の径が大きくなる程、粒子の帯電量も大きくなり、粒子の運動エネルギーがその帯電量に比例することから、粒子の衝突エネルギーも大きくなる。このため、１０＜ｄの場合は、現像剤回収手段に衝突したときの現像剤の粒子の衝突エネルギーが大きくなって、現像剤回収手段により一旦回収された現像剤の各粒子が飛散してしまう。
【００１７】
更に、本発明においては、現像剤回収手段は、現像剤を該現像剤回収手段から掻き取るブレードを備えている。
【００１８】
これにより、現像剤回収手段を常にリフレッシュし、現像剤回収手段の正電位及び負電位を安定化し、現像剤の回収能力を維持することができる。また、このブレードにより現像剤の回収そのものを直接行なうことができる。
【００１９】
また、本発明においては、現像剤回収手段の表面の抵抗値ρは、１０6Ω・ｃｍ〜１０12Ω・ｃｍの範囲に設定される。
【００２０】
現像剤回収手段の表面の抵抗値ρを１０6Ω・ｃｍ未満に設定した場合は、回収用交流電圧により現像剤回収手段が破壊されたり、現像剤が溶融してしまう。また、現像剤回収手段の表面の抵抗値ρを１０12Ω・ｃｍよりも大きく設定した場合は、この表面がほぼ絶縁されてしまい、現像剤の回収効率が悪化する。
【００２１】
更に、本発明においては、搬送路を覆う搬送ベルトを備えている。
【００２２】
この様に搬送路を覆う搬送ベルトを備えていても、本発明を適用し得る。
【００２３】
一方、本発明の画像形成装置は、本発明の現像装置を備えている。
【００２４】
すなわち、本発明は、現像装置に限定されるものではなく、本発明の現像装置を備える画像形成装置をも包含する。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２６】
図１は、本発明の現像装置の一実施形態を適用した画像形成装置を概略的に示す側面図である。この画像形成装置は、電子写真方式により画像を形成するものであり、感光体ドラム１１の周辺に、現像装置１２、転写装置１３、クリーニング装置１４、除電装置１５、帯電装置１６、露光装置１７等を感光体ドラム１１の回転方向の上流側から順に配置している。また、記録用紙Ｐの搬送方向下流側には、定着装置１８を配置している。
【００２７】
本実施形態の画像形成装置では、感光体ドラム１１を矢印Ｂの方向に回転させつつ、感光体ドラム１１の表面を帯電装置１６により均一に帯電させる。そして、画像を示す画像データに基づいて露光装置１７から感光体ドラム１１へと出射されるレーザ光を変調しつつ、このレーザ光により感光体ドラム１１の表面を走査し、感光体ドラム１１上に静電潜像を形成する。更に、トナーを現像装置１２により静電潜像に付着させて、トナー像を形成し、このトナー像を転写装置１３により感光体ドラム１１からＰＰＣ用紙等の記録用紙Ｐへと転写し、記録用紙Ｐ上のトナー像を定着装置１８により加熱及び加圧して定着させる。この後、感光体ドラム１１上の残留トナーをクリーニング装置１４により除去して、感光体ドラム１１をクリーニングし、感光体ドラム１１の表面の残留電荷を除電装置１５により除電する。
【００２８】
感光体ドラム１１は、例えばアルミニウム等の金属ドラムの外周に、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）、セレン（Ｓｅ）、有機光半導体（ＯＰＣ）等からなる薄膜状の光導電層を形成したものである。
【００２９】
帯電装置１６は、例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、グリッド板からなるコロナ帯電器、あるいは帯電ローラや帯電ブラシ等を備えている。露光装置１７は、レーザ光を出射する半導体レーザ、レーザ光の走査機構等を備えている。転写装置１３は、コロナ帯電器、あるいは帯電ローラや帯電ブラシ等を備えている。クリーニング装置１４は、感光体ドラム１１の表面に摺接するクリーニングブレード等である。除電装置１５は、除電ランプ等である。
