トナー搬送装置、並びにこれを用いる現像装置、プロセスユニット及び画像形成装置
【課題】トナー搬送方向への勢力をもつ気流をトナー搬送基板の上空に発生させることによる現像濃度不足の発生を抑えつつ、トナーの回収不良の発生を抑えることができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】トナー搬送基板と、これからトナーを回収する回収部材との対向位置にて、トナー搬送基板上におけるトナーの搬送方向と、回収部材の表面移動方向とを互いに逆方向に設定し、回収部材として、その表面に磁性粒子を担持する供給スリーブ３６ａを用い、トナー搬送基板と、供給スリーブ３６ａに担持される磁性粒子とを接触させるように、トナー搬送基板及び供給スリーブ３６ａを配設した。かかる構成では、回収領域において、供給スリーブ３６ａの表面に担持されながら移動する磁性粒子によってトナー搬送基板上のトナーを積極的に掻き取って回収不良の発生を抑えることができる。
【解決手段】トナー搬送基板と、これからトナーを回収する回収部材との対向位置にて、トナー搬送基板上におけるトナーの搬送方向と、回収部材の表面移動方向とを互いに逆方向に設定し、回収部材として、その表面に磁性粒子を担持する供給スリーブ３６ａを用い、トナー搬送基板と、供給スリーブ３６ａに担持される磁性粒子とを接触させるように、トナー搬送基板及び供給スリーブ３６ａを配設した。かかる構成では、回収領域において、供給スリーブ３６ａの表面に担持されながら移動する磁性粒子によってトナー搬送基板上のトナーを積極的に掻き取って回収不良の発生を抑えることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナー搬送部材の表面上でトナーをホッピングさせながら搬送するトナー搬送装置、並びに、これを用いる現像装置、プロセスユニット及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置として、特許文献１や特許文献２に記載のものが知られている。これら画像形成装置は、所定のピッチで並ぶ複数の搬送電極を有するトナー搬送基板と、このトナー搬送基板における互いに隣り合う搬送電極に対して、互いに位相ずれした繰り返しパルス電圧を印加するパルス電圧印加手段とを有している。そして、その位相ずれした繰り返しパルス電圧の印加により、トナー搬送基板上に進行電界を形成する。トナー搬送基板上のトナーは、進行電界によってホッピングしながら潜像担持体との対向位置である現像領域に向けて搬送される。そして、現像領域に到達すると、潜像担持体の潜像に付着してトナー像を形成する。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３４１６５６号公報
【特許文献２】特開２００４−３３３８４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなホッピング方式の現像を行う画像形成装置においては、文字画像などといった低面積率の画像で現像濃度不足を引き起こし易くなるという不具合があった。本発明者らは、かかる不具合を引き起こす原因について鋭意研究を行ったところ、次のようなことを見出した。即ち、多量のトナー粒子が空気中で放物線状の軌道を描くホッピングを繰り返すと、やがて基板表面の上空に気流が発生し始める。この気流は主に基板表面と平行な方向に勢力を持っており、上空２００［μｍ］程度の領域において最も強くなる。但し、この領域ではトナーに対して十分な強さの進行電界が働くため、トナーは気流の影響をあまり受けることなく、進行電界の電気力線に沿って忠実に進んでいく。これに対し、上空３００［μｍ］以上の領域では、トナーに作用する進行電界の力が弱まるため、トナーは本来の軌道よりも気流方向に流されながら進む。現像領域では、基板表面から少なくとも４００［μｍ］程度離れている潜像担持体の表面近傍において、トナーがこのように流されながら進むことになる。潜像担持体の表面に高面積率のベタ潜像が形成されている場合には、トナーに対してベタ潜像による電界が十分に作用するため、トナーは気流に逆らいながら進んでベタ潜像に付着することができる。ところが、文字潜像などといった低面積率の潜像の場合には、トナーに対して、潜像による電界と、潜像周囲の大きな非画像部による電界との両方が作用する。そして、前者の電界が支配的になっている潜像近傍にトナーを留めようとする静電気力よりも、後者の電界が支配的になっている非画像部近傍にトナーを押し流そうとする気流の力が勝ってしまい易くなる。このことが、低面積率の画像で現像濃度不足を引き起こし易くなる原因となっていることがわかった。
【０００５】
そこで、本発明者らは、進行電界の向きを順方向と逆方向とで交互に切り換えることでトナーを定期的にスイッチバックさせつつ、相対的に順方向に搬送するという新規な構成を備えた画像形成装置を開発中である。かかる構成では、トナーを定期的にスイッチバックさせることで順方向への気流の発生を抑えて、低面積率の画像における現像濃度不足の発生を抑えることができる。
【０００６】
しかしながら、この画像形成装置においては、トナー搬送基板からのトナーの回収が不十分になり易くなるという新たな問題が発生してしまった。具体的には、ホッピング方式の現像を行う画像形成装置においては、トナー搬送基板の被供給領域に対して、トナー供給ローラなどによってトナーを供給する。そして、被供給領域に供給したトナーを、トナー搬送基板上で現像領域に向けてホッピングさせながら搬送し、現像領域で潜像担持体の潜像に付着させる。更に、現像に寄与しなかったトナーについては、現像領域から回収領域に向けて搬送し、回収領域で回収ローラ表面に付着させるなどして回収する。回収ローラ表面に付着したトナーは、掻き取りブレードで掻き取られるなどして、回収ローラ表面から除去される。かかる構成において、上述のようにしてトナーをスイッチバックさせながら搬送すると、スイッチバックさせない場合に比べてトナー搬送速度が遅くなる。このため、基板上における単位面積あたりのトナー搭載量を多くする、即ちトナー搬送密度を高くすることで、現像領域へのトナーの搬送量不足を回避する必要が出てくる。すると、回収ローラ等の回収部材によるトナーの回収が間に合わなくなって、トナーの回収が不十分になってしまうのである。
【０００７】
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、次のようなトナー搬送装置、並びにこれを用いる現像装置、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、トナー搬送方向への勢力をもつ気流をトナー搬送部材の上空に発生させることによる現像濃度不足の発生を抑えつつ、トナーの回収不良の発生を抑えることができるトナー搬送装置等である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、所定方向における並び順が連続しているｎ（３以上の整数）個の搬送電極からなる電極組が該所定方向に繰り返し配設されたトナー搬送部材と、パルス電圧の出現と消失とが繰り返される繰り返しパルス電圧を、パルス電圧の出現タイミングを互いに同期させないようにｎ相出力するパルス電圧出力手段と、該電極組における個々の搬送電極に対し、ｎ相の繰り返しパルス電圧からなるｎ相パルス電圧における互いに異なる相の繰り返しパルス電圧を導くための導通路と、繰り返しパルス電圧が印加される各搬送電極上に形成された進行電界によって該トナー搬送部材上でホッピングしながら搬送されるトナーを、自らの無端移動する表面に付着させることで該トナー搬送部材上から回収する回収部材とを備えるトナー搬送装置において、上記トナー搬送部材と上記回収部材との対向位置にて、該トナー搬送部材上におけるトナーの搬送方向と、該回収部材の表面移動方向とを互いに逆方向に設定し、該回収部材として、その表面に磁性粒子を担持するものを用い、該トナー搬送部材と、該回収部材に担持される磁性粒子とを接触させるように、該トナー搬送部材及び回収部材を配設した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のトナー搬送装置において、トナーと磁性粒子とを混合した現像剤を上記回収部材の表面に担持させたことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、所定方向における並び順が連続しているｎ（３以上の整数）個の搬送電極からなる電極組が該所定方向に繰り返し配設されたトナー搬送部材と、パルス電圧の出現と消失とが繰り返される繰り返しパルス電圧を、パルス電圧の出現タイミングを互いに同期させないようにｎ相出力するパルス電圧出力手段と、該電極組における個々の搬送電極に対し、ｎ相の繰り返しパルス電圧からなるｎ相パルス電圧における互いに異なる相の繰り返しパルス電圧を導くための導通路と、繰り返しパルス電圧が印加される各搬送電極上に形成された進行電界によって該トナー搬送部材上でホッピングしながら搬送されるトナーを、自らの無端移動する表面に付着させることで該トナー搬送部材上から回収する回収部材と、該回収部材の表面からトナーを除去する除去手段とを備えるトナー搬送装置において、上記ｎ相パルス電圧として、トナーを上記トナー搬送部材上で順方向に搬送するための順方向ｎ相パルス電圧と、逆方向に搬送するための逆方向ｎ相パルス電圧とを交互に切り換えて出力させるように、上記パルス電圧出力手段を構成するとともに、該トナー搬送部材と上記回収部材との対向位置にて、該トナー搬送部材上におけるトナーの搬送方向と、該回収部材の表面移動方向とを互いに同方向に設定し、且つ該トナー搬送部材上におけるトナーの平均搬送速度ｖｔと、上記回収部材の表面移動速度ｖｋとを、「ｖｔ≦ｖｋ」という条件を具備するように設定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、所定方向における並び順が連続しているｎ（３以上の整数）個の搬送電極からなる電極組が該所定方向に繰り返し配設されたトナー搬送部材と、パルス電圧の出現と消失とが繰り返される繰り返しパルス電圧を、パルス電圧の出現タイミングを互いに同期させないようにｎ相出力するパルス電圧出力手段と、該電極組における個々の搬送電極に対し、ｎ相の繰り返しパルス電圧からなるｎ相パルス電圧における互いに異なる相の繰り返しパルス電圧を導くための導通路と、繰り返しパルス電圧が印加される各搬送電極上に形成された進行電界によって該トナー搬送部材上でホッピングしながら搬送されるトナーを、自らの無端移動する表面に付着させることで該トナー搬送部材上から回収する回収部材と、該回収部材の表面からトナーを除去する除去手段とを備えるトナー搬送装置において、上記ｎ相パルス電圧として、トナーを上記トナー搬送部材上で順方向に搬送するための順方向ｎ相パルス電圧と、逆方向に搬送するための逆方向ｎ相パルス電圧とを交互に切り換えて出力させるように、上記パルス電圧出力手段を構成するとともに、該トナー搬送部材と上記回収部材との対向位置にて、該トナー搬送部材上におけるトナーの搬送方向と、該回収部材の表面移動方向とを互いに逆方向に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３のトナー搬送装置において、上記トナー搬送部材と上記回収部材とを互いに接触させ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１乃至５の何れかのトナー搬送装置において、上記トナー搬送部材の全領域のうち、トナーの供給を受けるための被供給領域に配設された上記電極組と、トナーの回収が行われるための回収領域に配設された上記電極組とで、互いに異なる条件のｎ相パルス電圧を印加するように、上記パルス電圧出力手段及び導通路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、トナー搬送部材の表面上でトナーをホッピングさせながら搬送するトナー搬送装置により、トナーを潜像担持体との対向位置に搬送して該潜像担持体上の潜像を現像する現像装置において、上記トナー搬送装置として、請求項１乃至６の何れかのトナー搬送装置を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体に担持される潜像をトナーによって現像する現像手段とを備える画像形成装置における、該潜像担持体及び現像装置を１つのユニットとして共通の支持体に支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７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９の発明は、潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体に担持される潜像をトナーによって現像する現像手段とを備える画像形成装置において、上記現像手段として、請求項７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、請求項９の画像形成装置において、上記潜像担持体と上記現像装置との組合せを複数設けるとともに、それぞれの潜像担持体上で得られたトナー像を転写体に重ね合わせて転写する転写手段を設けたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
これらの発明においては、順方向ｎ相パルス電圧と逆方向ｎ相パルス電圧とを交互に切り換えてトナー搬送部材上でトナーを定期的にスイッチバックさせることで、トナー搬送部材の上空にてトナー搬送方向への勢力をもつ気流の発生を抑える。よって、かかる気流をトナー搬送部材の上空で発生させることによる現像濃度不足の発生を抑えることができる。
また、これらの発明において、請求項１の発明特定事項の全てを備えるものでは、回収領域において、回収部材の表面に担持されながら移動する磁性粒子によってトナー搬送部材上のトナーを積極的に掻き取ることで、トナーの搬送密度が比較的高い場合であってもトナー搬送部材上からトナーを良好に回収して、回収不良の発生を抑えることができる。
また、請求項３の発明特定事項の全てを備えるものでは、回収ローラなどといった回収部材の表面移動速度ｖｋを、トナー搬送部材上で順方向の進行とスイッチバックとを繰り返すトナーの平均搬送速度ｖｔ以上に設定することで、次のことが可能になる。即ち、回収領域に向けて搬送されてくるトナーに対して、回収部材の無端移動する表面の全領域のうち、トナーを付着させていない無垢の領域を対面させることが可能になる。かかる構成では、トナーの搬送密度が比較的高い場合であっても、回収領域に搬送されてくるトナーを回収部材の無垢の領域に良好に付着させて、トナーの回収不良の発生を抑えることができる。
また、請求項４の発明特定事項の全てを備えるものでは、トナー搬送部材と回収部材との対向位置にて、回収部材の表面をトナーの搬送方向とは逆方向に移動させることで、順方向への急流の勢いを弱めたり、逆方向の気流を発生させたりする。これにより、回収部材との対向位置におけるトナーの滞留時間を引き延ばすことで、トナーの搬送密度が比較的高い場合であってもトナー搬送部材上からトナーを良好に回収して、回収不良の発生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】
【００１０】
以下、本発明を適用したトナー搬送装置の第１実施形態について説明する。
図１は、本第１実施形態に係るトナー搬送装置のトナー搬送基板１及び搬送電源回路５を、画像形成装置の感光体２５とともに示す構成図である。同図において、トナー搬送部材たるトナー搬送基板１は、基体１ａ、複数の搬送電極１ｂ、表面層１ｃなどを有している。板状の基体１ａは絶縁性材料が板状に形成されたものである。複数の搬送電極１ｂは、それぞれ短冊状の形状をしており、同図において、長手方向を図紙面に直交する方向に延在させる姿勢で、図中左右方向に所定のピッチで並ぶように基体１ａの表面に形成されている。表面層１ｃは、絶縁性材料からなり、基体１ａの非電極形成面や複数の搬送電極１ｂの表面を覆っている。
【００１１】
それぞれの搬送電極１ｂに対しては、基板上に進行電界を形成するためのｎ相（例えば３相）の繰り返しパルス電圧が搬送電源回路３によって印加される。具体的には、複数の搬送電極２のうち、潜像担持体たる感光体２５との対向領域で且つ感光体２５に比較的近い領域である現像領域Ｒ２に位置するものに対しては、３相の繰り返しパルス電圧であるＶａ２〜Ｖｃ２が印加される。また、それ以外の搬送電極１ｂに対しては、３相の繰り返しパルス電圧であるＶａ１〜Ｖｃ１が印加される。なお、現像領域Ｒ２よりもトナー搬送方向上流側の基板領域は、トナー搬送基板１上のトナーＴを現像領域Ｒ２に向けて搬送するための搬送領域Ｒ１となっている。また、現像領域Ｒ２よりもトナー搬送方向下流側の基板領域は、感光体１の表面に過剰に付着したトナーＴをトナー搬送基板１に回収する回収領域Ｒ３となっている。
【００１２】
トナー搬送基板１上のトナーＴは、各搬送電極１ｂに繰り返しパルス電圧が印加されることによって基板上に形成される進行電界により、基板上でホッピングしながら図中右側から左側へと搬送されていく。これにより、搬送領域Ｒ１内に存在するトナーＴが搬送領域Ｒ１内から現像領域Ｒ２に向けて搬送され、現像領域Ｒ２内に進入する。現像領域Ｒ２では、トナー搬送基板１の上方に、図示しない駆動手段によって回転駆動されるドラム状の感光体２５がトナー搬送基板１と所定の間隙を介して対向するように配設されている。そして、ホッピングによって感光体２５にある程度近づいたトナーＴに対し、周知の電子写真プロセスによって感光体２５の表面に形成された静電潜像による電界が作用して、トナーＴが静電潜像に付着する。このとき、感光体２５の非画像部（地肌部）上にはトナーＴを静電反発させる電界が形成されているため、殆どのトナーＴは非画像部に付着せずに、静電潜像だけに選択的に付着する。このような選択的なトナーＴの付着により、感光体２５上の静電潜像がトナー像に現像される。
【００１３】
現像領域Ｒ２内では、このようにしてトナーＴの一部が現像に寄与しながら、残りがホッピングの繰り返しによって図中右側から左側へと搬送されていき、現像領域Ｒ２を通過して回収領域Ｒ３に進入する。
【００１４】
回収領域Ｒ３では、感光体２５の非画像部電位と、各搬送電極１ｂのパルス電位との関係により、ホッピングしたトナーＴを非画像部からトナー搬送基板１に向けて静電移動させる電界が形成される。これにより、非画像部上に付着してしまったトナーＴがトナー搬送基板１に回収される。
【００１５】
図２は、トナー搬送基板１をおもて面側から示す平面図である。また、図３は、トナー搬送基板１の図２におけるＡ−Ａ’断面を示す縦断面図である。また、図４は、トナー搬送基板１の図２におけるＢ−Ｂ’断面を示す横断面図である。また、図５は、トナー搬送基板１の図２におけるＣ−Ｃ’断面を示す横断面図である。また、図６は、トナー搬送基板１の図２におけるＤ−Ｄ’断面を示す横断面図である。なお、図２や図３における矢印Ｘは、トナーの搬送方向を示している。以下、これらの図を用いながら、トナー搬送基板１の構成について詳述する。
【００１６】
トナー搬送基板１の複数の搬送電極１ｂは、Ａ相搬送電極１ｂＡと、これに対してトナー搬送方向下流側で隣り合うＢ相搬送電極１ｂＢと、これに対してトナー搬送方向下流側で隣り合うＣ相搬送電極１ｂＣとからなる電極組が、トナー搬送方向に繰り返し並ぶように配設されたものである。これら搬送電極１ｂの表面には、上述したように、絶縁性の表面層１ｃが形成されている。
【００１７】
搬送電極１ｂの長手方向の両端部には、それぞれトナー搬送方向に延在するリード電極が接続されている。このリード電極は、Ａ相用、Ｂ相用、Ｃ相用のものがあり、Ａ相用のものは、複数のＡ相搬送電極１ｂＡに接続され、搬送電源回路（５）からＡ相の繰り返しパルス電圧であるＡ相パルス電圧の印加を受けながら、それを各Ａ相搬送電極１ｂＡに導く。また、Ｂ相用のものは、複数のＢ相搬送電極１ｂＢに接続され、搬送電源回路からＢ相の繰り返しパルス電圧であるＢ相パルス電圧の印加を受けながら、それを各Ｂ相搬送電極１ｂＢに導く。また、Ｃ相用のものは、複数のＣ相搬送電極１ｂＣに接続され、搬送電源回路からＣ相の繰り返しパルス電圧であるＣ相パルス電圧の印加を受けながら、それを各Ｃ相搬送電極１ｂＣに導く。但し、上述のように、図１に示した現像領域Ｒ２における搬送電極１ｂに対しては、それぞれ搬送領域Ｒ１や回収領域Ｒ３においける搬送電極とは異なる３相の繰り返しパルス電圧（Ｖａ２、Ｖｂ２、Ｖｃ２）が印加される。このため、Ａ相用のリード電極には、搬送領域Ｒ１や回収領域Ｒ３の各Ａ相搬送電極１ｂＡに接続される搬送用Ａ相リード電極２Ａと、現像領域Ｒ２の各Ａ相搬送電極１ｂＡに接続される現像用Ａ相リード電極３Ａとがある。また、Ｂ相やＣ相も同様にして、搬送用Ｂ相リード電極２Ｂ、現像用Ｂ相リード電極３Ｂ、搬送用Ｃ相リード電極２Ｃ、現像用Ｃ相リード電極３Ｃがある。