【００３０】
尚、感光体ドラム１１、及び各装置１３〜１８として、他の方式のものを適用しても構わない。
【００３１】
次に、本実施形態の現像装置１２は、図２に示す様にトナーを収容した現像槽２０、進行波電界を発生してトナーを搬送するトナー搬送路２１、トナーを現像槽２０からトナー搬送路２１へと供給する供給ローラ２３、現像槽２０内のトナーを攪拌しつつ供給ローラ２３へと移動させるミキシングパドル２４、及びトナー搬送路２１から現像槽２０へとトナーを回収する回収ローラ２５等を備えている。
【００３２】
現像槽２０の開口部２０ａは、感光体ドラム１１の側方に対向しており、この開口部２０ａに支持体２８を固定し、この支持体２８の外周面にトナー搬送路２１を固定している。従って、現像槽２０の開口部２０ａがトナー搬送路２１により塞がれており、この内側がトナーの貯蔵庫となる。
【００３３】
支持体２８の材質としては、ＡＢＳ（アクリロニトリルブタジエンスチレン：Acrylonitle-Butadiene-Styrene）樹脂等を挙げることができる。支持体２８は、トナー搬送路２１を支持するためのものであって、その構造を特に限定されるものではない。また、支持体２８は、コの字型であるが、その形状を限定されるものではない。その他の形状としては、半円筒状のものや、若干傾斜した緩やかな曲面を有するもの等がある。
【００３４】
供給ローラ２３の材質としては、例えばシリコーン、ウレタン、ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエン−メチレン共重合体）等のソリッドゴムや発泡ゴム等を挙げることができる。また、供給ローラ用バイアス直流電圧を供給ローラ２３に印加して、供給ローラ２３の電位を設定する場合は、カーボンブラックやイオン導電剤等を添加して、供給ローラ２３に導電性を付与しても良い。供給ローラ２３は、トナー搬送路２１の下端に沿って配置されており、回転自在に支持されて、図示しないモータ等により回転駆動され、トナーをトナー搬送路２１へと供給する。このトナーの供給に際し、供給ローラ２３は、その電位及びトナーへの圧接によりトナーを帯電しつつ、トナー搬送路２１に付着するトナーの層厚を規制する。
【００３５】
尚、供給ローラ２３の前段にブレードを設け、このブレードに直流電圧を印加し、このブレードを給ローラ２３に摺接させて、トナーの電荷量や層厚を規制しても良い。
【００３６】
回収ローラ２５は、トナー搬送路２１の上端に沿って配置されており、回転自在に支持されて、図示しないモータ等により反時計回りに回転駆動される。回収ローラ２５は、トナー搬送路２１に摺接し、トナー搬送路２１上の残留トナーを掻き取って、トナー搬送路２１をクリーニングし、トナーを現像槽２０へと回収する。
【００３７】
トナー搬送路２１は、例えば図３に示す様にポリイミド等からなる厚み２５μｍ程度の基材上に、発生電極体を形成し、その上にポリイミド等からなる厚み２５μｍ程度の表面保護層を積層した構造を有する。発生電極体は、厚み１５〜３０μｍ程度の銅箔からなり、複数の進行波発生電極３１を形成する。
【００３８】
尚、図３においては、トナー搬送路２１を簡略化して平板状のものとして示している。
【００３９】
トナー搬送路２１において、各進行波発生電極３１は、例えば約４０μｍ〜２６０μｍの幅ｗを有し、５０ｄｐｉ〜３００ｄｐｉ（約５００μｍ〜約８５μｍ）の間隔λを開けて平行に配置され、トナー搬送路２１の下端から上端にかけて設けられている。また、各進行波発生電極３１は、例えば図４に示す様に４本程度を１組として、複数組に分けられている。そして、図５に示す様な多相交流電源４２の４相の交流電圧Ｖac1〜Ｖac4が４本の各進行波発生電極３１にそれぞれ印加される。これにより、進行波電界が形成される。ここでは、各交流電圧Ｖac1〜Ｖac4の電圧波形として、矩形波を例示しているが、正弦波や台形波等でも構わない。
【００４０】
各進行波発生電極３１をトナー搬送路２１の下端から上端にかけて設けているので、進行波電界がトナー搬送路２１の下端から上端にかけて形成される。この進行波電界は、トナーをトナー搬送路２１の下端から上端へと矢印Ｃの方向に搬送する。４相の交流電圧は、各進行波発生電極３１間で絶縁破壊が発生しない様に、例えば１０Ｖ〜２ｋＶ程度に設定される。また、その周波数は、１００Ｈｚ〜１０ｋＨｚ程度に設定される。更に、４相の交流電圧及びその周波数は、各進行波発生電極３１の形状、トナーの搬送速度、トナーの性質等に応じて適宜に設定される。
【００４１】
先に述べた様に供給ローラ２３は、トナーを現像槽２０からトナー搬送路２１へと供給する。そして、進行波電界は、トナーをトナー搬送路２１の下端から上端へと搬送する。更に、回収ローラ２５は、トナーをトナー搬送路２１から現像槽２０へと回収する。
【００４２】
一方、多相交流電源４２の４相の交流電圧Ｖac1〜Ｖac4に対して現像用バイアス直流電源４３の現像用バイアス直流電圧を重畳しており、図６に示す様な感光体ドラム１１とトナー搬送路２１が接近した現像領域Ａで、現像用バイアス直流電圧による現像電界を形成している。この現像電界によりトナーがトナー搬送路２１から感光体ドラム１１上の静電潜像へと飛翔し、トナーが静電潜像に付着して、トナー像が形成される。
【００４３】
ところで、回収ローラ２５によりトナー搬送路２１上の残留トナーを掻き取るだけでは、残留トナーを全て回収することができず、トナー搬送路２１上にトナーが堆積してしまう。また、回収以前に飛散するトナーもあり、この飛散したトナーが感光体ドラム１１に付着し、感光体ドラム１１上の像にカブリが発生することもある。
【００４４】
そこで、本実施形態では、回収ローラ２５として金属製のものを適用し、かつ回収用交流電圧電源４４を設け、回収用交流電圧を回収用交流電圧電源４４から回収ローラ２５へと印加している。トナー搬送路２１上の各トナー粒子は、進行波電界により正及び負に帯電される。回収用交流電圧を回収ローラ２５に印加すると、回収ローラ２５の電位が正及び負に交互に切り替わり、正及び負に帯電した各トナー粒子のいずれもが回収ローラ２５に引き寄せられて、各トナー粒子の全てを回収ローラ２５により確実に回収することができる。
【００４５】
尚、回収ローラ２５の外周のみが導電性を有していれば良く、回収ローラ２５の外周を金属により被覆するだけでも構わない。また、回収ローラ２５の材質として、供給ローラ２３と同様に、例えばシリコーン、ウレタン、ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエン−メチレン共重合体）等のソリッドゴムや発泡ゴム等に、カーボンブラックやイオン導電剤等を添加したものを適用しても良い。
【００４６】
図７は、回収ローラ２５に印加される回収用交流電圧を破線Ｋで示している。また、トナー搬送路２１の各進行波発生電極３１に印加される交流電圧（ここには１相のみを示す）を実線Ｐで示し、感光体ドラム１１の平均的な表面電位Ｖoを一点鎖線Ｏで示している。
【００４７】
ここで、回収用交流電圧の最大値及び最小値をＶpk1及びＶpk2とし、多相の交流電圧の最大値及び最小値をＶpf1及びＶpf2とすると、Ｖpk1＞（Ｖpf1＋Ｖpf2）／２かつＶpk2＜（Ｖpf1＋Ｖpf2）／２に設定している。（Ｖpf1＋Ｖpf2）／２は、多相の交流電圧の平均値である。この平均値の電圧よりも回収用交流電圧の最小値Ｖpk2を小さく設定すれば、この最小値Ｖpk2の電位の回収ローラ２５により正に帯電した各トナー粒子を確実に回収することができる。また、この平均値の電圧よりも回収用交流電圧の最大値Ｖpk1を大きく設定すれば、この最大値Ｖpk1の電位の回収ローラ２５により負に帯電した各トナー粒子を確実に回収することができる。