【００１８】
基体１ａの非電極形成面や各搬送電極１ｂと、表面層１ｃとの間には中間層１ｄが形成されている。この中間層１ｄ材料は、表面層１ｃと同じであってもよいし、異なってもよい。Ａ相搬送電極１ｂＡと、Ｂ相やＣ相のリード電極（２Ｂ、２Ｃ、３Ｂ、３Ｃ）との間にこの中間層１ｄが介在することにより、両者間での絶縁性が確保されている。また、Ｂ相搬送電極１ｂＢと、Ａ相やＣ相のリード電極との間にも中間層１ｄが介在しており、これによって両者間での絶縁性が確保されている。また、Ｃ相搬送電極１ｃＣも同様にして、Ａ相やＢ相のリード電極との間の絶縁性が確保されている。
【００１９】
なお、各リード電極には、パルス電圧出力手段たる搬送電源回路（５）からの配線を接続するための図示しない入力端子が設けられている。この入力端子をリード電極と同じ層に設け、基体１ａに設けたスルーホールに配線を通して入力端子に接続してもよいし、入力端子を中間層１ｄの上に設け、表面層１ｃに設けたスルーホールに配線を通して入力端子に接続してもよい。
【００２０】
基体１ａとしては、ガラス、樹脂、セラミックスなどの絶縁性材料からなる基板、ステンレスなどの導電性材料からなる基板にＳｉＯ２等の絶縁膜を形成した基板、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。
【００２１】
搬送電極１ｂは、基体１ａ上にＡｌ、Ｎｉ−Ｃｒ等の導電性材料を０．１〜１０［μｍ］（好ましくは０．５〜２．０μｍ）の厚みで成膜したものが、フォトリソグラフィー技術などによって所要の電極パターン形状に加工されたものである。搬送電極１ｂのトナー搬送方向Ｘにおける幅Ｌ（図３参照）については、トナーＴの平均粒径の１倍以上２０倍以下とし、かつ、搬送電極間の間隙Ｇを同様の長さにすることが望ましい。
【００２２】
表面層１ｃとしては、例えばＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＴｉＯ４、ＳｉＯＮ、ＢＮ、ＴｉＮ、Ｔａ２Ｏ５などの材料が０．５〜１０［μｍ］（好ましくは０．５〜３μｍ）の厚みで成膜されたものである。これらの材料に代えて、ＳｉＮ、Ｂｎ、Ｗなどの無機ナイトライド化合物を用いてもよい。特に、表面水酸基が増えるとトナーの帯電量が搬送途中で下がる傾向にあるので、表面水酸基（ＳｉＯＨ、シラトール基）の少ない無機ナイトライド化合物が好ましい。
【００２３】
かかる構成のトナー搬送基板１における複数の搬送電極１ｂに対し、搬送電源回路５から繰り返しパルス電圧を出力すると、基板上に進行電界が形成される。そして、トナー搬送基板１上のトナーはこの進行電界による静電気力によってホッピングする。繰り返しパルス電圧は、例えば、図７や図８に示すように、正（＋）又は負（−）の値の矩形パルス波を所定の周期で立ち上がらせるＡ相パルス電圧Ｖａ、Ｂ相パルス電圧Ｖｂ、Ｃ相パルス電圧Ｖｃであって、互いの位相がそれぞれずれているものである。Ａ相パルス電圧Ｖａ、Ｂ相パルス電圧Ｖｂ、Ｃ相パルス電圧Ｖｃは、Ａ相搬送電極１ｂＡ、Ｂ相搬送電極１ｂＢ、Ｃ相搬送電極１ｂＣに印加される。
【００２４】
例えば、Ｂ相搬送電極１ｂＢの上に負帯電性のトナーＴがあったとする。そして、時刻Ｔ１において、Ａ相パルス電圧Ｖａを受けるＡ相搬送電極１ｂＡと、Ｂ相パルス電圧Ｖｂを受けるＢ相搬送電極１ｂＢとが「０Ｖ（Ｇ）」になり、且つＣ相パルス電圧Ｖｃを受けるＣ相搬送電極１ｂＣが「＋電位」になったとする。すると、Ｂ相搬送電極１ｂＢ上の負帯電性のトナーＴがＣ相搬送電極１ｂＣに向けて静電気的に引き寄せられて、基板面からホッピングする。そして、Ｃ相搬送電極１ｂＣの上に移る。
【００２５】
次に、時刻Ｔ２において、Ａ相搬送電極１ｂＡが「＋電位」になる一方で、Ｂ相搬送電極１ｂＢと、Ｃ相搬送電極１ｃＣとが「０Ｖ（Ｇ）」になったとする。すると、Ｂ相搬送電極１ｂＢとＣ相搬送電極１ｂＣとの間にはＣ相搬送電極１ｂＣ上のトナーＴに対する反発電界が形成されるとともに、Ｃ相搬送電極１ｂＣとＡ相搬送電極１ｃＣとの間には同トナーＴに対する吸引電界が形成される。これにより、Ｃ相搬送電極１ｂＣ上のトナーＴがＡ相搬送電極１ｂＡに向けてホッピングして、Ａ相搬送電極１ｂＡ上に移る。
【００２６】
更に、時刻Ｔ３において、Ａ相搬送電極１ｂＡとＣ相搬送電極１ｂＣとがそれぞれ「０Ｖ（Ｇ）」になる一方で、Ｂ相搬送電極１ｂＢが「＋電位」になったとする。すると、Ｃ相搬送電極１ｂＣとＡ相搬送電極１ｂＡとの間にはＡ相搬送電極１ｂＡ上のトナーＴに対する反発電界が形成されるとともに、Ａ相搬送電極１ｂＡとＢ相搬送電極１ｂＢとの間には同トナーに対する吸引電界が形成される。これにより、Ａ相搬送電極１ｂＡ上のトナーＴがＢ相搬送電極１ｂＢに向けてホッピングして、Ｂ相搬送電極１ｂＢ上に移る。以上のような反発電界の出現及び消失と、吸引電界の出現及び消失とが繰り返される進行電界がトナー搬送基板１上に形成されるのである。
【００２７】
トナー搬送基板１上のトナーの動きをより具体的に説明すると、図９（ａ）に示すように、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相の搬送電極１ｂが何れも０Ｖ（Ｇ）の状態でトナー搬送基板１上に負帯電性のトナーＴが載っているとする。この状態から、図９（ｂ）に示すようにＡ相搬送電極（Ａ）だけが「＋電位」になると、Ｃ相搬送電極（Ｃ）上のトナーＴはＡ相搬送電極（Ａ）に向けて静電吸引されてホッピングし、Ａ相搬送電極（Ａ）の上に移る。次に、図９（ｃ）に示すように、Ｂ相搬送電極（Ｂ）だけが「＋電位」になると、Ｂ相搬送電極（Ｂ）上のトナーＴは、Ａ相搬送電極（Ａ）側から反発力を受けるとともに、Ｃ相搬送電極（Ｃ）側から吸引力を受ける。これにより、Ｂ相搬送電極（Ｂ）上のトナーは、Ｃ相搬送電極（Ｃ）に向けて基板面からホッピングして、Ｃ相搬送電極（Ｃ）上に移る。更に、図９（ｄ）に示すように、Ｃ相搬送電極（Ｃ）だけが「＋電位」になると、Ｃ相搬送電極（Ｃ）上のトナーＴは、Ｂ相搬送電極（Ｂ）側から反発力を受けるとともに、Ａ相搬送電極（Ａ）側から吸引力を受ける。これにより、Ｃ相搬送電極（Ｃ）上のトナーは、Ａ相搬送電極（Ａ）に向けて基板面からホッピングして、Ａ相搬送電極（Ａ）上に移る。
【００２８】
なお、図８や図９により、トナーＴとして負帯電性のものを用い、且つ、繰り返しパルス電圧として正極性のものを電極に印加した例について説明したが、その逆に、正帯電性のトナーＴと、負極性の繰り返しパルス電圧との組み合わせを採用してもよい。また、正又は負帯電性のトナーＴと、これと同極性の繰り返しパルス電圧との組み合わせを採用してもよい。
【００２９】
図１０は、本第１実施形態に係るトナー搬送装置の電気回路の一部を示すブロック図である。同図において、搬送電源回路５は、パルス信号を生成出力するパルス信号発生回路６、一般用Ａ相波形増幅器７Ａ、一般用Ｂ相波形増幅器７Ｂ、一般用Ｃ相波形増幅器７Ｃ、現像用Ａ相波形増幅器８Ａ、現像用Ｂ相波形増幅器８Ｂ、現像用Ｃ相波形増幅器８Ｃなどを有している。
【００３０】
パルス信号発生回路６は、例えばロジックレベルの入力パルスを受けて、互いに１２０°に位相ずれした２組みパルスで、次段の波形増幅器７Ａ，Ｂ，Ｃ、（Ａ，Ｂ，Ｃに含まれる図示しないスイッチング手段、例えばトランジスタを駆動して１００［Ｖ］のスイッチングを行うことができるレベルの出力電圧１０〜１５Ｖのパルス信号を生成して出力する。
【００３１】
パルス発生回路６から発せられた一般用のＡ相パルス波，Ｂ相パルス波，Ｃ相パルス波は、一般用Ａ相波形増幅器７Ａ，一般用Ｂ相波形増幅器７Ｂ，一般用Ｃ相波形増幅器７Ｃによって増幅されて、一般用のＡ相パルス電圧Ｖａ１，Ｂ相パルス電圧Ｖｂ１，Ｃ相パルス電圧Ｖｃ１となる。そして、トナー搬送基板（１）における搬送領域（Ｒ１）や回収領域（Ｒ３）に存在する一般用のＡ相，Ｂ相，Ｃ相搬送電極に印加される。また、パルス発生回路６から発せられた現像用のＡ相パルス波，Ｂ相パルス波，Ｃ相パルス波は、現像用Ａ相波形増幅器８Ａ，現像用Ｂ相波形増幅器８Ｂ，現像用Ｃ相波形増幅器８Ｃによって増幅されて、現像用のＡ相パルス電圧Ｖａ２，Ｂ相パルス電圧Ｖｂ２，Ｃ相パルス電圧Ｖｃ２となる。そして、トナー搬送基板（１）における現像領域（Ｒ２）に存在する現像用のＡ相，Ｂ相，Ｃ相搬送電極に印加される。
【００３２】
一般用のＡ相波形増幅器７Ａ，Ｂ相波形増幅器７Ｂ，Ｃ相波形増幅器７Ｃは、パルス発生回路６から発せられたパルス波を、例えば図１１に示すように、各相の＋１００［Ｖ］の印加時間ｔａを繰り返し周期ｔｆの１／３である約３３％にした（これを「搬送電圧パターン」という）３相のパルス電圧Ｖａ１，Ｖｂ１，Ｖｃ１に変換する。また、現像用のＡ相波形増幅器８Ａ，Ｂ相波形増幅器８Ｂ，Ｃ相波形増幅器８Ｃは、例えば図１２又は図１３に示すように、各相の＋１００［Ｖ］又は０］Ｖ］の印加時間ｔａを繰り返し周期ｔｆの２／３である約６７％にした（これを「ホッピング電圧パターン」という）３相の繰り返しパルス電圧（Ｖａ２，Ｖｂ２，Ｖｃ２）に変換する。このような搬送電圧パターンやホッピング電圧パターンにより、トナー搬送基板上でトナーＴをホッピングさせるＥＴＨ現象を生起せしめる。
【００３３】
ＥＴＨ現像とは、現像ローラや現像スリーブなどといった表面を無端移動させる現像剤担持体上からのトナーのスモーク化あるいはクラウド化を意味するのではなく、表面移動しないトナー搬送部材の表面上でトナーのホッピングによる波移動が発生する現象を意味する。この波移動により、トナーを搬送領域（Ｒ１）から現像領域（Ｒ２）に向けて搬送することができる。また、現像領域（Ｒ１）において、ホッピングしたトナーを潜像担持体の潜像に対しては現像担持体に向かわせる一方で、非画像部に対してはトナー搬送部材に向かわせる電界を形成することができる。
【００３４】
例えば、図１３に示したホッピング電圧パターンのように、０〜−１００Ｖで遷移するパルス状電圧波形を採用した場合、潜像担持体上の非画像部電位を−１００Ｖより低くしたときには、現像領域（Ｒ１）でホッピングしたトナーを潜像の付近で潜像に向かわせる一方で、非画像部の付近で基板に向かわせる。非画像部の電位を−１５０Ｖや−１７０Ｖにすると、トナー非画像部の近くでトナーを非画像部に向かわせてしまう。
【００３５】
また、ホッピング電圧パターンの繰り返しパルス電圧が２０Ｖ〜−８０Ｖで遷移するパルス波形を採用した場合、潜像の電位を約０Ｖ、非画像部の電位を−１１０Ｖにすると、繰り返しパルス電圧のローレベルの電位が潜像電位と非画像部電位との間になる。このため、同様にして、現像領域（Ｒ１）でホッピングしたトナーを潜像の付近で潜像に向かわせる一方で、非画像部の付近で基板に向かわせる。
【００３６】
このように、繰り返しパルス電圧のローレベルの電位を潜像電位と非画像部電位との間の値にすることで、潜像に対してトナーを吸引付着させる一方で、非画像部に対してはトナーを反発させることができる。ホッピングによってある程度まで潜像担持体に近づいたトナーに対しては、進行電界が及ばないので、そのトナーを容易に潜像に向けて飛翔させることができ、高い画像品質が得られる現像を低電圧で行うことができる。
【００３７】
これに対し、現像ローラなどの表面移動する現像剤担持体を用いるいわゆるジャンピング現像方式では、現像剤担持体の表面に付着しているトナーをそこから離脱させるためには、トナーと現像剤担持体との付着力を超える静電気力を作用させる必要がある。しかも、離脱させたトナーを潜像担持体の潜像に向けて引き寄せるとともに、非画像部と反発させる必要がある。このような条件では、現像担持体にＤＣ６００〜９００Ｖもの現像バイアスをかけなければならない。これに対し、ＥＴＨ現象を利用すると、前述の条件を進行電界の領域外で具備させればよいので、進行電界の強さとしては、トナーと現像剤担持体との付着力を超える静電気力を作用させ得るレベルであればよい。このため、搬送電極に印加する繰り返しパルス電圧の振幅を｜１５０〜１００｜Ｖ以下の低電圧にしても、トナーを潜像に対して選択的に付着させることが可能になる。また、ＯＰＣ感光体等の潜像担持体における潜像と非画像部との電位差もジャンピング方式のような大きな値にする必要がないため、非画像部電位を相当に小さくすることが可能になる。これにより、潜像担持体の表面を非画像部電位に一様帯電させる際に発生するオゾンやＮＯｘの量を非常に少なくして、環境に優しく且つ潜像担持体の寿命低下を抑えた現像を行うことができる。
【００３８】
例えば、潜像担持体として、表面のＣＴＬ(Charge Transport Layer)の厚さが１５［μｍ］で且つその比誘電率εが３程度であるＯＰＣ感光体を使用し、トナーの電荷密度を１０−３〜−４［Ｃ／ｍ２］にした場合、ＥＴＨ現象を利用すれば、各搬送電極に対して、０〜−１００Ｖ、デューティー５０％の繰り返しパルス電圧を印加すればよい。すると、繰り返しパルス電圧の値は平均で−５０Ｖとなり、負に帯電しているトナーであれば、トナーの潜像に対する選択的な付着が可能になる。搬送電極に印加する繰り返しパルス電位の平均値（平均値電位）を潜像担持体の潜像電位と非画像部電位との間の電位に設定することで、潜像担持体の潜像の画像部に対してはトナーが潜像担持体側に向かい、非画像部に対してはトナーが搬送基板側に向かう電界を発生させることができる。
【００３９】
なお、トナー搬送基板とＯＰＣ感光体とのギャップ（間隔）については、０．２〜０．３［ｍｍ］程度にすればよい。トナーの帯電量Ｑ／Ｍ、パルス電圧の大きさ、ＯＰＣ感光体の表面線速などによっても異なるが、負帯電性のトナーの場合、ＯＰＣ感光体の非画像部電位が−３００Ｖ以下、更には−１００Ｖ以下であっても十分に現像を行うことができる。正帯電性のトナーの場合には、非画像部の電位が＋電位となる。
【００４０】
また、繰り返しパルス電圧としては、図示のような矩形波のものの他、ｓｉｎ波（サインカーブ）や三角波などを採用してもよい。繰り返しパルス電圧のＤｕｔｙは、３相の場合で３３．３〜６６．７［％］の範囲、４相の場合で２５〜７５［％］の範囲で調整することが可能である。
【００４１】
先に示した図３において、トナー搬送基板１における電極幅Ｌや電極間隙Ｇは、トナーの搬送効率やホッピング効率に大きく影響する。電極間の真ん中あたりを飛んでいるトナーにはほぼ水平方向の静電気力が作用するのに対し、搬送電極１ｂの真上にあるトナーには、基板面に対して垂直方向及び水平方向の成分をもった静電気力が作用するのであるが、これらの静電気力のバランスが電極幅Ｌや電極間隙Ｇによって左右されるからである。具体的には、搬送電極１ｂの上で且つ電極幅方向の端部付近にあるトナーは、ホッピングにより、隣の搬送電極１ｂを飛び越えることがあるため、電極幅Ｌが大きいと、ホッピング１回あたりにおける移動距離の大きいトナーが増える。これにより、トナーの搬送効率が上がる。但し、電極幅Ｌが大きすぎると、搬送電極１ｂの上で且つ電極幅方向の中央付近における電界強度が不足して、トナーの搬送効率が却って低下することになる。
【００４２】
また、電極間隙Ｇは、電極間の電界強度を左右する。電極間隙Ｇが小さくなるほど、電極間の電界強度が強くなって、ホッピングの初速（勢い）が高まる。しかし、搬送電極１ｂの真上から隣の搬送電極１ｂの真上に移動するトナーでは、ホッピング１回あたりにおける移動距離が短くなるため、駆動周波数を高くしないと所望のトナー搬送効率が得られなくなる。
【００４３】
さらには、搬送電極１ｂの表面を覆う表面層１ｃの厚さは、搬送電極１ｂ上の電界強度を左右する。特に、垂直方向成分の電気力線への影響が大きくなる。
【００４４】
搬送電極１ｂの上には、搬送方向において最低１個のトナーを存在させることが望ましく、そのためには電極幅Ｌをトナーの平均粒径と同等以上に設定する必要がある。電極幅Ｌをこれよりも小さくすると、トナーに作用する電界が少なくなって搬送力が著しく飛翔力ため、実用上は十分でない。
【００４５】
搬送電極１ｂの上における電極幅方向中央付近では、電極幅Ｌが大きくなるに従って、電極表面から延びる電気力線が進行方向（水平方向）に向けて傾斜するため、、垂直方向の電界強度が低下する。そして、これにより、ホッピングの初速が小さくなる。よって、電極幅Ｌが大きくなり過ぎると、ホッピングのための電界強度よりも、トナーと基板面との鏡像力、ファンデルワールス力、水分等による吸着力が勝り、トナーをホッピングさせることができなくなる。
【００４６】
搬送効率やホッピングの初速などの観点からすると、搬送電極１ｂの上に電極幅方向において２０個程度のトナーを存在させる電極幅Ｌであれば、１００［Ｖ］程度の低電圧の繰り返しパルス電圧でもトナーを良好にホッピングさせて、効率良く搬送することができる。例えば、トナーの平均粒径が５［μm］であれば、電極幅Ｌは５〜１００［μｍ］の範囲がよい。電極幅Ｌがそれよりも大きいと、搬送電極１ｂ上でのトナーの滞留が発生する。
【００４７】
パルス電圧による印加電圧を１００［Ｖ］以下の低電圧でトナーを効率的に搬送するための電極幅Ｌのより好ましい範囲は、トナーの平均粒径の２〜１０倍以下である。電極幅Ｌをこの範囲内にすることで、搬送電極１ｂの上の電極幅方向中央付近における電界強度の低下が１／３以下に抑えられ、ホッピングの効率低下は１０％以下となって、効率の大幅な低下をきたすことがなくなる。これは、例えば、トナーの平均粒径を５［μｍ］とすると、１０〜５０［μｍ］の範囲に相当する。電極幅Ｌの更に好ましい範囲は、トナーの平均粒径の２〜６倍以下である。これは、例えば、トナーの平均粒径を５［μｍ］とすると、１０〜３０［μｍ］に相当する。
【００４８】
図１４は、トナー搬送基板上における電界における進行方向（水平方向）電界強度ＴＥと、高さ方向電界強度ＨＥとの関係を示すグラフである。また、図１５は、進行方向電界強度ＴＥと、電極幅Ｌと、電極間隙Ｇとの関係を示すグラフである。また、図１６は、高さ方向電界強度ＨＥと、電極幅Ｌと、電極間隙Ｇとの関係を示すグラフである。これらのグラフは、トナー搬送基板として、搬送電極１ｂの電極幅Ｌを３０［μｍ］、電極間隙Ｇを３０［μｍ］、搬送電極１ｂの厚みを５［μｍ］、表面層１ｃの厚みを０．１［μｍ］にそれぞれ設定したものを用いた実験結果に基づいて作成したものである。Ａ相搬送電極１ｂＡが０［Ｖ］になり、且つＢ相搬送電極１ｂＢが＋１００［Ｖ］になったときの電界強度である。同図では、細部を分かり易くするために２つの搬送電極しか示していないが、実験ではＡ，Ｂ，Ｃ相の搬送電極をそれぞれ複数設けたトナー搬送基板を用いた。トナーＴとしては、粒径が８［μｍ］で、電荷量が−２０［μＣ／ｇ］のものを用いた。図１５や図１６で示す電界強度は搬送電極１ｂ上における代表点の値であり、進行方向強度ＴＥの代表点ＴＥａは図１４に示すように、搬送電極１ｂの端部から５［μｍ］上方の点である。また、高さ方向電界強度ＨＥの代表点ＨＥａは、搬送電極１ｂの幅方向中央部から５［μｍ］上方の点である。
【００４９】
これらのグラフから、トナーＴにホッピングのための静電気力を作用させる電界強度としては、５Ｅ＋５［Ｖ／ｍ］以上が必要であることがわかる。また、トナーＴに電極上で滞留させない程度に強い静電気力を作用させる電界強度としては、１Ｅ＋６［Ｖ／ｍ］以上が必要であり、さらに十分な静電気力を付与できるより好ましい電界強度としては、２Ｅ＋６［Ｖ／ｍ］以上であることがわかる。電極間隙Ｇを大きくするほど進行方向電界強度ＴＥを低下させてしまう。トナーの平均粒径の１倍以上〜２０倍以下、好ましくは２倍以上〜１０倍以下、さらにより好ましくは２倍以上〜６倍以下であることが望ましい。
【００５０】
また、図１６のグラフに示すように、電極間隙Ｇが大きくなるとホッピングの効率が低下するが、トナーＴの平均粒径の２０倍までは実用上差し支えないホッピング効率が得られる。トナーＴの平均粒径の２０倍を越えると多くのトナーが電極上で滞留するため、電極間隙Ｇはトナーの平均粒径の２０倍以下にする必要がある。
【００５１】
本発明者らの実験によれば、トナーの平均粒径が２〜１０［μｍ］、帯電量Ｑ／Ｍが｜３〜４０｜［μＣ／ｇ］、より好ましくは、｜１０〜３０｜［μＣ／ｇ］であるときに、特に効率の良いトナー搬送を実現することができた。
【００５２】
トナー搬送基板には、上述した表面層１ｃを設けることで、搬送電極１ｂの汚れや基板表面へのトナー固着を抑えることができる。先に図１４に示した電極構成において、表面層１ｃの厚さを０．１〜８０［μｍ］の範囲で変化させたときにおける進行方向電界強度ＴＥを測定した結果を図１７に示す。振幅１００［Ｖ］のパルス電圧を各搬送電極１ｂに印加したときの結果である。実験に用いた表面層１ｃの誘電率εは空気より高い値であり、通常ε＝２以上である。同図のグラフからわかるように、表面層１ｃの膜厚が大きすぎると、基板表面のトナーに作用する進行方向電界強度ＴＥが低下する。トナー搬送効率や耐温湿度環境等を考慮すると、実用可能な表面層１ｃの厚さは、トナー搬送効率の低下を３０［％］程度に留める１０［μｍ］以下、より好ましくはトナー搬送効率の低下を数［％］程度に留める５［μｍ］以下である。