【００４８】
また、感光体ドラム１１の表面電位をＶoとすると、Ｖpk1＞ＶoかつＶpk2＜Ｖoに設定している。ここでは、感光体ドラム１１の周囲に飛散したトナーを回収することを前提としており、感光体ドラム１１の表面電位Ｖoよりも回収用交流電圧の最小値Ｖpk2を小さく設定して、この最小値Ｖpk2の電位の回収ローラ２５により正に帯電した各トナー粒子を確実に回収し、また、この表面電位Ｖoよりも回収用交流電圧の最大値Ｖpk1を大きく設定して、この最大値Ｖpk1の電位の回収ローラ２５により負に帯電した各トナー粒子を確実に回収している。
【００４９】
更に、感光体ドラム１１と回収ローラ２５間に飛散したトナーを回収ローラ２５に引き寄せるのに要する時間（トナーの移動時間）を考慮して、回収用交流電圧の周波数ｆを適宜に設定する。ここで、トナーの移動時間は、回収用交流電圧の周波数ｆに対応しており、トナーの移動時間が短くなる程、回収用交流電圧の周波数ｆが高くなる。このトナーの移動時間に影響を及ぼすパラメータとしては、各トナー粒子の平均粒子径ｄ（μｍ）、帯電量ｑ／ｍ（μｃ／ｇ）、トナー搬送路２１と回収ローラ２５間の電界強度、感光体ドラム１１と回収ローラ２５間の距離ｋ（μｍ）を挙げることができる。帯電量ｑ／ｍは、吸引法により測定された値であり、吸引した各トナー粒子の電荷量ｑと重量ｍを測定し、この測定した電荷量ｑと重量ｍから求められる。また、トナー搬送路２１と回収ローラ２５間の電界強度は、多相の交流電圧の平均値Ｖfpcと回収用交流電圧の振幅Ｖppの差Ｖにより表わされる。
【００５０】
そこで、図８のグラフに示す様に各トナー粒子の平均粒子径ｄを一定とし、相互に異なるそれぞれの帯電量ｑ／ｍ別に、多相の交流電圧の平均値Ｖfpcと回収用交流電圧の振幅Ｖppの差Ｖに対する周波数ｆの特性を測定した。また、図９のグラフに示す様に帯電量ｑ／ｍを一定とし、相互に異なるそれぞれの平均粒子径ｄ別に、平均値Ｖfpcと振幅Ｖppの差Ｖに対する周波数ｆの特性を測定した。図８及び図９のグラフから明らかな様に、帯電量ｑ／ｍの増加に伴い、回収用交流電圧の周波数ｆが高くなり（トナーの移動時間が短くなる）、また平均粒子径ｄの増大に伴い、回収用交流電圧の周波数ｆが高くなる（トナーの移動時間が短くなる）。
【００５１】
また、図１０のグラフに示す様に相互に異なるそれぞれの距離ｋ別に、トナー搬送路２１と回収ローラ２５間の電界強度に対する周波数ｆの特性を測定した。図１０のグラフから明らかな様に、周波数ｆが距離ｋに反比例する。
【００５２】
図８、図９、及び図１０のグラフから得られたそれぞれの関係に基づけば、ｆ≦５＊｛２５＊│ｑ／ｍ│＊ｄ＊Ｖ＋２．５＊１０＾６｝／ｋを満たす様に、周波数ｆを設定すれば、感光体ドラム１１と回収ローラ２５間に飛散した各トナー粒子を回収ローラ２５により確実に回収することができ、この飛散したトナーが感光体ドラム１１に付着せずに済み、感光体ドラム１１上の像にカブリが発生することもない。
【００５３】
実際に、相互に異なるそれぞれの周波数ｆ別に、感光体ドラム１１上の像のカブリを評価すると、図１１に示す様な結果を得た。ここでは、各トナー粒子の平均粒子径ｄ＝７（μｍ）、帯電量ｑ／ｍ＝１０（μｃ／ｇ）、多相の交流電圧の平均値Ｖfpcと回収用交流電圧の振幅Ｖppの差Ｖ＝３０００（Ｖ）、感光体ドラム１１と回収ローラ２５間の距離ｋ（μｍ）を一定とし、相互に異なるそれぞれの回収用交流電圧の周波数ｆ別に、感光体ドラム１１上の像にカブリを評価している。この評価においても、ｆ≦５＊｛２５＊│ｑ／ｍ│＊ｄ＊Ｖ＋２．５＊１０＾６｝／ｋを満たせば、良好な画像を得ることができた。