【００５３】
図１８は、表面層１ｃの厚みが５［μｍ］である場合のトナー搬送基板上における電界の状態を示す模式図である。また、図１９は、表面層１ｃの厚みが３０［μｍ］である場合のトナー搬送基板上における電界の状態を示す模式図である。何れも、トナー搬送基板の電極幅Ｌが３０［μｍ］、電極間隔Ｇが３０［μｍ］であるトナー搬送基板の各搬送電極に、振幅１００［Ｖ］のパルス電圧を印加した場合の電界の状態である。これらの図からわかるように、表面層１ｃの厚さが大きくなると空気より誘電率が高い表面層１ｃ内で電極間を橋渡しする電気力線が増加するため、高さ方向に延びる電気力線数が減少する。また、表面層１ｃの厚みの分だけ、トナーに作用する電界強度が低下する。トナーのホッピングに寄与する高さ方向の電気力線数は、表面層１ｃの厚さに大きく左右されるのである。１００［Ｖ］程度の小さなパルス電圧では、トナーの滞留を引き起こさない電界強度が１Ｅ＋６［Ｖ／ｍ］以上である。また、トナーを十分な勢いでホッピングさせ得る電界強度が２Ｅ＋６［Ｖ／ｍ］以上である。これらの条件を満足する表面層１ｃの厚みは、１０［μｍ］以下、より好ましくは５［μｍ］以下である。
【００５４】
表面層１ｃの材料としては、比抵抗が１０６［Ωｃｍ］以上で、且つ誘電率εが２以上のものを用いることが好ましい。また、負帯電性のトナーを用いる場合には、感光体の非画像部電位を−３００Ｖあるいはこれよりも０Ｖに近い値にすることが望ましい。また、正帯電性のトナーを用いる場合には、＋３００Ｖ以下にすることが望ましい。このようにすることで、ファインピッチで配設した各搬送電極に１５０〜１００［Ｖ］以下の低いパルス電圧を印加しても、トナーを良好にホッピングさせることができる。
【００５５】
トナーの樹脂材料としては、溶融温度や透明性等の観点から、一般的にはスチレン−アクリル系の共重合体、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリオール樹脂等が用いられる。トナーの帯電特性はこれらの樹脂材料によって影響を受けるが、帯電制御剤の添加によってその特性を調整することが可能である。ブラックトナー（ＢＫ）用の帯電制御剤としては、正帯電の場合には、ニグロシン系染料、四級アンモニウム塩類などが挙げられる。また、負帯電の場合には、アゾ系含金属錯体、サリチル酸金属錯体等が挙げられる。カラートナー用の帯電制御剤としては、正帯電の場合には、四級アンモニウム塩類、イミダゾール系錯体類等が挙げられる。また、負帯電の場合には、サリチル酸金属錯体や塩類、有機ホウ素塩類等が挙げられる。
【００５６】
トナーは、進行電界の作用によるトナー搬送基板上でのホッピングに伴って、表面層１ｃに対して接触と離脱とを繰り返すため、摩擦帯電の影響を受けることになるが、その帯電量と極性は材料相互の帯電系列によって左右される。トナーの帯電量を主に帯電制御剤によって決定される飽和帯電量、または多少低下する程度に維持することで、ホッピング効率や現像効率を向上させることができる。具体的には、負帯電性のトナーの場合には、表面層１ｃの材料として、トナーの帯電制御剤として用いられる材料に近い摩擦帯電性を発揮するものや、正帯電性のものを使用することが好ましい。例えば、トナーの帯電制御剤がサリチル酸金属錯体である場合には、ポリアミド６６（商品名）、ナイロン１１（商品名）などのポリアミド系樹脂が好ましい。また、正帯電性のトナーの場合には、表面層１ｃの材料として、トナーの帯電制御剤として用いられる材料に近い摩擦帯電性を発揮するものや、負帯電性のものを用いることが好ましい。例えば、帯電制御剤が四級アンモニウム塩類である場合には、テフロン（登録商標）等のフッ素含有樹脂がよい。
【００５７】
トナー搬送基板の表面には、表面層１ｃの下に電極がある領域と、ない領域とに対応した凹凸が生ずる。但し、搬送電極１ｂの厚さを３［μｍ］以下にすることで、その凹凸によるトナー搬送性の低下を抑えることができる。これにより、表面層１ｃの平坦化処理を省略して、基板製造コストを低減することが可能になる。
【００５８】
次に、本第１実施形態に係るトナー搬送装置の特徴的な構成について説明する。
図２０は、パルス電圧出力手段たる搬送電源回路５によって出力されるｎ相パルス電圧たる３相パルス電圧における繰り返しパルス電圧Ｖａ２、Ｖｂ２、Ｖｃ２の波形を示す波形図である。図示のように、搬送電源回路５は、搬送領域（Ｒ１）の電極組に出力するための３相パルス電圧として、順方向ｎ相パルス電圧たる順方向３相パルス電圧と、逆方向ｎ相パルス電圧たる逆方向３相パルス電圧とを、交互に切り換えて出力する。
【００５９】
順方向３相パルス電圧は、搬送領域（Ｒ１）に存在するトナーを現像領域（Ｒ２）に向けて搬送するための進行電界を形成するものである。Ａ相、Ｂ相、Ｃ相という順でパルス電圧を出現させることにより、トナーを搬送領域側から現像領域側に向けて順方向に進行させることが可能になる。
【００６０】
これに対し、逆方向３相パルス電圧は、搬送領域（Ｒ１）に存在するトナーを現像領域（Ｒ２）に向かう方向とは逆方向に向けて搬送するためのスイッチバック電界を形成するためのものである。図示のように、Ｃ相、Ｂ相、Ａ相という順でパルス電圧を出現させることにより、トナーを順方向とは逆方向にスイッチバックさせることが可能になる。
【００６１】
順方向３相パルス電圧、逆方向３相パルス電圧は、互いに周波数が同じであるが、出力時間が異なっている。具体的には、図示のように、順方向３相パルス電圧の出力時間は、各相の繰り返しパルス電圧Ｖａ２、Ｖｂ２、Ｖｃ２をそれぞれ６回出現させる長さ（６周期）であるのに対し、逆方向３相パルス電圧の出力時間は、繰り返しパルス電圧Ｖａ２、Ｖｂ２、Ｖｃ２をそれぞれ３回出現させる長さ（３周期）であり、前者の出力時間よりも短くなっている。このような出力では、搬送領域（Ｒ１）に存在するトナーが進行電界によって距離Ｌ１だけ現像領域（Ｒ２）に向けて進行した後、逆方向に向けて距離Ｌ１の半分だけスイッチバックするという挙動を繰り返す。そして、順方向３相パルス電圧の出力と逆方向３相パルス電圧の出力とからなる１対出力が行われる毎に、距離Ｌ１の半分だけ現像領域（Ｒ２）に向けて進行する。
【００６２】
かかる構成では、トナー搬送基板１上でトナーを定期的にスイッチバックさせることにより、トナー搬送基板１の上空にてトナー搬送方向への勢力をもつ気流の発生を抑える。そして、これにより、かかる気流をトナー搬送基板の上空で発生させることによる現像濃度不足の発生を抑えることができる。
【００６３】
なお、搬送領域（Ｒ１）に配設された各電極組に印加される３相パルス電圧（繰り返しパルス電圧Ｖａ２、Ｖｂ２、Ｖｃ２）について説明したが、回収領域（Ｒ３）にも、上述したように、これと同じ３相パルス電圧が印加される。また、現像領域（Ｒ２）に配設された各電極組に印加される３相パルス電圧（繰り返しパルス電圧Ｖａ１、Ｖｂ１、Ｖｃ１）も、搬送領域（Ｒ１）や回収領域（Ｒ３）と同様に、順方向３相パルス電圧と逆方向３相パルス電圧とが交互に繰り返される。
【００６４】
進行電界やスイッチバック電界によるトナーの平均搬送速度ｖｔについては、「ｖ＝ｆ×ｐ×ｎ」という計算式によって求めることができる。この計算式において、ｆは、３相パルス電圧における各繰り返しパルス電圧の繰り返し周波数である。また、ｐは、各搬送電極のトナー搬送方向における配設ピッチである。また、ｎは、繰り返しパルス電圧の相数であり、本第１実施形態では「３」である。
【００６５】
順方向３相パルス電圧の出力と、逆方向３相パルス電圧の出力とからなる１対出力におけるトナーの搬送距離Ｘ１については、「Ｘ１＝ｖｔs−ｖｔr」という計算式によって求めることができる。この計算式において、ｔｓは、順方向３相パルス電圧の出力時間である。また、ｔｒは、逆方向３相パルス電圧の出力時間である。例えば、繰り返し周波数ｆが７［ＫＨｚ］であり、搬送電極配設ピッチｐが０．０６［ｍｍ］であり、繰り返しパルス電圧の総数ｎが３であり、出力時間ｔｓが４［ｍｓｅｃ］であり、且つ出力時間ｔｒが２［ｍｓｅｃ］である場合には、トナーの平均搬送速度ｖｔは１．２６［ｍ／ｓｅｃ］となる。そして、トナーの搬送距離Ｘ１は、２．５２［ｍｍ］となる。
【００６６】
本第１実施形態に係るトナー搬送装置は、図２０に示したように、順方向から逆方向への切り換えや、逆方向から順方向への切り換えに際して、切り換え直前に出現しているパルス電圧を正規のタイミングで消失させると同時に、切り換えを行っている。かかる構成では、切り換え直前にホッピングしたトナーをトナー搬送基板１表面の正規の位置に着地させてから、ホッピングの方向を逆転させることになる。このため、トナーを空中で急激に方向転換させることを回避して、トナー搬送部材周囲へのトナー飛散を回避することができる。
【００６７】
次に、第１実施形態に係るトナー搬送装置を適用した画像形成装置の一例について説明する。
トナーの平均搬送速度ｖｔは、画像品質に影響する。具体的には、平均搬送速度ｖｔが比較的遅い場合には、トナーが現像領域Ｒ２に存在する時間が比較的長くなる。このため、低面積率の画像でも現像濃度不足を引き起こすことなく良好に現像される。しかし、ベタ画像などといった高面積率の画像の場合には、現像領域Ｒ２へのトナーの供給量が不足して、現像濃度不足となってしまう。これに対し、平均搬送速度ｖｔが比較的速い場合には、高面積率の画像に対しても十分量のトナーが供給されるため、現像濃度不足を引き起こすことなく良好に現像される。しかし、低面積率の画像の場合には、既に述べたように、周囲の非画像部による電界の影響を受けて潜像に付着し難くなるため、現像濃度不足を引き起こし易くなる。
【００６８】
表１に、速度比（平均搬送速度ｖｔ／感光体周速）と、低面積率の画像における現像濃度と、高面積率の画像における現像濃度との関係を示す。速度比が０．３の場合には、感光体上における高面積率の潜像（ベタ潜像）に対するトナーの供給が追いつかなくなる結果、高面積率の画像（ベタ画像）で現像濃度不足が発生している。また、速度比が２．２の場合には、感光体上における低面積率の潜像（孤立ドット潜像）に対するトナーの付着が、周囲の非画像部による電界に阻害される結果、低面積率の画像（孤立ドット）で現像濃度不足が発生している。低面積率の画像、高面積率の画像ともに、良好な現像濃度を得るためには、速度比が０．５〜２．０である必要があることがわかる。
【表１】
【００６９】
そこで、本第１実施形態に係る画像形成装置では、平均搬送速度ｖｔを感光体２５の周速の０．５〜２．０倍に設定している。
【００７０】
図２２は、第１実施形態に係る画像形成装置の感光体２５と、現像装置３０とを示す概略構成図である。同図において、潜像担持体たる感光体２５は、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される。この感光体２５の側方には、第１実施形態に係るトナー搬送装置を有する現像装置３０が配設されている。
【００７１】
現像装置３０は、そのケーシング３１内に、トナーと磁性粒子とを含有する図示しない現像剤を収容する収容部を有している。また、収容部から供給されるトナーを受け取って感光体２５との対向領域である現像領域（Ｒ２）まで搬送するための筒状のトナー搬送基板１を収容するトナー搬送部３３も有している。
【００７２】
上述の収容部は、第１収容部３２ａと第２収容部３２ｂと第３収容部３２ｃとに分かれており、第１収容部３２ａと第２収容部３２ｂとは仕切壁３１ａによって区切られている。第１収容部３２ａ内には、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられながら、現像剤を図紙面に直交する方向の手前側から奥側に向けて搬送する第１搬送スクリュウ３４が配設されている。また、第２収容部３２ａ内には、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられながら現像剤を同方向の奥側から手前側に向けて搬送する第２搬送スクリュウ３５が配設されている。また、第３収容部３２ｃ内には、供給ロール３６が配設されている。
【００７３】
第１収容部３２ａ内において、第１搬送スクリュウ３４の回転に伴って図中手前側から奥側の端部付近まで搬送された現像剤は、仕切壁３１ａに設けられた図示しない連通口を通って第２収容部３２ｂ内に進入する。そして、第２搬送スクリュウ３４の回転に伴って、今度は図中奥側から手前側に向けて搬送される。
【００７４】
第３収容部３２ｃ内に配設された供給ロール３６は、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非磁性パイプからなる供給スリーブ３６ａ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３６ｂとを有している。そして、マグネットローラ３６ｂは、その周方向にＮ極とＳ極とが交互に並ぶ６つの磁極を具備している。
【００７５】
第２収容部３２ｂ内において第２搬送スクリュウ３４の回転に伴って図中奥側から手前側に搬送される現像剤の一部は、マグネットローラ３６ｂの発する磁力によって供給スリーブ３６ａの表面に吸着される。そして、現像剤担持体たる回転する供給スリーブ３６ａに汲み上げられて第３収容部３２ｃ内に進入する。その後、供給スリーブ３６ａに連れ回りながら、ドクターグレード３７との対向位置でスリーブ上での層厚が規制された後、トナー搬送部３３内における筒状のトナー搬送基板１との対向位置に至る。
【００７６】
供給ロール３６には、ロール電源回路３８によってロールバイアスが印加されている。供給スリーブ３６ａに連れ回りながらトナー搬送基板１との対向位置に進入した現像剤中のトナーは、このロールバイアスと、トナー搬送基板１の搬送電極に印加されるパルス電圧との電位差により、現像剤から離脱してトナー搬送基板１上に転移する。この転移により、トナー搬送基板１の被供給領域にトナーが供給される。
【００７７】
トナー搬送基板１の被供給領域に供給されたトナーは、進行電界とスイッチバック電界との繰り返しにより、トナー搬送基板１の曲面に沿ってホッピングしながら、相対的に図中反時計回り方向に搬送される。そして、搬送領域（Ｒ１）を経由してから現像領域（Ｒ２）に進入して現像に寄与した後、回収領域（Ｒ３）に進入する。
【００７８】
第３収容部３２ｃの供給スリーブ３６ａ上において、トナー搬送基板１にトナーを供給した現像剤は、スリーブの回転に伴ってトナー搬送基板１との対向位置を通過した後、第２収容部３２ｂとの対向位置に戻ってくる。そして、マグネットローラ３６ｂの２つの反発磁極の磁力によってスリーブ表面から離脱して、第２収容部３２ｂに戻る。更に、第２搬送スクリュウ３５の回転に伴って図紙面に直交する方向の手前側端部付近まで搬送された後、仕切壁３１ａに設けられた図示しない連通口を通って第１収容部３２ａ内に戻る。
【００７９】
第１収容部３２ａ内に戻った現像剤は、第１搬送スクリュウ３４の回転に伴って図中手前側から奥側に搬送される過程で、ケーシング３１の底面に固定された透磁率センサ等からなるトナー濃度センサ４０によってトナー濃度が検知される。この検知結果は、図示しないトナー濃度制御部に送られる。トナー濃度制御部は、トナー濃度センサ４０による検知結果が所定の閾値以下であると、図示しないトナー補給装置を所定時間だけ駆動する。これにより、ケーシング３１のトナー補給口３１ｂを通して第１収容部３２ａ内にトナーが補給され、トナー濃度の回復を図る。
【００８０】
第１収容部３２ａ内に補給されたトナーは、第１搬送スクリュウ３４や第２搬送スクリュウ３５によって磁性粒子と撹拌混合されながら搬送されたり、供給スリーブ３６ａ上でドクターブレード３７による現像剤層厚規制で加圧されたりすることで、十分に帯電する。そして、この状態でトナー搬送基板１の搬送領域に供給される。本第１実施形態では、トナーとして、負帯電性のものを用いているが、正帯電性のものを用いてもよい。
【００８１】
図２３は、本第１実施形態に係る画像形成装置の感光体とトナー搬送基板１と供給ロール３６とを示す模式図である。同図において、供給ロール３０の供給スリーブ３６ａは、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。そして、その表面に担持した無数の磁性粒子Ｍと、個々の磁性粒子Ｍの表面に付着したトナーとからなる現像剤を、供給スリーブ３６ａの側方に配設された円筒状のトナー搬送基板１に摺擦せしめる。
【００８２】
円筒状のトナー搬送基板１の表面上では、トナーがその曲面に沿って図中反時計回り方向にホッピングしながら搬送される。そして、感光体２５との対向領域である現像領域（Ｒ１）を通過した後、供給スリーブ３６ａとの対向領域である回収領域（Ｒ３）に戻ってくる。この回収領域（Ｒ３）では、鉛直方向下方から上方に向けて搬送されるトナーに対して、鉛直方向上方から下方に向けて移動する供給スリーブ３６ａ表面が対面する。そして、図２４に示すように、供給スリーブ３６ａの表面に担持されながら移動する現像剤により、トナー搬送基板１上のトナーが掻き取られて、供給スリーブ３６ａ上に回収される。即ち、本第１実施形態に係る画像形成装置では、供給スリーブ３６ａを回収部材として機能させている。トナー搬送基板１上のトナーを現像剤で積極的に掻き取ることで、トナーの搬送密度が比較的高い場合であってもトナー搬送基板１上からトナーを良好に回収して、回収不良の発生を抑えることができる。
【００８３】
回収領域（Ｒ３）よりも少しだけロール回転方向上流側には、供給ローラ３６ａ表面に担持された現像剤中のトナーがトナー搬送基板１上に供給される被供給領域（Ｒ１）が位置している。かかる構成では、供給スリーブ３６ａを、トナー搬送基板１上にトナーを供給する供給手段として機能させるとともに、回収部材としても機能させることで、装置の小型化及び低コスト化を図ることができる。
【００８４】
図２５は、本第１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２５（例えば、有機感光体：ＯＰＣ）は、図中時計回り方向に回転駆動される。
【００８５】
操作者がコンタクトガラス５０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２５及びミラー５２を具備する第１走査光学系５３と、ミラー５４，５５を具備する第２走査光学系５６とが移動して、原稿画像の読み取りが行われる。
【００８６】
走査された原稿画像がレンズ５７の後方に配設された画像読み取り素子５８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５９で反射した後、ミラー６０を介して感光体２５を走査する。この走査に先立って、感光体２５は帯電装置６１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２５の表面に静電潜像が形成される。
【００８７】
この静電潜像は、現像装置３０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２５の回転に伴って、転写チャージャー６６との対向領域である転写領域に搬送される。この転写領域には、感光体２５上のトナー像と同期するように、第１給紙コロ６４を具備する第１給紙部６２、又は第２給紙コロ６５を具備する第２給紙部６３から記録紙Ｐが送り込まれる。そして、感光体２５上のトナー像は、転写チャージャー６６のコロナ放電によって記録紙Ｐ上に転写される。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６７のコロナ放電によって感光体２５表面から分離された後、搬送ベルト６８によって定着ローラ対６９に向けて搬送される。そして、定着ローラ対６９の２つのローラの当接によって形成された定着ニップ内に進入して、トナー像が定着せしめられた後、機外の排紙トレイ７０に向けて排紙される。
【００８８】
転写領域を通過した感光体２５表面に付着している転写残トナーは、クリーニング装置７１によって感光体２５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２５表面は、除電ランプ７２によって除電されて次の潜像形成に備えられる。
【００８９】
次に、本発明を適用した第２実施形態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、第２実施形態に係る画像形成装置の構成は、第１実施形態に係る画像形成装置と同様である。
【００９０】
図２６は、第２実施形態に係る画像形成装置における３相パルス電圧の繰り返しパルス電圧Ｖａ２、Ｖｂ２、Ｖｃ２の波形を示す波形図である。本画像形成装置においても、第１実施形態と同様に、３相パルス電圧として、順方向３相パルス電圧と逆方向３相パルス電圧とを交互に切り換えて出力するようになっている。
【００９１】