【００５４】
また、トナーの帯電量ｑ／ｍ（μｃ／ｇ）を３≦│ｑ／ｍ│≦５０の範囲に設定している。│ｑ／ｍ│＜３の場合は、トナーがトナー搬送路２１表面に付着し易くなる。また、５０＜│ｑ／ｍ│の場合は、トナー搬送路２１上でトナークラウドが発生し易くなる。
【００５５】
更に、トナーの平均粒子径ｄ（μｍ）を３≦ｄ≦１０の範囲に設定している。ｄ＜３の場合は、トナーが回収ローラ２５に引き寄せられて回収される時間が長くなって、回収効率が悪化したり、あるいはその他の条件が制約される。また、トナーの帯電量ｑ／ｍが一定であるとすると、トナー粒子の径が大きくなる程、トナー粒子の帯電量も大きくなり、トナー粒子の運動エネルギーがその帯電量に比例することから、トナー粒子の衝突エネルギーも大きくなる。このため、１０＜ｄの場合は、回収ローラ２５に衝突したときのトナー粒子の衝突エネルギーが大きくなって、回収ローラ２５により一旦回収された各トナー粒子が飛散してしまう。
【００５６】
また、回収ローラ２５の表面の抵抗値ρを１０6Ω・ｃｍ〜１０12Ω・ｃｍの範囲に設定している。回収ローラ２５の表面の抵抗値ρを１０6Ω・ｃｍ未満に設定した場合は、回収用交流電圧により回収ローラ２５が破壊されたり、トナーが溶融してしまう。また、回収ローラ２５の表面の抵抗値ρを１０12Ω・ｃｍよりも大きく設定した場合は、この表面がほぼ絶縁されてしまい、トナーの回収効率が悪化する。
【００５７】
尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、多様に変形することができる。例えば、回収ローラ２５に付着したトナーを掻き取るブレードを付設しても良い。これにより、回収ローラ２５を常にリフレッシュし、回収ローラ２５の正電位及び負電位を安定化し、トナーの回収能力を維持することができる。また、図１２に示す様にトナー搬送路２１を覆う搬送ベルト５１を設けても良い。この搬送ベルト５１は、各ローラ５２，５３に掛け渡されて、徐々に回転され、その表面を常にクリーニング部材５４によりクリーニングされている。このため、トナーは、常にクリーニングされている搬送ベルト５１上を移動することになる。
【００５８】
更に、電子写真方式の画像形成装置に限定されず、イオンフロー方式の様に誘電体上に静電潜像を直接形成する画像形成装置や、トナージェット方式の様に複数の開口部を有する電極に電圧を印加して、空間に静電潜像を形成し、現像剤を記録媒体に飛翔させて画像形成を直接行なう画像形成装置にも、本発明の現像装置を適用することができる。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明した様に本発明によれば、回収用交流電圧を現像剤回収手段に印加していることから、現像剤回収手段の電位が正及び負に交互に切り替わり、正及び負に帯電した現像剤の各粒子のいずれもが現像剤回収手段に引き寄せられて、現像剤の全てを現像剤回収手段により確実に回収することができる。
【００６０】
また、本発明によれば、多相の交流電圧の平均値（Ｖpf1＋Ｖpf2）／２よりも回収用交流電圧の最小値Ｖpk2を小さく設定しているので、この最小値Ｖpk2の電位の現像剤回収手段により正に帯電した現像剤の各粒子を確実に回収することができる。また、この平均値の電圧よりも回収用交流電圧の最大値Ｖpk1を大きく設定しているので、この最大値Ｖpk1の電位の現像剤回収手段により負に帯電した現像剤の各粒子を確実に回収することができる。
【００６１】