順方向３相パルス電圧、逆方向３相パルス電圧は、互いに出力時間が同じであるが、各相の繰り返し周波数ｆやパルス持続時間（立ち上がりから立ち下がりまで）が異なっている。具体的には、図示のように、順方向３相パルス電圧における各相の繰り返し周波数やパルス持続時間は、それぞれ逆方向３相パルス電圧の半分になっている。
【００９２】
かかる構成においても、第１実施形態と同様に、トナー搬送基板１の上空にてトナー搬送方向への勢力をもつ気流の発生させることによる現像濃度不足の発生を抑えることができる。また、切り換え直前に出現しているパルス電圧を正規のタイミングで消失させると同時に切り換えを行うことで、トナーを空中で急激に方向転換させることを回避して、トナー搬送部材周囲へのトナー飛散を回避することができる。
【００９３】
本画像形成装置において、進行電界やスイッチバック電界によるトナーの平均搬送速度ｖｔについては、第１実施形態と同様に、「ｖ＝ｆ×ｒ×ｎ」という計算式で求めることができる。
【００９４】
また、上述の１対出力におけるトナーの搬送距離Ｘ1については、
「Ｘ１＝ｆs×ｐ×ｎ×ｔ−ｆr×ｐ×ｎ×ｔ＝(ｆs−ｆr)ｐ×ｎ×ｔ」という計算式で求めることができる。この計算式において、ｆｓは、順方向３相パルス電圧の各相の繰り返し周波数である。また、ｆｒは、逆方向３相パルス電圧の各相の繰り返し周波数である。また、ｔは、順方向３相パルス電圧の各相の繰り返し時間である。例えば、順方向の繰り返し周波数ｆｓが６［ＫＨｚ］であり、逆方向の繰り返し周波数ｆｒが３［ＫＨｚ］であり、搬送電極配設ピッチｐが０．０６［ｍｍ］であり、相数ｎが「３」であり、且つ、順方向の繰り返し時間ｔが１［ｍｓｅｃ］である場合には、トナーの搬送距離Ｘ１は０．５４［ｍｍ］となる。
【００９５】
なお、順方向と逆方向とで、３相パルス電圧の出力時間だけを異ならせた例や、繰り返し周波数ｆ及びパルス持続時間だけを異ならせた例について説明したが、これらを組み合わせて異ならせてもよい。
【００９６】
図２７は、第２実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。この第２変形例装置は、イエロー，マゼンタ，シアン，ブラック（以下、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋという）の４色にそれぞれ個別に対応する４つの光書き込み装置８０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋや、４つのプロセスユニット８１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを備えている。また、記録紙を収納する給紙カセット８２、このカセットから記録紙を給紙する給紙ローラ８３なども備えている。更には、給紙ローラ８３から送り出された記録紙を各プロセスユニットの転写部に搬送する転写ベルト８４、記録紙に対して画像を定着せしめる定着ユニット８７、画像定着後の記録紙を載置する排紙トレイ８８なども備えている。
【００９７】
４つのプロセスユニット８１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、使用するトナーの色が異なる点の他は同様の構成になっている。Ｙトナー像を形成するためのＹプロセスユニット８１Ｙを例にすると、これは、図２８に示すように、感光体２５Ｙ、帯電手段たる帯電ローラ５１Ｙ、現像装置３０Ｙ、クリーニングブレード５２Ｙなどを、支持体たるケーシング内に有している。そして、画像形成装置本体に対して着脱可能になっている。
【００９８】
図２９は、Ｙ用のプロセスユニットにおける感光体２５Ｙと現像装置３０Ｙとを示す拡大構成図である。現像装置３０Ｙ内には、非磁性のＹトナーと磁性粒子とを含む現像剤ではなく、非磁性のＹトナーだけが収容されている。トナーを収容するトナー収容部内では、Ｙトナーが第１撹拌翼４２Ｙと第２撹拌翼４３Ｙとによって撹拌せしめられながら、摩擦帯電する。このようにして摩擦帯電したＹトナーは、時計回り方向に回転駆動される供給ローラ４４Ｙによって汲み上げられた後、ローラの回転に伴って筒状のトナー搬送基板１における被供給領域との対向位置に運ばれる。
【００９９】
供給ローラ４４Ｙには、図示しないロール電源回路によってロールバイアスが印加されており、供給ローラ４４Ｙ上のＹトナーは、ロールバイアスと、各搬送電極に印加されるパルス電圧との電位差による静電気力を受けて、供給ローラ４４Ｙからトナー搬送基板１Ｙの被供給領域に転移する。そして、トナー搬送基板１Ｙ上の進行電界とスイッチバック電界との繰り返しにより、トナー搬送基板１Ｙの曲面に沿ってホッピングしながら、相対的に図中時計回り方向に搬送され、搬送領域（Ｒ１）を経由してから現像領域（Ｒ２）に進入して現像に寄与する。
【０１００】
トナー搬送基板１Ｙの図中下方には、図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転駆動される金属製の回収ローラ４５Ｙが配設されており、トナー搬送基板１Ｙの回収領域（Ｒ３）に対して所定の間隙を介して対向している。現像領域（Ｒ２）で現像に寄与しなかったトナーは、回収領域（Ｒ３）まで進み、回収バイアスが印加される回収ローラ４５Ｙの表面に静電的に吸着される。
【０１０１】
回収バイアスとしては、各搬送電極に印加される３相パルス電圧とは逆極性の直流電圧を採用している。本第２実施形態では、０〜＋１００［Ｖ］程度の回収バイアスを回収ローラ４５Ｙに印加している。
【０１０２】
回収ローラ４５Ｙとトナー搬送基板１との間のギャップについては、５０〜１０００［μｍ］、好ましくは１５０〜４００［μｍ］とし、Ｙトナーの基板上におけるホッピング高さよりも小さくすることが望ましい。本第２実施形態では、４００［μｍ］程度に設定している。
【０１０３】
回収ローラ４５Ｙの表面に吸着したＹトナーは、回収ローラ４５Ｙに当接する掻き取りブレード４６Ｙによってローラ表面から掻き取られた後、重力によってトナー収容部に戻る。
【０１０４】
回収領域（Ｒ３）においては、図示のように、トナー搬送基板１上におけるＹトナーの搬送方向と、回収ローラ４５Ｙの表面移動方向とを互いに同方向に設定している。そして、トナー搬送基板１上におけるトナーの平均搬送速度ｖｔと、回収ローラ４５Ｙの表面移動速度ｖｋとを、「ｖｔ≦ｖｋ」という条件を具備するように設定している。このような設定では、回収領域（Ｒ３）に向けて搬送されてくるトナーに対して、回収ローラ４５Ｙの無端移動する表面の全領域のうち、トナーを付着させていない無垢の領域を対面させる。これにより、トナーのスイッチバックに起因してトナーの搬送密度を比較的高く設定していても、回収領域（Ｒ３）に搬送されてくるトナーを回収部材の無垢の領域に良好に付着させて、トナーの回収不良の発生を抑えることができる。
【０１０５】
本発明者らは、上述の速度比（平均搬送速度ｖｔ／回収部材の表面移動速度ｖｋ）を様々な値に変化させながら、各速度比におけるトナーの回収率を調べる実験を行った。この結果を図２１に示す。なお、回収率とは、回収部材の表面に回収したトナーの量を、回収領域（Ｒ３）に進入したトナーの量で除算した値である。図示のように、速度比を１よりも大きくすると、その増加に伴って回収率が徐々に低下していくことがわかる。回収部材に供給される単位面積たりのトナー量の増加に伴って、トナーが何層にも重なって回収部材表面に付着するようになる結果、十分量のトナーが回収されなくなるからである。これに対し、速度比を１以上にすると、トナーをほぼ１００［％］の回収率で回収し得ることがわかる。なお、図中の一点鎖線よりも右側の領域では、回収部材の表面に対してトナーが何層も重なって付着することになる。
【０１０６】
本画像形成装置においても、トナー搬送基板１上でトナーを定期的にスイッチバックさせることで、順方向への気流の発生を抑えることができるが、気流の発生を完全に無くすことはできない。どうしても僅かな気流が発生してしまう。本画像形成装置のように、回収ローラ４５Ｙとトナー搬送基板１とを非接触にした場合には、回収ローラ４５Ｙの表面移動方向をＹトナーの搬送方向と同方向にして、回収ローラ４５Ｙ表面に対して僅かな気流を追いかけさせることで、ローラ表面とＹトナーとの対面時間を増加させることが可能になる。そして、これにより、Ｙトナーをより効率良く回収することが可能になる。また、回収ローラ４５Ｙを順方向の気流とは逆方向に表面移動させることによる乱気流の発生を回避することもできる。
【０１０７】
なお、Ｙトナーを用いるＹ用のプロセスユニット８１Ｙだけについて説明したが、他色用のプロセスユニット８１Ｍ，Ｃ，Ｋも同様の構成になっている。
【０１０８】
先に示した図２８において、Ｙプロセスユニット８１Ｙのケーシング背面側には、Ｙ光書き込み装置（８０Ｙ）からのレーザービームＬをケーシング内に入射するためのスリットが設けられている。
【０１０９】
先に示した図２７において、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ光書き込み装置８０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、図示しない半導体レーザー、コリメートレンズ、ポリゴンミラー等の光偏向器、走査結像用光学系等から構成されている。そして、装置外部のパーソナルコンピュータ等のホスト（画像処理装置）から入力される各色用の画像データに応じて変調されたレーザービームを出射する。出射されたレーザービームは、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の感光体２５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを走査して、静電潜像を書き込む。
【０１１０】
画像形成動作が開始されると、各プロセスユニット８１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの感光体２５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋが帯電ローラによって一様帯電せしめられた後、光書き込み装置８０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋから画像データに応じたレーザービームが照射されて静電潜像を担持する。この静電潜像は、現像装置のトナー搬送基板によるＥＴＨ現像により、各色のトナーによって現像され顕像化される。
【０１１１】
各プロセスユニット８１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色の画像形成に同期して、供給カセット８２内の記録紙が給紙ローラ８３によって送り出された後、転写ベルト８４に向けて搬送される。そして、記録紙は無端移動する転写ベルト８４に保持されながら各プロセスユニット８１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋにおける転写部に順次送られる。そして、各転写部で、感光体２５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像が転写体たる転写ベルト８４に重ね合わせて転写される。これにより、記録紙にフルカラー画像が形成される。記録紙は、定着ユニット８７内に送られてフルカラー画像が定着せしめられた後、機外の排紙トレイ８８に向けて排紙される。
【０１１２】
なお、同図において、符号８５が付されているのは、転写ベルト８４を複数のローラによって張架しながら図中時計回り方向に無端移動せしめる転写手段たる転写ユニットを示している。この転写ユニット８５は、転写ベルト８４のループ内側に転写ローラ８６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを有しており、感光体２５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋと転写ローラ８６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋとの間に転写ベルト８４を挟み込んで転写部を形成している。転写ローラ８６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ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る。これにより、各色用の転写部では、感光体２５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋと転写ローラ８６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋとの間に転写電界が形成され、感光体２５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上のトナー像が転写ベルト８４上に転写される。
【０１１３】
転写ユニット８５は、図示のように、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転写ベルト８４を張架している。画像形成装置の筺体には、図示しない開閉扉が設けられており、この開閉扉が開かれた状態で、転写ユニット８５は図中最も下側に位置する張架ローラである従動ローラの回転軸を中心にして、図３０に示すように回動することが可能になっている。この回動により、鉛直方向よりも水平方向にスペースをとる横長の姿勢になると、図示のように各色のプロセスユニット８１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを外部に露出させることができる。各色のプロセスユニット８１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、この状態で、水平方向にスライド移動せしめられることで、画像形成装置本体に対して着脱される。
【０１１４】
図３１は、第２実施形態に係る画像形成装置の変形例装置を示す概略構成図である。この変形例装置は、鉛直方向よりも水平方向にスペースをとる横長の姿勢で張架されながら図中反時計回り方向に無端移動せしめられる転写ベルト８４を備えている。この転写ベルト８４の水平な上部張架面の上方には、４つのプロセスユニット８１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋがベルト移動方向に沿って並ぶように配設されている。
【０１１５】
これらプロセスユニット８１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、使用するトナーの色が異なる点の他が同様の構成になっている。Ｙプロセスユニット８１Ｙを例にすると、これは図３２に示すように、ドラム状の感光体２５Ｙの周囲に、帯電ローラ５１Ｙ、現像装置３０Ｙ、ドラムクリーニング装置４８Ｙ等を有しており、これらを支持体たるケーシングによって一体的に支持している。そして、画像形成装置本体に対して着脱可能になっている。
【０１１６】
各色のプロセスユニット８１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの感光体２５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上で現像されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像は、転写ベルト８４に重ね合わせて転写されて４色トナー像となる。そして、転写ベルト８４の無端移動に伴って、転写ベルト８４のおもて面と、２次転写ローラ８９とが当接する２次転写ニップに送り込まれ、同時にニップに進入してきた記録紙Ｐ上に一括２次転写される。
【０１１７】
次に、本発明を適用した第３実施形態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、第３実施形態に係る画像形成装置の構成は、第１実施形態に係る画像形成装置と同様である。
【０１１８】
図３３は、第３実施形態に係る画像形成装置の現像装置と感光体とを示す拡大構成図である。この画像形成装置の現像装置３０においても、非磁性のＹトナーと磁性粒子とを含む現像剤ではなく、非磁性のＹトナーだけを用いるようになっている。
【０１１９】
円筒状のトナー搬送基板１の図中下方には、回転軸部材の周面に無数の起毛が立設せしられた回収ブラシ４７が配設されており、図示しない駆動手段によって図中都会回り方向に回転駆動される。
【０１２０】
トナー搬送基板１と回収ブラシ４７の対向位置においては、トナー搬送方向と、回収ブラシ４７の表面移動方向とが互いに逆方向になっている。そして、回収ブラシ４７の表面が逆方向に移動することで、順方向への急流の勢いを弱めたり、逆方向の気流を発生させたりする。これにより、回収ブラシ４７との対向位置におけるトナーの滞留時間を引き延ばすことで、トナーの搬送密度が比較的高い場合であってもトナー搬送基板１上からトナーを良好に回収して、回収不良の発生を抑えることができる。
【０１２１】
回収ブラシ４７は、そのブラシの先端側をトナー搬送基板１の回収領域（Ｒ３）に摺擦せしめるように配設されている。この摺擦により、トナーの摩擦帯電を助長する。現像領域（Ｒ２）を通過したトナーは、回収ブラシ４７によってトナー搬送基板１上から機械的に掻き取られながら、トナーとは逆極性の回収バイアスが印加される回収ブラシ４７に転移する。回収領域（Ｒ３）において、回収ブラシ４７をトナーの搬送方向とは逆方向に表面移動させることで、トナーをブラシによって積極的に掻き取ることが可能になっている。これにより、トナーの回収不良をより確実に抑えることができる。
【０１２２】
回収バイアスとしては、各搬送電極に印加される３相パルス電圧とは逆極性の直流電圧を採用している。本第３変形例装置では、０〜＋１００［Ｖ］程度の回収バイアスを回収ブラシ４７に印加している。
【０１２３】
ブラシの先端側に付着したトナーは、ブラシ回転軸線方向に延在しながらブラシに接触するように配設されたフリッカー棒４９によってブラシが弾かれる際の衝撃により、ブラシから除去される。フリッカー棒４９の替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４９によってブラシから除去されたトナーは、自重によってトナー収容部に戻る。
【０１２４】
図３４は、本画像形成装置の変形例装置におけるトナー搬送基板１と搬送電源回路５とを示す拡大構成図である。トナー搬送基板１の回収領域Ｒ３上のトナーを図示しない回収ローラ等の回収部材に付着させるためには、回収領域Ｒ３の各搬送電極に印加される３相パルス電圧の平均電位と、回収部材に印加される回収バイアスとの関係が、トナーを相対的に基板側から回収部材側に移動させる関係である必要がある。例えば、３相パルス電圧の振幅を＋１２０［Ｖ］あるいは−１２０［Ｖ］に設定し、且つ回収バイアスを−８００［Ｖ］に設定すれば、かかる関係を満足することができる。
【０１２５】
一方で、被供給領域Ｒ０には、トナーを供給スリーブ等からトナー搬送基板１に供給するのに適した電界を形成する必要があり、かかる電界を形成するための３相パルス電圧の条件は、回収領域Ｒ３とは異なってくる。
【０１２６】
そこで、本画像形成装置においては、図示のように、トナー搬送部材１の全領域のうち、被供給領域Ｒ０に配設された電極組（Ａ相搬送電極、Ｂ相搬送電極及びＣ相搬送電極）と、回収領域Ｒ３に配設された電極組とで、互いに異なる条件の３相パルス電圧を印加するように、搬送電源回路５や、リード電極等からなる導通路を構成している。具体的には、搬送電源回路５は、被供給領域Ｒ０に対する３相パルス電圧を専用に出力するための出力部を有しており、ここから３相パルス電圧Ｖａ４、Ｖｂ４、Ｖｃ４を出力する。出力された３相パルス電圧は、リード電極や電線等からなる導通路により、被供給領域Ｒ０内に配設された電極組だけに導かれる。また、搬送電源回路５は、回収領域Ｒ３に対する３相パルス電圧を専用に出力するための出力部も有しており、ここから３相パルス電圧Ｖａ３、Ｖｂ３、Ｖｃ３を出力する。出力された３相パルス電圧は、リード電極や電線等からなる導通路により、回収領域Ｒ３に配設された電極組だけに導かれる。
【０１２７】
かかる構成においては、被供給領域Ｒ０と回収領域Ｒ３とで、３相パルス電圧の条件を異ならせることで、トナーの供給に適した電界を回収領域Ｒ０に形成しつつ、トナーの回収に適した電界を回収領域Ｒ３に形成することができる。
【０１２８】
なお、第１実施形態のように現像剤中のトナーをトナー搬送基板１に供給する構成において、例えば３相パルス電圧の振幅を＋１２０［Ｖ］あるいは−１２０［Ｖ］に設定し、回収バイアスを−８００［Ｖ］に設定し、且つ３相パルス電圧に−６００［Ｖ］を重畳した場合、マイナス帯電性のトナーは回収部材である供給スリーブ表面と静電気的に反発するが、その力は比較的弱いため、供給スリーブ上の磁性粒子に付着させることができる。
【０１２９】
これまで、順方向ｎ相パルス電圧や逆方向ｎ相パルス電圧として、３相のものを出力する例について説明したが、４相以上の繰り返しパルス電圧を出力し、それぞれを電極組における互いに異なる搬送電極に印加するようにしてもよい。
【０１３０】
以上、第１実施形態に係る画像形成装置においては、トナーと磁性粒子とを混合した現像剤を回収部材たる供給スリーブ３６ａの表面に担持させている。かかる構成では、既に述べたように、供給スリーブ３６ａを、トナー搬送基板１上にトナーを供給する供給手段として機能させるとともに、回収部材としても機能させることで、装置の小型化及び低コスト化を図ることができる。
【０１３１】
また、第２実施形態に係る画像形成装置においては、トナー搬送基板１Ｙと、回収部材たる回収ローラ４５Ｙとの対向位置にて、トナー搬送基板１Ｙ上におけるトナーの搬送方向と、回収ローラ４５Ｙの表面移動方向とを互いに同方向にしている。かかる構成では、上述した理由により、回収ローラ４５Ｙを基板に対して非接触に配設した場合に、搬送方向と表面移動方向とを逆方向にする場合よりもトナーを効率良く回収しつつ、回収ローラ４５Ｙを順方向の気流とは逆方向に表面移動させることによる乱気流の発生を回避することができる。
【０１３２】
また、第３実施形態に係る画像形成装置の変形例装置においては、トナー搬送基板１の全領域のうち、トナーの供給を受けるための被供給領域Ｒ０に配設された電極組と、トナーの回収が行われるための回収領域Ｒ３に配設された電極組とで、互いに異なる条件の３相パルス電圧を印加するように、パルス電圧出力手段たる搬送電源回路５、及び導通路を構成している。かかる構成では、既に述べたように、被供給領域Ｒ０と回収領域Ｒ３とで、３相パルス電圧の条件を異ならせることで、トナーの供給に適した電界を回収領域Ｒ０に形成しつつ、トナーの回収に適した電界を回収領域Ｒ３に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３３】
【図１】第１実施形態に係るトナー搬送装置のトナー搬送基板及び搬送電源回路を画像形成装置の感光体とともに示す構成図。
【図２】同トナー搬送基板をおもて面側から示す平面図。
【図３】同トナー搬送基板の図２におけるＡ−Ａ’断面を示す縦断面図。
【図４】同トナー搬送基板の図２におけるＢ−Ｂ’断面を示す横断面図。
【図５】同トナー搬送基板の図２におけるＣ−Ｃ’断面を示す横断面図。
【図６】同トナー搬送基板の図２におけるＤ−Ｄ’断面を示す横断面図。
【図７】同トナー搬送基板の各搬送電極に印加されるＡ相パルス電圧Ｖａ、Ｂ相パルス電圧Ｖｂ、Ｃ相パルス電圧Ｖｃを示す波形図。
【図８】同トナー搬送基板と、それの各搬送電極に印加される電圧の状態とを示す模式図。
【図９】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、それぞれ同トナー搬送基板上におけるトナーの挙動を説明するための模式図。
【図１０】同トナー搬送装置の電気回路の一部を示すブロック図。
【図１１】同トナー搬送基板の被供給領域や回収領域にある各搬送電極に印加される３相の繰り返しパルス電圧Ｖａ１，Ｖｂ１，Ｖｃ１を示す波形図。
【図１２】同トナー搬送基板の現像領域にある各搬送電極に印加される３相の繰り返しパルス電圧Ｖａ２，Ｖｂ２，Ｖｃ２を示す波形図。
【図１３】図１２とは別のタイミングの繰り返しパルス電圧Ｖａ２，Ｖｂ２，Ｖｃ２を示す波形図。
【図１４】同トナー搬送基板上に形成される進行電界の進行方向（水平方向）における電界強度ＴＥと、高さ方向における電界強度ＨＥとの関係を示すグラフ。
【図１５】進行方向の電界強度ＴＥと電極幅Ｌと電極間隙Ｇとの関係を示すグラフ。
【図１６】高さ方向の電界強度ＨＥと電極幅Ｌと電極間隙Ｇとの関係を示すグラフ。
【図１７】同トナー搬送基板の表面層の厚さと、進行方向の電界強度ＴＥとの関係を示すグラフ。
【図１８】同表面層の厚みが５［μｍ］である場合の相同ナー搬送基板上における電界の状態を示す模式図。
【図１９】同表面層の厚みが３０［μｍ］である場合の相同ナー搬送基板上における電界の状態を示す模式図。
【図２０】同トナー搬送装置の搬送電源回路によって出力される繰り返しパルス電圧Ｖａ２、Ｖｂ２、Ｖｃ２の波形を示す波形図。
【図２１】速度比（平均搬送速度ｖｔ／回収部材の表面移動速度）と、トナーの回収率との関係を示すグラフ。
【図２２】第１実施形態に係る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２３】同画像形成装置の感光体とトナー搬送基板と供給ロールとを示す模式図。
【図２４】同トナー搬送基板と供給ロールとの対向部を示す拡大模式図。
【図２５】同画像形成装置を示す概略構成図。
【図２６】第２実施形態に係る画像形成装置における３相パルス電圧のパルス電圧Ｖａ２、Ｖｂ２、Ｖｃ２の波形を示す波形図。
【図２７】同画像形成装置を示す概略構成図。
【図２８】同画像形成装置におけるＹ用のプロセスユニットを示す拡大構成図。
【図２９】同プロセスユニットの感光体及び現像装置を示す拡大構成図。
【図３０】転写ユニットを待避位置まで回動させた状態の同画像形成装置を示す概略構成図。
【図３１】同画像形成装置の変形例装置を示す概略構成図。
【図３２】同変形例装置におけるＹ用のプロセスユニットを示す拡大構成図。
【図３３】第３実施形態に係る画像形成装置における現像装置と感光体とを示す拡大構成図。
【図３４】同画像形成装置の変形例装置におけるトナー搬送基板と搬送電源回路とを示す拡大構成図。
【符号の説明】
【０１３４】
１：トナー搬送基板（トナー搬送部材）
１ａ：基体
１ｂＡ：Ａ相搬送電極
１ｂＢ：Ｂ相搬送電極
１ｂＣ：Ｃ相搬送電極
５：搬送電源回路（パルス電圧出力手段）
２５：感光体（潜像担持体）
３６ａ：供給スリーブ（回収部材）
３０：現像装置
４５Ｙ：回収ローラ（回収部材）
４７：回収ブラシ（回収部材）
８１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ：プロセスユニット
８４：転写ベルト（転写体）
８５：転写ユニット（転写手段）
Ｒ０：被供給領域
Ｒ１：搬送領域
Ｒ２：現像領域
Ｒ３：回収領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナー搬送部材の表面上でトナーをホッピングさせながら搬送するトナー搬送装置、並びに、これを用いる現像装置、プロセスユニット及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置として、特許文献１や特許文献２に記載のものが知られている。これら画像形成装置は、所定のピッチで並ぶ複数の搬送電極を有するトナー搬送基板と、このトナー搬送基板における互いに隣り合う搬送電極に対して、互いに位相ずれした繰り返しパルス電圧を印加するパルス電圧印加手段とを有している。そして、その位相ずれした繰り返しパルス電圧の印加により、トナー搬送基板上に進行電界を形成する。トナー搬送基板上のトナーは、進行電界によってホッピングしながら潜像担持体との対向位置である現像領域に向けて搬送される。そして、現像領域に到達すると、潜像担持体の潜像に付着してトナー像を形成する。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３４１６５６号公報
【特許文献２】特開２００４−３３３８４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなホッピング方式の現像を行う画像形成装置においては、文字画像などといった低面積率の画像で現像濃度不足を引き起こし易くなるという不具合があった。本発明者らは、かかる不具合を引き起こす原因について鋭意研究を行ったところ、次のようなことを見出した。即ち、多量のトナー粒子が空気中で放物線状の軌道を描くホッピングを繰り返すと、やがて基板表面の上空に気流が発生し始める。この気流は主に基板表面と平行な方向に勢力を持っており、上空２００［μｍ］程度の領域において最も強くなる。但し、この領域ではトナーに対して十分な強さの進行電界が働くため、トナーは気流の影響をあまり受けることなく、進行電界の電気力線に沿って忠実に進んでいく。これに対し、上空３００［μｍ］以上の領域では、トナーに作用する進行電界の力が弱まるため、トナーは本来の軌道よりも気流方向に流されながら進む。現像領域では、基板表面から少なくとも４００［μｍ］程度離れている潜像担持体の表面近傍において、トナーがこのように流されながら進むことになる。潜像担持体の表面に高面積率のベタ潜像が形成されている場合には、トナーに対してベタ潜像による電界が十分に作用するため、トナーは気流に逆らいながら進んでベタ潜像に付着することができる。ところが、文字潜像などといった低面積率の潜像の場合には、トナーに対して、潜像による電界と、潜像周囲の大きな非画像部による電界との両方が作用する。そして、前者の電界が支配的になっている潜像近傍にトナーを留めようとする静電気力よりも、後者の電界が支配的になっている非画像部近傍にトナーを押し流そうとする気流の力が勝ってしまい易くなる。このことが、低面積率の画像で現像濃度不足を引き起こし易くなる原因となっていることがわかった。
【０００５】
そこで、本発明者らは、進行電界の向きを順方向と逆方向とで交互に切り換えることでトナーを定期的にスイッチバックさせつつ、相対的に順方向に搬送するという新規な構成を備えた画像形成装置を開発中である。かかる構成では、トナーを定期的にスイッチバックさせることで順方向への気流の発生を抑えて、低面積率の画像における現像濃度不足の発生を抑えることができる。
【０００６】
しかしながら、この画像形成装置においては、トナー搬送基板からのトナーの回収が不十分になり易くなるという新たな問題が発生してしまった。具体的には、ホッピング方式の現像を行う画像形成装置においては、トナー搬送基板の被供給領域に対して、トナー供給ローラなどによってトナーを供給する。そして、被供給領域に供給したトナーを、トナー搬送基板上で現像領域に向けてホッピングさせながら搬送し、現像領域で潜像担持体の潜像に付着させる。更に、現像に寄与しなかったトナーについては、現像領域から回収領域に向けて搬送し、回収領域で回収ローラ表面に付着させるなどして回収する。回収ローラ表面に付着したトナーは、掻き取りブレードで掻き取られるなどして、回収ローラ表面から除去される。かかる構成において、上述のようにしてトナーをスイッチバックさせながら搬送すると、スイッチバックさせない場合に比べてトナー搬送速度が遅くなる。このため、基板上における単位面積あたりのトナー搭載量を多くする、即ちトナー搬送密度を高くすることで、現像領域へのトナーの搬送量不足を回避する必要が出てくる。すると、回収ローラ等の回収部材によるトナーの回収が間に合わなくなって、トナーの回収が不十分になってしまうのである。
【０００７】
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、次のようなトナー搬送装置、並びにこれを用いる現像装置、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、トナー搬送方向への勢力をもつ気流をトナー搬送部材の上空に発生させることによる現像濃度不足の発生を抑えつつ、トナーの回収不良の発生を抑えることができるトナー搬送装置等である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、所定方向における並び順が連続しているｎ（３以上の整数）個の搬送電極からなる電極組が該所定方向に繰り返し配設されたトナー搬送部材と、パルス電圧の出現と消失とが繰り返される繰り返しパルス電圧を、パルス電圧の出現タイミングを互いに同期させないようにｎ相出力するパルス電圧出力手段と、該電極組における個々の搬送電極に対し、ｎ相の繰り返しパルス電圧からなるｎ相パルス電圧における互いに異なる相の繰り返しパルス電圧を導くための導通路と、繰り返しパルス電圧が印加される各搬送電極上に形成された進行電界によって該トナー搬送部材上でホッピングしながら搬送されるトナーを、自らの無端移動する表面に付着させることで該トナー搬送部材上から回収する回収部材とを備えるトナー搬送装置において、上記トナー搬送部材と上記回収部材との対向位置にて、該トナー搬送部材上におけるトナーの搬送方向と、該回収部材の表面移動方向とを互いに逆方向に設定し、該回収部材として、その表面に磁性粒子を担持するものを用い、該トナー搬送部材と、該回収部材に担持される磁性粒子とを接触させるように、該トナー搬送部材及び回収部材を配設した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のトナー搬送装置において、トナーと磁性粒子とを混合した現像剤を上記回収部材の表面に担持させたことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、所定方向における並び順が連続しているｎ（３以上の整数）個の搬送電極からなる電極組が該所定方向に繰り返し配設されたトナー搬送部材と、パルス電圧の出現と消失とが繰り返される繰り返しパルス電圧を、パルス電圧の出現タイミングを互いに同期させないようにｎ相出力するパルス電圧出力手段と、該電極組における個々の搬送電極に対し、ｎ相の繰り返しパルス電圧からなるｎ相パルス電圧における互いに異なる相の繰り返しパルス電圧を導くための導通路と、繰り返しパルス電圧が印加される各搬送電極上に形成された進行電界によって該トナー搬送部材上でホッピングしながら搬送されるトナーを、自らの無端移動する表面に付着させることで該トナー搬送部材上から回収する回収部材と、該回収部材の表面からトナーを除去する除去手段とを備えるトナー搬送装置において、上記ｎ相パルス電圧として、トナーを上記トナー搬送部材上で順方向に搬送するための順方向ｎ相パルス電圧と、逆方向に搬送するための逆方向ｎ相パルス電圧とを交互に切り換えて出力させるように、上記パルス電圧出力手段を構成するとともに、該トナー搬送部材と上記回収部材との対向位置にて、該トナー搬送部材上におけるトナーの搬送方向と、該回収部材の表面移動方向とを互いに同方向に設定し、且つ該トナー搬送部材上におけるトナーの平均搬送速度ｖｔと、上記回収部材の表面移動速度ｖｋとを、「ｖｔ≦ｖｋ」という条件を具備するように設定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、所定方向における並び順が連続しているｎ（３以上の整数）個の搬送電極からなる電極組が該所定方向に繰り返し配設されたトナー搬送部材と、パルス電圧の出現と消失とが繰り返される繰り返しパルス電圧を、パルス電圧の出現タイミングを互いに同期させないようにｎ相出力するパルス電圧出力手段と、該電極組における個々の搬送電極に対し、ｎ相の繰り返しパルス電圧からなるｎ相パルス電圧における互いに異なる相の繰り返しパルス電圧を導くための導通路と、繰り返しパルス電圧が印加される各搬送電極上に形成された進行電界によって該トナー搬送部材上でホッピングしながら搬送されるトナーを、自らの無端移動する表面に付着させることで該トナー搬送部材上から回収する回収部材と、該回収部材の表面からトナーを除去する除去手段とを備えるトナー搬送装置において、上記ｎ相パルス電圧として、トナーを上記トナー搬送部材上で順方向に搬送するための順方向ｎ相パルス電圧と、逆方向に搬送するための逆方向ｎ相パルス電圧とを交互に切り換えて出力させるように、上記パルス電圧出力手段を構成するとともに、該トナー搬送部材と上記回収部材との対向位置にて、該トナー搬送部材上におけるトナーの搬送方向と、該回収部材の表面移動方向とを互いに逆方向に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３のトナー搬送装置において、上記トナー搬送部材と上記回収部材とを互いに接触させ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１乃至５の何れかのトナー搬送装置において、上記トナー搬送部材の全領域のうち、トナーの供給を受けるための被供給領域に配設された上記電極組と、トナーの回収が行われるための回収領域に配設された上記電極組とで、互いに異なる条件のｎ相パルス電圧を印加するように、上記パルス電圧出力手段及び導通路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、トナー搬送部材の表面上でトナーをホッピングさせながら搬送するトナー搬送装置により、トナーを潜像担持体との対向位置に搬送して該潜像担持体上の潜像を現像する現像装置において、上記トナー搬送装置として、請求項１乃至６の何れかのトナー搬送装置を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体に担持される潜像をトナーによって現像する現像手段とを備える画像形成装置における、該潜像担持体及び現像装置を１つのユニットとして共通の支持体に支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７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９の発明は、潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体に担持される潜像をトナーによって現像する現像手段とを備える画像形成装置において、上記現像手段として、請求項７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、請求項９の画像形成装置において、上記潜像担持体と上記現像装置との組合せを複数設けるとともに、それぞれの潜像担持体上で得られたトナー像を転写体に重ね合わせて転写する転写手段を設けたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
これらの発明においては、順方向ｎ相パルス電圧と逆方向ｎ相パルス電圧とを交互に切り換えてトナー搬送部材上でトナーを定期的にスイッチバックさせることで、トナー搬送部材の上空にてトナー搬送方向への勢力をもつ気流の発生を抑える。よって、かかる気流をトナー搬送部材の上空で発生させることによる現像濃度不足の発生を抑えることができる。
また、これらの発明において、請求項１の発明特定事項の全てを備えるものでは、回収領域において、回収部材の表面に担持されながら移動する磁性粒子によってトナー搬送部材上のトナーを積極的に掻き取ることで、トナーの搬送密度が比較的高い場合であってもトナー搬送部材上からトナーを良好に回収して、回収不良の発生を抑えることができる。
また、請求項３の発明特定事項の全てを備えるものでは、回収ローラなどといった回収部材の表面移動速度ｖｋを、トナー搬送部材上で順方向の進行とスイッチバックとを繰り返すトナーの平均搬送速度ｖｔ以上に設定することで、次のことが可能になる。即ち、回収領域に向けて搬送されてくるトナーに対して、回収部材の無端移動する表面の全領域のうち、トナーを付着させていない無垢の領域を対面させることが可能になる。かかる構成では、トナーの搬送密度が比較的高い場合であっても、回収領域に搬送されてくるトナーを回収部材の無垢の領域に良好に付着させて、トナーの回収不良の発生を抑えることができる。
また、請求項４の発明特定事項の全てを備えるものでは、トナー搬送部材と回収部材との対向位置にて、回収部材の表面をトナーの搬送方向とは逆方向に移動させることで、順方向への急流の勢いを弱めたり、逆方向の気流を発生させたりする。これにより、回収部材との対向位置におけるトナーの滞留時間を引き延ばすことで、トナーの搬送密度が比較的高い場合であってもトナー搬送部材上からトナーを良好に回収して、回収不良の発生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】
【００１０】
以下、本発明を適用したトナー搬送装置の第１実施形態について説明する。
図１は、本第１実施形態に係るトナー搬送装置のトナー搬送基板１及び搬送電源回路５を、画像形成装置の感光体２５とともに示す構成図である。同図において、トナー搬送部材たるトナー搬送基板１は、基体１ａ、複数の搬送電極１ｂ、表面層１ｃなどを有している。板状の基体１ａは絶縁性材料が板状に形成されたものである。複数の搬送電極１ｂは、それぞれ短冊状の形状をしており、同図において、長手方向を図紙面に直交する方向に延在させる姿勢で、図中左右方向に所定のピッチで並ぶように基体１ａの表面に形成されている。表面層１ｃは、絶縁性材料からなり、基体１ａの非電極形成面や複数の搬送電極１ｂの表面を覆っている。
【００１１】