更に、本発明によれば、像担持体の表面電位Ｖoよりも回収用交流電圧の最小値Ｖpk2を小さく設定して、この最小値Ｖpk2の電位の現像剤回収手段により正に帯電した現像剤の各粒子を確実に回収し、また、この表面電位Ｖoよりも回収用交流電圧の最大値Ｖpk1を大きく設定して、この最大値Ｖpk1の電位の現像剤回収手段により負に帯電した現像剤の各粒子を確実に回収している。
【００６２】
また、本発明によれば、回収用交流電圧の周波数ｆを適宜に設定することにより、像担持体と現像剤回収手段間に飛散した現像剤の各粒子を現像剤回収手段により確実に回収することができる。
【００６３】
更に、本発明によれば、現像剤の帯電量ｑ／ｍ（μｃ／ｇ）を３≦│ｑ／ｍ│≦５０の範囲に設定し、現像剤が搬送路表面に付着することや、搬送路上でトナークラウドが発生することを防止している。
また、本発明によれば、現像剤の平均粒子径ｄ（μｍ）を３≦ｄ≦１０の範囲に設定し、回収効率が悪化することや、現像剤の粒子の衝突により一旦回収された現像剤の各粒子が飛散してしまうことを防止している。
【００６４】
更に、本発明によれば、現像剤を該現像剤回収手段から掻き取るブレードを設けて、現像剤回収手段を常にリフレッシュさせ、現像剤回収手段の正電位及び負電位を安定化させ、現像剤の回収能力を維持している。
【００６５】
また、本発明によれば、現像剤回収手段の表面の抵抗値ρを１０6Ω・ｃｍ〜１０12Ω・ｃｍの範囲に設定し、回収用交流電圧により現像剤回収手段が破壊されたり、現像剤が溶融したり、現像剤の回収効率が悪化することを防止している。
【００６６】
更に、本発明によれば、搬送路を覆う搬送ベルトを備えており、常にクリーニングされた搬送ベルト上で現像剤を搬送している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の現像装置の一実施形態を適用した画像形成装置を概略的に示す側面図である。
【図２】本実施形態の現像装置を示す側面図である。
【図３】図２の現像装置におけるトナー搬送路を部分的に拡大して示す側面図である。
【図４】図２の現像装置におけるトナー搬送路を部分的に拡大して示す平面図である。
【図５】図２の現像装置におけるトナー搬送路の各進行波発生電極に印加される４相の交流電圧波形を示す図である。
【図６】図１の画像形成装置における感光体ドラムとトナー搬送路を拡大して示す図である。
【図７】回収ローラに印加される回収用交流電圧、各進行波発生電極に印加される交流電圧、感光体ドラムの平均的な表面電位を示す図である。
【図８】相互に異なるそれぞれの帯電量ｑ／ｍ別に、多相の交流電圧の平均値Ｖfpcと回収用交流電圧の振幅Ｖppの差Ｖに対する周波数ｆの特性を示すグラフである。
【図９】相互に異なるそれぞれの平均粒子径ｄ別に、平均値Ｖfpcと振幅Ｖppの差Ｖに対する周波数ｆの特性を示すグラフである。
【図１０】相互に異なるそれぞれの距離ｋ別に、トナー搬送路と回収ローラ間の電界強度に対する周波数ｆの特性を示すグラフである。
【図１１】相互に異なるそれぞれの周波数ｆ別に、感光体ドラム上の像のカブリの評価を示す図表である。
【図１２】図２の現像装置の変形例を示す側面図である。
【符号の説明】
１１  感光体ドラム
１２  現像装置
１３  転写装置
１４  クリーニング装置
１５  除電装置
１６  帯電装置
１７  露光装置
１８  定着装置
２０  現像槽
２１  トナー搬送路
２３  供給ローラ
２４  ミキシングパドル
２５  回収ローラ
２６  ブレード
３１  進行波発生電極
３２  共通電極
４１  供給用バイアス直流電源
４２  多相交流電源
４３  現像用バイアス直流電源
４４  回収用交流電圧電源
【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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