それぞれの搬送電極１ｂに対しては、基板上に進行電界を形成するためのｎ相（例えば３相）の繰り返しパルス電圧が搬送電源回路３によって印加される。具体的には、複数の搬送電極２のうち、潜像担持体たる感光体２５との対向領域で且つ感光体２５に比較的近い領域である現像領域Ｒ２に位置するものに対しては、３相の繰り返しパルス電圧であるＶａ２〜Ｖｃ２が印加される。また、それ以外の搬送電極１ｂに対しては、３相の繰り返しパルス電圧であるＶａ１〜Ｖｃ１が印加される。なお、現像領域Ｒ２よりもトナー搬送方向上流側の基板領域は、トナー搬送基板１上のトナーＴを現像領域Ｒ２に向けて搬送するための搬送領域Ｒ１となっている。また、現像領域Ｒ２よりもトナー搬送方向下流側の基板領域は、感光体１の表面に過剰に付着したトナーＴをトナー搬送基板１に回収する回収領域Ｒ３となっている。
【００１２】
トナー搬送基板１上のトナーＴは、各搬送電極１ｂに繰り返しパルス電圧が印加されることによって基板上に形成される進行電界により、基板上でホッピングしながら図中右側から左側へと搬送されていく。これにより、搬送領域Ｒ１内に存在するトナーＴが搬送領域Ｒ１内から現像領域Ｒ２に向けて搬送され、現像領域Ｒ２内に進入する。現像領域Ｒ２では、トナー搬送基板１の上方に、図示しない駆動手段によって回転駆動されるドラム状の感光体２５がトナー搬送基板１と所定の間隙を介して対向するように配設されている。そして、ホッピングによって感光体２５にある程度近づいたトナーＴに対し、周知の電子写真プロセスによって感光体２５の表面に形成された静電潜像による電界が作用して、トナーＴが静電潜像に付着する。このとき、感光体２５の非画像部（地肌部）上にはトナーＴを静電反発させる電界が形成されているため、殆どのトナーＴは非画像部に付着せずに、静電潜像だけに選択的に付着する。このような選択的なトナーＴの付着により、感光体２５上の静電潜像がトナー像に現像される。
【００１３】
現像領域Ｒ２内では、このようにしてトナーＴの一部が現像に寄与しながら、残りがホッピングの繰り返しによって図中右側から左側へと搬送されていき、現像領域Ｒ２を通過して回収領域Ｒ３に進入する。
【００１４】
回収領域Ｒ３では、感光体２５の非画像部電位と、各搬送電極１ｂのパルス電位との関係により、ホッピングしたトナーＴを非画像部からトナー搬送基板１に向けて静電移動させる電界が形成される。これにより、非画像部上に付着してしまったトナーＴがトナー搬送基板１に回収される。
【００１５】
図２は、トナー搬送基板１をおもて面側から示す平面図である。また、図３は、トナー搬送基板１の図２におけるＡ−Ａ’断面を示す縦断面図である。また、図４は、トナー搬送基板１の図２におけるＢ−Ｂ’断面を示す横断面図である。また、図５は、トナー搬送基板１の図２におけるＣ−Ｃ’断面を示す横断面図である。また、図６は、トナー搬送基板１の図２におけるＤ−Ｄ’断面を示す横断面図である。なお、図２や図３における矢印Ｘは、トナーの搬送方向を示している。以下、これらの図を用いながら、トナー搬送基板１の構成について詳述する。
【００１６】
トナー搬送基板１の複数の搬送電極１ｂは、Ａ相搬送電極１ｂＡと、これに対してトナー搬送方向下流側で隣り合うＢ相搬送電極１ｂＢと、これに対してトナー搬送方向下流側で隣り合うＣ相搬送電極１ｂＣとからなる電極組が、トナー搬送方向に繰り返し並ぶように配設されたものである。これら搬送電極１ｂの表面には、上述したように、絶縁性の表面層１ｃが形成されている。
【００１７】
搬送電極１ｂの長手方向の両端部には、それぞれトナー搬送方向に延在するリード電極が接続されている。このリード電極は、Ａ相用、Ｂ相用、Ｃ相用のものがあり、Ａ相用のものは、複数のＡ相搬送電極１ｂＡに接続され、搬送電源回路（５）からＡ相の繰り返しパルス電圧であるＡ相パルス電圧の印加を受けながら、それを各Ａ相搬送電極１ｂＡに導く。また、Ｂ相用のものは、複数のＢ相搬送電極１ｂＢに接続され、搬送電源回路からＢ相の繰り返しパルス電圧であるＢ相パルス電圧の印加を受けながら、それを各Ｂ相搬送電極１ｂＢに導く。また、Ｃ相用のものは、複数のＣ相搬送電極１ｂＣに接続され、搬送電源回路からＣ相の繰り返しパルス電圧であるＣ相パルス電圧の印加を受けながら、それを各Ｃ相搬送電極１ｂＣに導く。但し、上述のように、図１に示した現像領域Ｒ２における搬送電極１ｂに対しては、それぞれ搬送領域Ｒ１や回収領域Ｒ３においける搬送電極とは異なる３相の繰り返しパルス電圧（Ｖａ２、Ｖｂ２、Ｖｃ２）が印加される。このため、Ａ相用のリード電極には、搬送領域Ｒ１や回収領域Ｒ３の各Ａ相搬送電極１ｂＡに接続される搬送用Ａ相リード電極２Ａと、現像領域Ｒ２の各Ａ相搬送電極１ｂＡに接続される現像用Ａ相リード電極３Ａとがある。また、Ｂ相やＣ相も同様にして、搬送用Ｂ相リード電極２Ｂ、現像用Ｂ相リード電極３Ｂ、搬送用Ｃ相リード電極２Ｃ、現像用Ｃ相リード電極３Ｃがある。
【００１８】
基体１ａの非電極形成面や各搬送電極１ｂと、表面層１ｃとの間には中間層１ｄが形成されている。この中間層１ｄ材料は、表面層１ｃと同じであってもよいし、異なってもよい。Ａ相搬送電極１ｂＡと、Ｂ相やＣ相のリード電極（２Ｂ、２Ｃ、３Ｂ、３Ｃ）との間にこの中間層１ｄが介在することにより、両者間での絶縁性が確保されている。また、Ｂ相搬送電極１ｂＢと、Ａ相やＣ相のリード電極との間にも中間層１ｄが介在しており、これによって両者間での絶縁性が確保されている。また、Ｃ相搬送電極１ｃＣも同様にして、Ａ相やＢ相のリード電極との間の絶縁性が確保されている。
【００１９】
なお、各リード電極には、パルス電圧出力手段たる搬送電源回路（５）からの配線を接続するための図示しない入力端子が設けられている。この入力端子をリード電極と同じ層に設け、基体１ａに設けたスルーホールに配線を通して入力端子に接続してもよいし、入力端子を中間層１ｄの上に設け、表面層１ｃに設けたスルーホールに配線を通して入力端子に接続してもよい。
【００２０】
基体１ａとしては、ガラス、樹脂、セラミックスなどの絶縁性材料からなる基板、ステンレスなどの導電性材料からなる基板にＳｉＯ２等の絶縁膜を形成した基板、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。
【００２１】
搬送電極１ｂは、基体１ａ上にＡｌ、Ｎｉ−Ｃｒ等の導電性材料を０．１〜１０［μｍ］（好ましくは０．５〜２．０μｍ）の厚みで成膜したものが、フォトリソグラフィー技術などによって所要の電極パターン形状に加工されたものである。搬送電極１ｂのトナー搬送方向Ｘにおける幅Ｌ（図３参照）については、トナーＴの平均粒径の１倍以上２０倍以下とし、かつ、搬送電極間の間隙Ｇを同様の長さにすることが望ましい。
【００２２】
表面層１ｃとしては、例えばＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＴｉＯ４、ＳｉＯＮ、ＢＮ、ＴｉＮ、Ｔａ２Ｏ５などの材料が０．５〜１０［μｍ］（好ましくは０．５〜３μｍ）の厚みで成膜されたものである。これらの材料に代えて、ＳｉＮ、Ｂｎ、Ｗなどの無機ナイトライド化合物を用いてもよい。特に、表面水酸基が増えるとトナーの帯電量が搬送途中で下がる傾向にあるので、表面水酸基（ＳｉＯＨ、シラトール基）の少ない無機ナイトライド化合物が好ましい。
【００２３】
かかる構成のトナー搬送基板１における複数の搬送電極１ｂに対し、搬送電源回路５から繰り返しパルス電圧を出力すると、基板上に進行電界が形成される。そして、トナー搬送基板１上のトナーはこの進行電界による静電気力によってホッピングする。繰り返しパルス電圧は、例えば、図７や図８に示すように、正（＋）又は負（−）の値の矩形パルス波を所定の周期で立ち上がらせるＡ相パルス電圧Ｖａ、Ｂ相パルス電圧Ｖｂ、Ｃ相パルス電圧Ｖｃであって、互いの位相がそれぞれずれているものである。Ａ相パルス電圧Ｖａ、Ｂ相パルス電圧Ｖｂ、Ｃ相パルス電圧Ｖｃは、Ａ相搬送電極１ｂＡ、Ｂ相搬送電極１ｂＢ、Ｃ相搬送電極１ｂＣに印加される。
【００２４】
例えば、Ｂ相搬送電極１ｂＢの上に負帯電性のトナーＴがあったとする。そして、時刻Ｔ１において、Ａ相パルス電圧Ｖａを受けるＡ相搬送電極１ｂＡと、Ｂ相パルス電圧Ｖｂを受けるＢ相搬送電極１ｂＢとが「０Ｖ（Ｇ）」になり、且つＣ相パルス電圧Ｖｃを受けるＣ相搬送電極１ｂＣが「＋電位」になったとする。すると、Ｂ相搬送電極１ｂＢ上の負帯電性のトナーＴがＣ相搬送電極１ｂＣに向けて静電気的に引き寄せられて、基板面からホッピングする。そして、Ｃ相搬送電極１ｂＣの上に移る。
【００２５】
次に、時刻Ｔ２において、Ａ相搬送電極１ｂＡが「＋電位」になる一方で、Ｂ相搬送電極１ｂＢと、Ｃ相搬送電極１ｃＣとが「０Ｖ（Ｇ）」になったとする。すると、Ｂ相搬送電極１ｂＢとＣ相搬送電極１ｂＣとの間にはＣ相搬送電極１ｂＣ上のトナーＴに対する反発電界が形成されるとともに、Ｃ相搬送電極１ｂＣとＡ相搬送電極１ｃＣとの間には同トナーＴに対する吸引電界が形成される。これにより、Ｃ相搬送電極１ｂＣ上のトナーＴがＡ相搬送電極１ｂＡに向けてホッピングして、Ａ相搬送電極１ｂＡ上に移る。
【００２６】
更に、時刻Ｔ３において、Ａ相搬送電極１ｂＡとＣ相搬送電極１ｂＣとがそれぞれ「０Ｖ（Ｇ）」になる一方で、Ｂ相搬送電極１ｂＢが「＋電位」になったとする。すると、Ｃ相搬送電極１ｂＣとＡ相搬送電極１ｂＡとの間にはＡ相搬送電極１ｂＡ上のトナーＴに対する反発電界が形成されるとともに、Ａ相搬送電極１ｂＡとＢ相搬送電極１ｂＢとの間には同トナーに対する吸引電界が形成される。これにより、Ａ相搬送電極１ｂＡ上のトナーＴがＢ相搬送電極１ｂＢに向けてホッピングして、Ｂ相搬送電極１ｂＢ上に移る。以上のような反発電界の出現及び消失と、吸引電界の出現及び消失とが繰り返される進行電界がトナー搬送基板１上に形成されるのである。
【００２７】
トナー搬送基板１上のトナーの動きをより具体的に説明すると、図９（ａ）に示すように、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相の搬送電極１ｂが何れも０Ｖ（Ｇ）の状態でトナー搬送基板１上に負帯電性のトナーＴが載っているとする。この状態から、図９（ｂ）に示すようにＡ相搬送電極（Ａ）だけが「＋電位」になると、Ｃ相搬送電極（Ｃ）上のトナーＴはＡ相搬送電極（Ａ）に向けて静電吸引されてホッピングし、Ａ相搬送電極（Ａ）の上に移る。次に、図９（ｃ）に示すように、Ｂ相搬送電極（Ｂ）だけが「＋電位」になると、Ｂ相搬送電極（Ｂ）上のトナーＴは、Ａ相搬送電極（Ａ）側から反発力を受けるとともに、Ｃ相搬送電極（Ｃ）側から吸引力を受ける。これにより、Ｂ相搬送電極（Ｂ）上のトナーは、Ｃ相搬送電極（Ｃ）に向けて基板面からホッピングして、Ｃ相搬送電極（Ｃ）上に移る。更に、図９（ｄ）に示すように、Ｃ相搬送電極（Ｃ）だけが「＋電位」になると、Ｃ相搬送電極（Ｃ）上のトナーＴは、Ｂ相搬送電極（Ｂ）側から反発力を受けるとともに、Ａ相搬送電極（Ａ）側から吸引力を受ける。これにより、Ｃ相搬送電極（Ｃ）上のトナーは、Ａ相搬送電極（Ａ）に向けて基板面からホッピングして、Ａ相搬送電極（Ａ）上に移る。
【００２８】
なお、図８や図９により、トナーＴとして負帯電性のものを用い、且つ、繰り返しパルス電圧として正極性のものを電極に印加した例について説明したが、その逆に、正帯電性のトナーＴと、負極性の繰り返しパルス電圧との組み合わせを採用してもよい。また、正又は負帯電性のトナーＴと、これと同極性の繰り返しパルス電圧との組み合わせを採用してもよい。
【００２９】
図１０は、本第１実施形態に係るトナー搬送装置の電気回路の一部を示すブロック図である。同図において、搬送電源回路５は、パルス信号を生成出力するパルス信号発生回路６、一般用Ａ相波形増幅器７Ａ、一般用Ｂ相波形増幅器７Ｂ、一般用Ｃ相波形増幅器７Ｃ、現像用Ａ相波形増幅器８Ａ、現像用Ｂ相波形増幅器８Ｂ、現像用Ｃ相波形増幅器８Ｃなどを有している。
【００３０】
パルス信号発生回路６は、例えばロジックレベルの入力パルスを受けて、互いに１２０°に位相ずれした２組みパルスで、次段の波形増幅器７Ａ，Ｂ，Ｃ、（Ａ，Ｂ，Ｃに含まれる図示しないスイッチング手段、例えばトランジスタを駆動して１００［Ｖ］のスイッチングを行うことができるレベルの出力電圧１０〜１５Ｖのパルス信号を生成して出力する。
【００３１】
パルス発生回路６から発せられた一般用のＡ相パルス波，Ｂ相パルス波，Ｃ相パルス波は、一般用Ａ相波形増幅器７Ａ，一般用Ｂ相波形増幅器７Ｂ，一般用Ｃ相波形増幅器７Ｃによって増幅されて、一般用のＡ相パルス電圧Ｖａ１，Ｂ相パルス電圧Ｖｂ１，Ｃ相パルス電圧Ｖｃ１となる。そして、トナー搬送基板（１）における搬送領域（Ｒ１）や回収領域（Ｒ３）に存在する一般用のＡ相，Ｂ相，Ｃ相搬送電極に印加される。また、パルス発生回路６から発せられた現像用のＡ相パルス波，Ｂ相パルス波，Ｃ相パルス波は、現像用Ａ相波形増幅器８Ａ，現像用Ｂ相波形増幅器８Ｂ，現像用Ｃ相波形増幅器８Ｃによって増幅されて、現像用のＡ相パルス電圧Ｖａ２，Ｂ相パルス電圧Ｖｂ２，Ｃ相パルス電圧Ｖｃ２となる。そして、トナー搬送基板（１）における現像領域（Ｒ２）に存在する現像用のＡ相，Ｂ相，Ｃ相搬送電極に印加される。
【００３２】
一般用のＡ相波形増幅器７Ａ，Ｂ相波形増幅器７Ｂ，Ｃ相波形増幅器７Ｃは、パルス発生回路６から発せられたパルス波を、例えば図１１に示すように、各相の＋１００［Ｖ］の印加時間ｔａを繰り返し周期ｔｆの１／３である約３３％にした（これを「搬送電圧パターン」という）３相のパルス電圧Ｖａ１，Ｖｂ１，Ｖｃ１に変換する。また、現像用のＡ相波形増幅器８Ａ，Ｂ相波形増幅器８Ｂ，Ｃ相波形増幅器８Ｃは、例えば図１２又は図１３に示すように、各相の＋１００［Ｖ］又は０］Ｖ］の印加時間ｔａを繰り返し周期ｔｆの２／３である約６７％にした（これを「ホッピング電圧パターン」という）３相の繰り返しパルス電圧（Ｖａ２，Ｖｂ２，Ｖｃ２）に変換する。このような搬送電圧パターンやホッピング電圧パターンにより、トナー搬送基板上でトナーＴをホッピングさせるＥＴＨ現象を生起せしめる。
【００３３】
ＥＴＨ現像とは、現像ローラや現像スリーブなどといった表面を無端移動させる現像剤担持体上からのトナーのスモーク化あるいはクラウド化を意味するのではなく、表面移動しないトナー搬送部材の表面上でトナーのホッピングによる波移動が発生する現象を意味する。この波移動により、トナーを搬送領域（Ｒ１）から現像領域（Ｒ２）に向けて搬送することができる。また、現像領域（Ｒ１）において、ホッピングしたトナーを潜像担持体の潜像に対しては現像担持体に向かわせる一方で、非画像部に対してはトナー搬送部材に向かわせる電界を形成することができる。
【００３４】
例えば、図１３に示したホッピング電圧パターンのように、０〜−１００Ｖで遷移するパルス状電圧波形を採用した場合、潜像担持体上の非画像部電位を−１００Ｖより低くしたときには、現像領域（Ｒ１）でホッピングしたトナーを潜像の付近で潜像に向かわせる一方で、非画像部の付近で基板に向かわせる。非画像部の電位を−１５０Ｖや−１７０Ｖにすると、トナー非画像部の近くでトナーを非画像部に向かわせてしまう。
【００３５】
また、ホッピング電圧パターンの繰り返しパルス電圧が２０Ｖ〜−８０Ｖで遷移するパルス波形を採用した場合、潜像の電位を約０Ｖ、非画像部の電位を−１１０Ｖにすると、繰り返しパルス電圧のローレベルの電位が潜像電位と非画像部電位との間になる。このため、同様にして、現像領域（Ｒ１）でホッピングしたトナーを潜像の付近で潜像に向かわせる一方で、非画像部の付近で基板に向かわせる。
【００３６】
このように、繰り返しパルス電圧のローレベルの電位を潜像電位と非画像部電位との間の値にすることで、潜像に対してトナーを吸引付着させる一方で、非画像部に対してはトナーを反発させることができる。ホッピングによってある程度まで潜像担持体に近づいたトナーに対しては、進行電界が及ばないので、そのトナーを容易に潜像に向けて飛翔させることができ、高い画像品質が得られる現像を低電圧で行うことができる。
【００３７】
これに対し、現像ローラなどの表面移動する現像剤担持体を用いるいわゆるジャンピング現像方式では、現像剤担持体の表面に付着しているトナーをそこから離脱させるためには、トナーと現像剤担持体との付着力を超える静電気力を作用させる必要がある。しかも、離脱させたトナーを潜像担持体の潜像に向けて引き寄せるとともに、非画像部と反発させる必要がある。このような条件では、現像担持体にＤＣ６００〜９００Ｖもの現像バイアスをかけなければならない。これに対し、ＥＴＨ現象を利用すると、前述の条件を進行電界の領域外で具備させればよいので、進行電界の強さとしては、トナーと現像剤担持体との付着力を超える静電気力を作用させ得るレベルであればよい。このため、搬送電極に印加する繰り返しパルス電圧の振幅を｜１５０〜１００｜Ｖ以下の低電圧にしても、トナーを潜像に対して選択的に付着させることが可能になる。また、ＯＰＣ感光体等の潜像担持体における潜像と非画像部との電位差もジャンピング方式のような大きな値にする必要がないため、非画像部電位を相当に小さくすることが可能になる。これにより、潜像担持体の表面を非画像部電位に一様帯電させる際に発生するオゾンやＮＯｘの量を非常に少なくして、環境に優しく且つ潜像担持体の寿命低下を抑えた現像を行うことができる。
【００３８】
例えば、潜像担持体として、表面のＣＴＬ(Charge Transport Layer)の厚さが１５［μｍ］で且つその比誘電率εが３程度であるＯＰＣ感光体を使用し、トナーの電荷密度を１０−３〜−４［Ｃ／ｍ２］にした場合、ＥＴＨ現象を利用すれば、各搬送電極に対して、０〜−１００Ｖ、デューティー５０％の繰り返しパルス電圧を印加すればよい。すると、繰り返しパルス電圧の値は平均で−５０Ｖとなり、負に帯電しているトナーであれば、トナーの潜像に対する選択的な付着が可能になる。搬送電極に印加する繰り返しパルス電位の平均値（平均値電位）を潜像担持体の潜像電位と非画像部電位との間の電位に設定することで、潜像担持体の潜像の画像部に対してはトナーが潜像担持体側に向かい、非画像部に対してはトナーが搬送基板側に向かう電界を発生させることができる。
【００３９】
なお、トナー搬送基板とＯＰＣ感光体とのギャップ（間隔）については、０．２〜０．３［ｍｍ］程度にすればよい。トナーの帯電量Ｑ／Ｍ、パルス電圧の大きさ、ＯＰＣ感光体の表面線速などによっても異なるが、負帯電性のトナーの場合、ＯＰＣ感光体の非画像部電位が−３００Ｖ以下、更には−１００Ｖ以下であっても十分に現像を行うことができる。正帯電性のトナーの場合には、非画像部の電位が＋電位となる。
【００４０】
また、繰り返しパルス電圧としては、図示のような矩形波のものの他、ｓｉｎ波（サインカーブ）や三角波などを採用してもよい。繰り返しパルス電圧のＤｕｔｙは、３相の場合で３３．３〜６６．７［％］の範囲、４相の場合で２５〜７５［％］の範囲で調整することが可能である。
【００４１】
先に示した図３において、トナー搬送基板１における電極幅Ｌや電極間隙Ｇは、トナーの搬送効率やホッピング効率に大きく影響する。電極間の真ん中あたりを飛んでいるトナーにはほぼ水平方向の静電気力が作用するのに対し、搬送電極１ｂの真上にあるトナーには、基板面に対して垂直方向及び水平方向の成分をもった静電気力が作用するのであるが、これらの静電気力のバランスが電極幅Ｌや電極間隙Ｇによって左右されるからである。具体的には、搬送電極１ｂの上で且つ電極幅方向の端部付近にあるトナーは、ホッピングにより、隣の搬送電極１ｂを飛び越えることがあるため、電極幅Ｌが大きいと、ホッピング１回あたりにおける移動距離の大きいトナーが増える。これにより、トナーの搬送効率が上がる。但し、電極幅Ｌが大きすぎると、搬送電極１ｂの上で且つ電極幅方向の中央付近における電界強度が不足して、トナーの搬送効率が却って低下することになる。
【００４２】
また、電極間隙Ｇは、電極間の電界強度を左右する。電極間隙Ｇが小さくなるほど、電極間の電界強度が強くなって、ホッピングの初速（勢い）が高まる。しかし、搬送電極１ｂの真上から隣の搬送電極１ｂの真上に移動するトナーでは、ホッピング１回あたりにおける移動距離が短くなるため、駆動周波数を高くしないと所望のトナー搬送効率が得られなくなる。
【００４３】
さらには、搬送電極１ｂの表面を覆う表面層１ｃの厚さは、搬送電極１ｂ上の電界強度を左右する。特に、垂直方向成分の電気力線への影響が大きくなる。
【００４４】
搬送電極１ｂの上には、搬送方向において最低１個のトナーを存在させることが望ましく、そのためには電極幅Ｌをトナーの平均粒径と同等以上に設定する必要がある。電極幅Ｌをこれよりも小さくすると、トナーに作用する電界が少なくなって搬送力が著しく飛翔力ため、実用上は十分でない。
【００４５】
搬送電極１ｂの上における電極幅方向中央付近では、電極幅Ｌが大きくなるに従って、電極表面から延びる電気力線が進行方向（水平方向）に向けて傾斜するため、、垂直方向の電界強度が低下する。そして、これにより、ホッピングの初速が小さくなる。よって、電極幅Ｌが大きくなり過ぎると、ホッピングのための電界強度よりも、トナーと基板面との鏡像力、ファンデルワールス力、水分等による吸着力が勝り、トナーをホッピングさせることができなくなる。
【００４６】
搬送効率やホッピングの初速などの観点からすると、搬送電極１ｂの上に電極幅方向において２０個程度のトナーを存在させる電極幅Ｌであれば、１００［Ｖ］程度の低電圧の繰り返しパルス電圧でもトナーを良好にホッピングさせて、効率良く搬送することができる。例えば、トナーの平均粒径が５［μm］であれば、電極幅Ｌは５〜１００［μｍ］の範囲がよい。電極幅Ｌがそれよりも大きいと、搬送電極１ｂ上でのトナーの滞留が発生する。
【００４７】
パルス電圧による印加電圧を１００［Ｖ］以下の低電圧でトナーを効率的に搬送するための電極幅Ｌのより好ましい範囲は、トナーの平均粒径の２〜１０倍以下である。電極幅Ｌをこの範囲内にすることで、搬送電極１ｂの上の電極幅方向中央付近における電界強度の低下が１／３以下に抑えられ、ホッピングの効率低下は１０％以下となって、効率の大幅な低下をきたすことがなくなる。これは、例えば、トナーの平均粒径を５［μｍ］とすると、１０〜５０［μｍ］の範囲に相当する。電極幅Ｌの更に好ましい範囲は、トナーの平均粒径の２〜６倍以下である。これは、例えば、トナーの平均粒径を５［μｍ］とすると、１０〜３０［μｍ］に相当する。
【００４８】
図１４は、トナー搬送基板上における電界における進行方向（水平方向）電界強度ＴＥと、高さ方向電界強度ＨＥとの関係を示すグラフである。また、図１５は、進行方向電界強度ＴＥと、電極幅Ｌと、電極間隙Ｇとの関係を示すグラフである。また、図１６は、高さ方向電界強度ＨＥと、電極幅Ｌと、電極間隙Ｇとの関係を示すグラフである。これらのグラフは、トナー搬送基板として、搬送電極１ｂの電極幅Ｌを３０［μｍ］、電極間隙Ｇを３０［μｍ］、搬送電極１ｂの厚みを５［μｍ］、表面層１ｃの厚みを０．１［μｍ］にそれぞれ設定したものを用いた実験結果に基づいて作成したものである。Ａ相搬送電極１ｂＡが０［Ｖ］になり、且つＢ相搬送電極１ｂＢが＋１００［Ｖ］になったときの電界強度である。同図では、細部を分かり易くするために２つの搬送電極しか示していないが、実験ではＡ，Ｂ，Ｃ相の搬送電極をそれぞれ複数設けたトナー搬送基板を用いた。トナーＴとしては、粒径が８［μｍ］で、電荷量が−２０［μＣ／ｇ］のものを用いた。図１５や図１６で示す電界強度は搬送電極１ｂ上における代表点の値であり、進行方向強度ＴＥの代表点ＴＥａは図１４に示すように、搬送電極１ｂの端部から５［μｍ］上方の点である。また、高さ方向電界強度ＨＥの代表点ＨＥａは、搬送電極１ｂの幅方向中央部から５［μｍ］上方の点である。
【００４９】
これらのグラフから、トナーＴにホッピングのための静電気力を作用させる電界強度としては、５Ｅ＋５［Ｖ／ｍ］以上が必要であることがわかる。また、トナーＴに電極上で滞留させない程度に強い静電気力を作用させる電界強度としては、１Ｅ＋６［Ｖ／ｍ］以上が必要であり、さらに十分な静電気力を付与できるより好ましい電界強度としては、２Ｅ＋６［Ｖ／ｍ］以上であることがわかる。電極間隙Ｇを大きくするほど進行方向電界強度ＴＥを低下させてしまう。トナーの平均粒径の１倍以上〜２０倍以下、好ましくは２倍以上〜１０倍以下、さらにより好ましくは２倍以上〜６倍以下であることが望ましい。
【００５０】
また、図１６のグラフに示すように、電極間隙Ｇが大きくなるとホッピングの効率が低下するが、トナーＴの平均粒径の２０倍までは実用上差し支えないホッピング効率が得られる。トナーＴの平均粒径の２０倍を越えると多くのトナーが電極上で滞留するため、電極間隙Ｇはトナーの平均粒径の２０倍以下にする必要がある。
【００５１】
本発明者らの実験によれば、トナーの平均粒径が２〜１０［μｍ］、帯電量Ｑ／Ｍが｜３〜４０｜［μＣ／ｇ］、より好ましくは、｜１０〜３０｜［μＣ／ｇ］であるときに、特に効率の良いトナー搬送を実現することができた。
【００５２】
トナー搬送基板には、上述した表面層１ｃを設けることで、搬送電極１ｂの汚れや基板表面へのトナー固着を抑えることができる。先に図１４に示した電極構成において、表面層１ｃの厚さを０．１〜８０［μｍ］の範囲で変化させたときにおける進行方向電界強度ＴＥを測定した結果を図１７に示す。振幅１００［Ｖ］のパルス電圧を各搬送電極１ｂに印加したときの結果である。実験に用いた表面層１ｃの誘電率εは空気より高い値であり、通常ε＝２以上である。同図のグラフからわかるように、表面層１ｃの膜厚が大きすぎると、基板表面のトナーに作用する進行方向電界強度ＴＥが低下する。トナー搬送効率や耐温湿度環境等を考慮すると、実用可能な表面層１ｃの厚さは、トナー搬送効率の低下を３０［％］程度に留める１０［μｍ］以下、より好ましくはトナー搬送効率の低下を数［％］程度に留める５［μｍ］以下である。
【００５３】
図１８は、表面層１ｃの厚みが５［μｍ］である場合のトナー搬送基板上における電界の状態を示す模式図である。また、図１９は、表面層１ｃの厚みが３０［μｍ］である場合のトナー搬送基板上における電界の状態を示す模式図である。何れも、トナー搬送基板の電極幅Ｌが３０［μｍ］、電極間隔Ｇが３０［μｍ］であるトナー搬送基板の各搬送電極に、振幅１００［Ｖ］のパルス電圧を印加した場合の電界の状態である。これらの図からわかるように、表面層１ｃの厚さが大きくなると空気より誘電率が高い表面層１ｃ内で電極間を橋渡しする電気力線が増加するため、高さ方向に延びる電気力線数が減少する。また、表面層１ｃの厚みの分だけ、トナーに作用する電界強度が低下する。トナーのホッピングに寄与する高さ方向の電気力線数は、表面層１ｃの厚さに大きく左右されるのである。１００［Ｖ］程度の小さなパルス電圧では、トナーの滞留を引き起こさない電界強度が１Ｅ＋６［Ｖ／ｍ］以上である。また、トナーを十分な勢いでホッピングさせ得る電界強度が２Ｅ＋６［Ｖ／ｍ］以上である。これらの条件を満足する表面層１ｃの厚みは、１０［μｍ］以下、より好ましくは５［μｍ］以下である。
【００５４】
表面層１ｃの材料としては、比抵抗が１０６［Ωｃｍ］以上で、且つ誘電率εが２以上のものを用いることが好ましい。また、負帯電性のトナーを用いる場合には、感光体の非画像部電位を−３００Ｖあるいはこれよりも０Ｖに近い値にすることが望ましい。また、正帯電性のトナーを用いる場合には、＋３００Ｖ以下にすることが望ましい。このようにすることで、ファインピッチで配設した各搬送電極に１５０〜１００［Ｖ］以下の低いパルス電圧を印加しても、トナーを良好にホッピングさせることができる。
【００５５】
トナーの樹脂材料としては、溶融温度や透明性等の観点から、一般的にはスチレン−アクリル系の共重合体、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリオール樹脂等が用いられる。トナーの帯電特性はこれらの樹脂材料によって影響を受けるが、帯電制御剤の添加によってその特性を調整することが可能である。ブラックトナー（ＢＫ）用の帯電制御剤としては、正帯電の場合には、ニグロシン系染料、四級アンモニウム塩類などが挙げられる。また、負帯電の場合には、アゾ系含金属錯体、サリチル酸金属錯体等が挙げられる。カラートナー用の帯電制御剤としては、正帯電の場合には、四級アンモニウム塩類、イミダゾール系錯体類等が挙げられる。また、負帯電の場合には、サリチル酸金属錯体や塩類、有機ホウ素塩類等が挙げられる。
【００５６】
トナーは、進行電界の作用によるトナー搬送基板上でのホッピングに伴って、表面層１ｃに対して接触と離脱とを繰り返すため、摩擦帯電の影響を受けることになるが、その帯電量と極性は材料相互の帯電系列によって左右される。トナーの帯電量を主に帯電制御剤によって決定される飽和帯電量、または多少低下する程度に維持することで、ホッピング効率や現像効率を向上させることができる。具体的には、負帯電性のトナーの場合には、表面層１ｃの材料として、トナーの帯電制御剤として用いられる材料に近い摩擦帯電性を発揮するものや、正帯電性のものを使用することが好ましい。例えば、トナーの帯電制御剤がサリチル酸金属錯体である場合には、ポリアミド６６（商品名）、ナイロン１１（商品名）などのポリアミド系樹脂が好ましい。また、正帯電性のトナーの場合には、表面層１ｃの材料として、トナーの帯電制御剤として用いられる材料に近い摩擦帯電性を発揮するものや、負帯電性のものを用いることが好ましい。例えば、帯電制御剤が四級アンモニウム塩類である場合には、テフロン（登録商標）等のフッ素含有樹脂がよい。
【００５７】
トナー搬送基板の表面には、表面層１ｃの下に電極がある領域と、ない領域とに対応した凹凸が生ずる。但し、搬送電極１ｂの厚さを３［μｍ］以下にすることで、その凹凸によるトナー搬送性の低下を抑えることができる。これにより、表面層１ｃの平坦化処理を省略して、基板製造コストを低減することが可能になる。
【００５８】
次に、本第１実施形態に係るトナー搬送装置の特徴的な構成について説明する。
図２０は、パルス電圧出力手段たる搬送電源回路５によって出力されるｎ相パルス電圧たる３相パルス電圧における繰り返しパルス電圧Ｖａ２、Ｖｂ２、Ｖｃ２の波形を示す波形図である。図示のように、搬送電源回路５は、搬送領域（Ｒ１）の電極組に出力するための３相パルス電圧として、順方向ｎ相パルス電圧たる順方向３相パルス電圧と、逆方向ｎ相パルス電圧たる逆方向３相パルス電圧とを、交互に切り換えて出力する。
【００５９】
順方向３相パルス電圧は、搬送領域（Ｒ１）に存在するトナーを現像領域（Ｒ２）に向けて搬送するための進行電界を形成するものである。Ａ相、Ｂ相、Ｃ相という順でパルス電圧を出現させることにより、トナーを搬送領域側から現像領域側に向けて順方向に進行させることが可能になる。
【００６０】
これに対し、逆方向３相パルス電圧は、搬送領域（Ｒ１）に存在するトナーを現像領域（Ｒ２）に向かう方向とは逆方向に向けて搬送するためのスイッチバック電界を形成するためのものである。図示のように、Ｃ相、Ｂ相、Ａ相という順でパルス電圧を出現させることにより、トナーを順方向とは逆方向にスイッチバックさせることが可能になる。
【００６１】
順方向３相パルス電圧、逆方向３相パルス電圧は、互いに周波数が同じであるが、出力時間が異なっている。具体的には、図示のように、順方向３相パルス電圧の出力時間は、各相の繰り返しパルス電圧Ｖａ２、Ｖｂ２、Ｖｃ２をそれぞれ６回出現させる長さ（６周期）であるのに対し、逆方向３相パルス電圧の出力時間は、繰り返しパルス電圧Ｖａ２、Ｖｂ２、Ｖｃ２をそれぞれ３回出現させる長さ（３周期）であり、前者の出力時間よりも短くなっている。このような出力では、搬送領域（Ｒ１）に存在するトナーが進行電界によって距離Ｌ１だけ現像領域（Ｒ２）に向けて進行した後、逆方向に向けて距離Ｌ１の半分だけスイッチバックするという挙動を繰り返す。そして、順方向３相パルス電圧の出力と逆方向３相パルス電圧の出力とからなる１対出力が行われる毎に、距離Ｌ１の半分だけ現像領域（Ｒ２）に向けて進行する。
【００６２】
かかる構成では、トナー搬送基板１上でトナーを定期的にスイッチバックさせることにより、トナー搬送基板１の上空にてトナー搬送方向への勢力をもつ気流の発生を抑える。そして、これにより、かかる気流をトナー搬送基板の上空で発生させることによる現像濃度不足の発生を抑えることができる。
【００６３】
なお、搬送領域（Ｒ１）に配設された各電極組に印加される３相パルス電圧（繰り返しパルス電圧Ｖａ２、Ｖｂ２、Ｖｃ２）について説明したが、回収領域（Ｒ３）にも、上述したように、これと同じ３相パルス電圧が印加される。また、現像領域（Ｒ２）に配設された各電極組に印加される３相パルス電圧（繰り返しパルス電圧Ｖａ１、Ｖｂ１、Ｖｃ１）も、搬送領域（Ｒ１）や回収領域（Ｒ３）と同様に、順方向３相パルス電圧と逆方向３相パルス電圧とが交互に繰り返される。
【００６４】
進行電界やスイッチバック電界によるトナーの平均搬送速度ｖｔについては、「ｖ＝ｆ×ｐ×ｎ」という計算式によって求めることができる。この計算式において、ｆは、３相パルス電圧における各繰り返しパルス電圧の繰り返し周波数である。また、ｐは、各搬送電極のトナー搬送方向における配設ピッチである。また、ｎは、繰り返しパルス電圧の相数であり、本第１実施形態では「３」である。
【００６５】
順方向３相パルス電圧の出力と、逆方向３相パルス電圧の出力とからなる１対出力におけるトナーの搬送距離Ｘ１については、「Ｘ１＝ｖｔs−ｖｔr」という計算式によって求めることができる。この計算式において、ｔｓは、順方向３相パルス電圧の出力時間である。また、ｔｒは、逆方向３相パルス電圧の出力時間である。例えば、繰り返し周波数ｆが７［ＫＨｚ］であり、搬送電極配設ピッチｐが０．０６［ｍｍ］であり、繰り返しパルス電圧の総数ｎが３であり、出力時間ｔｓが４［ｍｓｅｃ］であり、且つ出力時間ｔｒが２［ｍｓｅｃ］である場合には、トナーの平均搬送速度ｖｔは１．２６［ｍ／ｓｅｃ］となる。そして、トナーの搬送距離Ｘ１は、２．５２［ｍｍ］となる。
【００６６】
本第１実施形態に係るトナー搬送装置は、図２０に示したように、順方向から逆方向への切り換えや、逆方向から順方向への切り換えに際して、切り換え直前に出現しているパルス電圧を正規のタイミングで消失させると同時に、切り換えを行っている。かかる構成では、切り換え直前にホッピングしたトナーをトナー搬送基板１表面の正規の位置に着地させてから、ホッピングの方向を逆転させることになる。このため、トナーを空中で急激に方向転換させることを回避して、トナー搬送部材周囲へのトナー飛散を回避することができる。
【００６７】
次に、第１実施形態に係るトナー搬送装置を適用した画像形成装置の一例について説明する。
トナーの平均搬送速度ｖｔは、画像品質に影響する。具体的には、平均搬送速度ｖｔが比較的遅い場合には、トナーが現像領域Ｒ２に存在する時間が比較的長くなる。このため、低面積率の画像でも現像濃度不足を引き起こすことなく良好に現像される。しかし、ベタ画像などといった高面積率の画像の場合には、現像領域Ｒ２へのトナーの供給量が不足して、現像濃度不足となってしまう。これに対し、平均搬送速度ｖｔが比較的速い場合には、高面積率の画像に対しても十分量のトナーが供給されるため、現像濃度不足を引き起こすことなく良好に現像される。しかし、低面積率の画像の場合には、既に述べたように、周囲の非画像部による電界の影響を受けて潜像に付着し難くなるため、現像濃度不足を引き起こし易くなる。
【００６８】
表１に、速度比（平均搬送速度ｖｔ／感光体周速）と、低面積率の画像における現像濃度と、高面積率の画像における現像濃度との関係を示す。速度比が０．３の場合には、感光体上における高面積率の潜像（ベタ潜像）に対するトナーの供給が追いつかなくなる結果、高面積率の画像（ベタ画像）で現像濃度不足が発生している。また、速度比が２．２の場合には、感光体上における低面積率の潜像（孤立ドット潜像）に対するトナーの付着が、周囲の非画像部による電界に阻害される結果、低面積率の画像（孤立ドット）で現像濃度不足が発生している。低面積率の画像、高面積率の画像ともに、良好な現像濃度を得るためには、速度比が０．５〜２．０である必要があることがわかる。
【表１】
【００６９】
そこで、本第１実施形態に係る画像形成装置では、平均搬送速度ｖｔを感光体２５の周速の０．５〜２．０倍に設定している。
【００７０】
図２２は、第１実施形態に係る画像形成装置の感光体２５と、現像装置３０とを示す概略構成図である。同図において、潜像担持体たる感光体２５は、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される。この感光体２５の側方には、第１実施形態に係るトナー搬送装置を有する現像装置３０が配設されている。
【００７１】
現像装置３０は、そのケーシング３１内に、トナーと磁性粒子とを含有する図示しない現像剤を収容する収容部を有している。また、収容部から供給されるトナーを受け取って感光体２５との対向領域である現像領域（Ｒ２）まで搬送するための筒状のトナー搬送基板１を収容するトナー搬送部３３も有している。
【００７２】
上述の収容部は、第１収容部３２ａと第２収容部３２ｂと第３収容部３２ｃとに分かれており、第１収容部３２ａと第２収容部３２ｂとは仕切壁３１ａによって区切られている。第１収容部３２ａ内には、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられながら、現像剤を図紙面に直交する方向の手前側から奥側に向けて搬送する第１搬送スクリュウ３４が配設されている。また、第２収容部３２ａ内には、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられながら現像剤を同方向の奥側から手前側に向けて搬送する第２搬送スクリュウ３５が配設されている。また、第３収容部３２ｃ内には、供給ロール３６が配設されている。
【００７３】
第１収容部３２ａ内において、第１搬送スクリュウ３４の回転に伴って図中手前側から奥側の端部付近まで搬送された現像剤は、仕切壁３１ａに設けられた図示しない連通口を通って第２収容部３２ｂ内に進入する。そして、第２搬送スクリュウ３４の回転に伴って、今度は図中奥側から手前側に向けて搬送される。
【００７４】
第３収容部３２ｃ内に配設された供給ロール３６は、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非磁性パイプからなる供給スリーブ３６ａ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３６ｂとを有している。そして、マグネットローラ３６ｂは、その周方向にＮ極とＳ極とが交互に並ぶ６つの磁極を具備している。
【００７５】
第２収容部３２ｂ内において第２搬送スクリュウ３４の回転に伴って図中奥側から手前側に搬送される現像剤の一部は、マグネットローラ３６ｂの発する磁力によって供給スリーブ３６ａの表面に吸着される。そして、現像剤担持体たる回転する供給スリーブ３６ａに汲み上げられて第３収容部３２ｃ内に進入する。その後、供給スリーブ３６ａに連れ回りながら、ドクターグレード３７との対向位置でスリーブ上での層厚が規制された後、トナー搬送部３３内における筒状のトナー搬送基板１との対向位置に至る。
【００７６】
供給ロール３６には、ロール電源回路３８によってロールバイアスが印加されている。供給スリーブ３６ａに連れ回りながらトナー搬送基板１との対向位置に進入した現像剤中のトナーは、このロールバイアスと、トナー搬送基板１の搬送電極に印加されるパルス電圧との電位差により、現像剤から離脱してトナー搬送基板１上に転移する。この転移により、トナー搬送基板１の被供給領域にトナーが供給される。
【００７７】
トナー搬送基板１の被供給領域に供給されたトナーは、進行電界とスイッチバック電界との繰り返しにより、トナー搬送基板１の曲面に沿ってホッピングしながら、相対的に図中反時計回り方向に搬送される。そして、搬送領域（Ｒ１）を経由してから現像領域（Ｒ２）に進入して現像に寄与した後、回収領域（Ｒ３）に進入する。
【００７８】
第３収容部３２ｃの供給スリーブ３６ａ上において、トナー搬送基板１にトナーを供給した現像剤は、スリーブの回転に伴ってトナー搬送基板１との対向位置を通過した後、第２収容部３２ｂとの対向位置に戻ってくる。そして、マグネットローラ３６ｂの２つの反発磁極の磁力によってスリーブ表面から離脱して、第２収容部３２ｂに戻る。更に、第２搬送スクリュウ３５の回転に伴って図紙面に直交する方向の手前側端部付近まで搬送された後、仕切壁３１ａに設けられた図示しない連通口を通って第１収容部３２ａ内に戻る。
【００７９】
第１収容部３２ａ内に戻った現像剤は、第１搬送スクリュウ３４の回転に伴って図中手前側から奥側に搬送される過程で、ケーシング３１の底面に固定された透磁率センサ等からなるトナー濃度センサ４０によってトナー濃度が検知される。この検知結果は、図示しないトナー濃度制御部に送られる。トナー濃度制御部は、トナー濃度センサ４０による検知結果が所定の閾値以下であると、図示しないトナー補給装置を所定時間だけ駆動する。これにより、ケーシング３１のトナー補給口３１ｂを通して第１収容部３２ａ内にトナーが補給され、トナー濃度の回復を図る。
【００８０】
第１収容部３２ａ内に補給されたトナーは、第１搬送スクリュウ３４や第２搬送スクリュウ３５によって磁性粒子と撹拌混合されながら搬送されたり、供給スリーブ３６ａ上でドクターブレード３７による現像剤層厚規制で加圧されたりすることで、十分に帯電する。そして、この状態でトナー搬送基板１の搬送領域に供給される。本第１実施形態では、トナーとして、負帯電性のものを用いているが、正帯電性のものを用いてもよい。
【００８１】
図２３は、本第１実施形態に係る画像形成装置の感光体とトナー搬送基板１と供給ロール３６とを示す模式図である。同図において、供給ロール３０の供給スリーブ３６ａは、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。そして、その表面に担持した無数の磁性粒子Ｍと、個々の磁性粒子Ｍの表面に付着したトナーとからなる現像剤を、供給スリーブ３６ａの側方に配設された円筒状のトナー搬送基板１に摺擦せしめる。
【００８２】
円筒状のトナー搬送基板１の表面上では、トナーがその曲面に沿って図中反時計回り方向にホッピングしながら搬送される。そして、感光体２５との対向領域である現像領域（Ｒ１）を通過した後、供給スリーブ３６ａとの対向領域である回収領域（Ｒ３）に戻ってくる。この回収領域（Ｒ３）では、鉛直方向下方から上方に向けて搬送されるトナーに対して、鉛直方向上方から下方に向けて移動する供給スリーブ３６ａ表面が対面する。そして、図２４に示すように、供給スリーブ３６ａの表面に担持されながら移動する現像剤により、トナー搬送基板１上のトナーが掻き取られて、供給スリーブ３６ａ上に回収される。即ち、本第１実施形態に係る画像形成装置では、供給スリーブ３６ａを回収部材として機能させている。トナー搬送基板１上のトナーを現像剤で積極的に掻き取ることで、トナーの搬送密度が比較的高い場合であってもトナー搬送基板１上からトナーを良好に回収して、回収不良の発生を抑えることができる。
【００８３】
回収領域（Ｒ３）よりも少しだけロール回転方向上流側には、供給ローラ３６ａ表面に担持された現像剤中のトナーがトナー搬送基板１上に供給される被供給領域（Ｒ１）が位置している。かかる構成では、供給スリーブ３６ａを、トナー搬送基板１上にトナーを供給する供給手段として機能させるとともに、回収部材としても機能させることで、装置の小型化及び低コスト化を図ることができる。
【００８４】
図２５は、本第１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２５（例えば、有機感光体：ＯＰＣ）は、図中時計回り方向に回転駆動される。
【００８５】
操作者がコンタクトガラス５０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２５及びミラー５２を具備する第１走査光学系５３と、ミラー５４，５５を具備する第２走査光学系５６とが移動して、原稿画像の読み取りが行われる。
【００８６】
走査された原稿画像がレンズ５７の後方に配設された画像読み取り素子５８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５９で反射した後、ミラー６０を介して感光体２５を走査する。この走査に先立って、感光体２５は帯電装置６１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２５の表面に静電潜像が形成される。
【００８７】
この静電潜像は、現像装置３０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２５の回転に伴って、転写チャージャー６６との対向領域である転写領域に搬送される。この転写領域には、感光体２５上のトナー像と同期するように、第１給紙コロ６４を具備する第１給紙部６２、又は第２給紙コロ６５を具備する第２給紙部６３から記録紙Ｐが送り込まれる。そして、感光体２５上のトナー像は、転写チャージャー６６のコロナ放電によって記録紙Ｐ上に転写される。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６７のコロナ放電によって感光体２５表面から分離された後、搬送ベルト６８によって定着ローラ対６９に向けて搬送される。そして、定着ローラ対６９の２つのローラの当接によって形成された定着ニップ内に進入して、トナー像が定着せしめられた後、機外の排紙トレイ７０に向けて排紙される。
【００８８】
転写領域を通過した感光体２５表面に付着している転写残トナーは、クリーニング装置７１によって感光体２５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２５表面は、除電ランプ７２によって除電されて次の潜像形成に備えられる。
【００８９】
次に、本発明を適用した第２実施形態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、第２実施形態に係る画像形成装置の構成は、第１実施形態に係る画像形成装置と同様である。
【００９０】
図２６は、第２実施形態に係る画像形成装置における３相パルス電圧の繰り返しパルス電圧Ｖａ２、Ｖｂ２、Ｖｃ２の波形を示す波形図である。本画像形成装置においても、第１実施形態と同様に、３相パルス電圧として、順方向３相パルス電圧と逆方向３相パルス電圧とを交互に切り換えて出力するようになっている。
【００９１】
順方向３相パルス電圧、逆方向３相パルス電圧は、互いに出力時間が同じであるが、各相の繰り返し周波数ｆやパルス持続時間（立ち上がりから立ち下がりまで）が異なっている。具体的には、図示のように、順方向３相パルス電圧における各相の繰り返し周波数やパルス持続時間は、それぞれ逆方向３相パルス電圧の半分になっている。
【００９２】
かかる構成においても、第１実施形態と同様に、トナー搬送基板１の上空にてトナー搬送方向への勢力をもつ気流の発生させることによる現像濃度不足の発生を抑えることができる。また、切り換え直前に出現しているパルス電圧を正規のタイミングで消失させると同時に切り換えを行うことで、トナーを空中で急激に方向転換させることを回避して、トナー搬送部材周囲へのトナー飛散を回避することができる。
【００９３】
本画像形成装置において、進行電界やスイッチバック電界によるトナーの平均搬送速度ｖｔについては、第１実施形態と同様に、「ｖ＝ｆ×ｒ×ｎ」という計算式で求めることができる。
【００９４】
また、上述の１対出力におけるトナーの搬送距離Ｘ1については、
「Ｘ１＝ｆs×ｐ×ｎ×ｔ−ｆr×ｐ×ｎ×ｔ＝(ｆs−ｆr)ｐ×ｎ×ｔ」という計算式で求めることができる。この計算式において、ｆｓは、順方向３相パルス電圧の各相の繰り返し周波数である。また、ｆｒは、逆方向３相パルス電圧の各相の繰り返し周波数である。また、ｔは、順方向３相パルス電圧の各相の繰り返し時間である。例えば、順方向の繰り返し周波数ｆｓが６［ＫＨｚ］であり、逆方向の繰り返し周波数ｆｒが３［ＫＨｚ］であり、搬送電極配設ピッチｐが０．０６［ｍｍ］であり、相数ｎが「３」であり、且つ、順方向の繰り返し時間ｔが１［ｍｓｅｃ］である場合には、トナーの搬送距離Ｘ１は０．５４［ｍｍ］となる。
【００９５】
なお、順方向と逆方向とで、３相パルス電圧の出力時間だけを異ならせた例や、繰り返し周波数ｆ及びパルス持続時間だけを異ならせた例について説明したが、これらを組み合わせて異ならせてもよい。
【００９６】
図２７は、第２実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。この第２変形例装置は、イエロー，マゼンタ，シアン，ブラック（以下、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋという）の４色にそれぞれ個別に対応する４つの光書き込み装置８０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋや、４つのプロセスユニット８１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを備えている。また、記録紙を収納する給紙カセット８２、このカセットから記録紙を給紙する給紙ローラ８３なども備えている。更には、給紙ローラ８３から送り出された記録紙を各プロセスユニットの転写部に搬送する転写ベルト８４、記録紙に対して画像を定着せしめる定着ユニット８７、画像定着後の記録紙を載置する排紙トレイ８８なども備えている。
【００９７】
４つのプロセスユニット８１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、使用するトナーの色が異なる点の他は同様の構成になっている。Ｙトナー像を形成するためのＹプロセスユニット８１Ｙを例にすると、これは、図２８に示すように、感光体２５Ｙ、帯電手段たる帯電ローラ５１Ｙ、現像装置３０Ｙ、クリーニングブレード５２Ｙなどを、支持体たるケーシング内に有している。そして、画像形成装置本体に対して着脱可能になっている。
【００９８】
図２９は、Ｙ用のプロセスユニットにおける感光体２５Ｙと現像装置３０Ｙとを示す拡大構成図である。現像装置３０Ｙ内には、非磁性のＹトナーと磁性粒子とを含む現像剤ではなく、非磁性のＹトナーだけが収容されている。トナーを収容するトナー収容部内では、Ｙトナーが第１撹拌翼４２Ｙと第２撹拌翼４３Ｙとによって撹拌せしめられながら、摩擦帯電する。このようにして摩擦帯電したＹトナーは、時計回り方向に回転駆動される供給ローラ４４Ｙによって汲み上げられた後、ローラの回転に伴って筒状のトナー搬送基板１における被供給領域との対向位置に運ばれる。
【００９９】
供給ローラ４４Ｙには、図示しないロール電源回路によってロールバイアスが印加されており、供給ローラ４４Ｙ上のＹトナーは、ロールバイアスと、各搬送電極に印加されるパルス電圧との電位差による静電気力を受けて、供給ローラ４４Ｙからトナー搬送基板１Ｙの被供給領域に転移する。そして、トナー搬送基板１Ｙ上の進行電界とスイッチバック電界との繰り返しにより、トナー搬送基板１Ｙの曲面に沿ってホッピングしながら、相対的に図中時計回り方向に搬送され、搬送領域（Ｒ１）を経由してから現像領域（Ｒ２）に進入して現像に寄与する。
【０１００】
トナー搬送基板１Ｙの図中下方には、図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転駆動される金属製の回収ローラ４５Ｙが配設されており、トナー搬送基板１Ｙの回収領域（Ｒ３）に対して所定の間隙を介して対向している。現像領域（Ｒ２）で現像に寄与しなかったトナーは、回収領域（Ｒ３）まで進み、回収バイアスが印加される回収ローラ４５Ｙの表面に静電的に吸着される。
【０１０１】
回収バイアスとしては、各搬送電極に印加される３相パルス電圧とは逆極性の直流電圧を採用している。本第２実施形態では、０〜＋１００［Ｖ］程度の回収バイアスを回収ローラ４５Ｙに印加している。
【０１０２】
回収ローラ４５Ｙとトナー搬送基板１との間のギャップについては、５０〜１０００［μｍ］、好ましくは１５０〜４００［μｍ］とし、Ｙトナーの基板上におけるホッピング高さよりも小さくすることが望ましい。本第２実施形態では、４００［μｍ］程度に設定している。
【０１０３】
回収ローラ４５Ｙの表面に吸着したＹトナーは、回収ローラ４５Ｙに当接する掻き取りブレード４６Ｙによってローラ表面から掻き取られた後、重力によってトナー収容部に戻る。
【０１０４】
回収領域（Ｒ３）においては、図示のように、トナー搬送基板１上におけるＹトナーの搬送方向と、回収ローラ４５Ｙの表面移動方向とを互いに同方向に設定している。そして、トナー搬送基板１上におけるトナーの平均搬送速度ｖｔと、回収ローラ４５Ｙの表面移動速度ｖｋとを、「ｖｔ≦ｖｋ」という条件を具備するように設定している。このような設定では、回収領域（Ｒ３）に向けて搬送されてくるトナーに対して、回収ローラ４５Ｙの無端移動する表面の全領域のうち、トナーを付着させていない無垢の領域を対面させる。これにより、トナーのスイッチバックに起因してトナーの搬送密度を比較的高く設定していても、回収領域（Ｒ３）に搬送されてくるトナーを回収部材の無垢の領域に良好に付着させて、トナーの回収不良の発生を抑えることができる。
【０１０５】
本発明者らは、上述の速度比（平均搬送速度ｖｔ／回収部材の表面移動速度ｖｋ）を様々な値に変化させながら、各速度比におけるトナーの回収率を調べる実験を行った。この結果を図２１に示す。なお、回収率とは、回収部材の表面に回収したトナーの量を、回収領域（Ｒ３）に進入したトナーの量で除算した値である。図示のように、速度比を１よりも大きくすると、その増加に伴って回収率が徐々に低下していくことがわかる。回収部材に供給される単位面積たりのトナー量の増加に伴って、トナーが何層にも重なって回収部材表面に付着するようになる結果、十分量のトナーが回収されなくなるからである。これに対し、速度比を１以上にすると、トナーをほぼ１００［％］の回収率で回収し得ることがわかる。なお、図中の一点鎖線よりも右側の領域では、回収部材の表面に対してトナーが何層も重なって付着することになる。
【０１０６】
本画像形成装置においても、トナー搬送基板１上でトナーを定期的にスイッチバックさせることで、順方向への気流の発生を抑えることができるが、気流の発生を完全に無くすことはできない。どうしても僅かな気流が発生してしまう。本画像形成装置のように、回収ローラ４５Ｙとトナー搬送基板１とを非接触にした場合には、回収ローラ４５Ｙの表面移動方向をＹトナーの搬送方向と同方向にして、回収ローラ４５Ｙ表面に対して僅かな気流を追いかけさせることで、ローラ表面とＹトナーとの対面時間を増加させることが可能になる。そして、これにより、Ｙトナーをより効率良く回収することが可能になる。また、回収ローラ４５Ｙを順方向の気流とは逆方向に表面移動させることによる乱気流の発生を回避することもできる。
【０１０７】
なお、Ｙトナーを用いるＹ用のプロセスユニット８１Ｙだけについて説明したが、他色用のプロセスユニット８１Ｍ，Ｃ，Ｋも同様の構成になっている。
【０１０８】
先に示した図２８において、Ｙプロセスユニット８１Ｙのケーシング背面側には、Ｙ光書き込み装置（８０Ｙ）からのレーザービームＬをケーシング内に入射するためのスリットが設けられている。
【０１０９】
先に示した図２７において、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ光書き込み装置８０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、図示しない半導体レーザー、コリメートレンズ、ポリゴンミラー等の光偏向器、走査結像用光学系等から構成されている。そして、装置外部のパーソナルコンピュータ等のホスト（画像処理装置）から入力される各色用の画像データに応じて変調されたレーザービームを出射する。出射されたレーザービームは、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の感光体２５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを走査して、静電潜像を書き込む。
【０１１０】
画像形成動作が開始されると、各プロセスユニット８１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの感光体２５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋが帯電ローラによって一様帯電せしめられた後、光書き込み装置８０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋから画像データに応じたレーザービームが照射されて静電潜像を担持する。この静電潜像は、現像装置のトナー搬送基板によるＥＴＨ現像により、各色のトナーによって現像され顕像化される。
【０１１１】
各プロセスユニット８１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色の画像形成に同期して、供給カセット８２内の記録紙が給紙ローラ８３によって送り出された後、転写ベルト８４に向けて搬送される。そして、記録紙は無端移動する転写ベルト８４に保持されながら各プロセスユニット８１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋにおける転写部に順次送られる。そして、各転写部で、感光体２５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像が転写体たる転写ベルト８４に重ね合わせて転写される。これにより、記録紙にフルカラー画像が形成される。記録紙は、定着ユニット８７内に送られてフルカラー画像が定着せしめられた後、機外の排紙トレイ８８に向けて排紙される。
【０１１２】
なお、同図において、符号８５が付されているのは、転写ベルト８４を複数のローラによって張架しながら図中時計回り方向に無端移動せしめる転写手段たる転写ユニットを示している。この転写ユニット８５は、転写ベルト８４のループ内側に転写ローラ８６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを有しており、感光体２５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋと転写ローラ８６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋとの間に転写ベルト８４を挟み込んで転写部を形成している。転写ローラ８６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ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る。これにより、各色用の転写部では、感光体２５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋと転写ローラ８６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋとの間に転写電界が形成され、感光体２５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上のトナー像が転写ベルト８４上に転写される。
【０１１３】
転写ユニット８５は、図示のように、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転写ベルト８４を張架している。画像形成装置の筺体には、図示しない開閉扉が設けられており、この開閉扉が開かれた状態で、転写ユニット８５は図中最も下側に位置する張架ローラである従動ローラの回転軸を中心にして、図３０に示すように回動することが可能になっている。この回動により、鉛直方向よりも水平方向にスペースをとる横長の姿勢になると、図示のように各色のプロセスユニット８１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを外部に露出させることができる。各色のプロセスユニット８１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、この状態で、水平方向にスライド移動せしめられることで、画像形成装置本体に対して着脱される。
【０１１４】
図３１は、第２実施形態に係る画像形成装置の変形例装置を示す概略構成図である。この変形例装置は、鉛直方向よりも水平方向にスペースをとる横長の姿勢で張架されながら図中反時計回り方向に無端移動せしめられる転写ベルト８４を備えている。この転写ベルト８４の水平な上部張架面の上方には、４つのプロセスユニット８１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋがベルト移動方向に沿って並ぶように配設されている。
【０１１５】
これらプロセスユニット８１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、使用するトナーの色が異なる点の他が同様の構成になっている。Ｙプロセスユニット８１Ｙを例にすると、これは図３２に示すように、ドラム状の感光体２５Ｙの周囲に、帯電ローラ５１Ｙ、現像装置３０Ｙ、ドラムクリーニング装置４８Ｙ等を有しており、これらを支持体たるケーシングによって一体的に支持している。そして、画像形成装置本体に対して着脱可能になっている。
【０１１６】
各色のプロセスユニット８１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの感光体２５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上で現像されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像は、転写ベルト８４に重ね合わせて転写されて４色トナー像となる。そして、転写ベルト８４の無端移動に伴って、転写ベルト８４のおもて面と、２次転写ローラ８９とが当接する２次転写ニップに送り込まれ、同時にニップに進入してきた記録紙Ｐ上に一括２次転写される。
【０１１７】
次に、本発明を適用した第３実施形態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、第３実施形態に係る画像形成装置の構成は、第１実施形態に係る画像形成装置と同様である。
【０１１８】
図３３は、第３実施形態に係る画像形成装置の現像装置と感光体とを示す拡大構成図である。この画像形成装置の現像装置３０においても、非磁性のＹトナーと磁性粒子とを含む現像剤ではなく、非磁性のＹトナーだけを用いるようになっている。
【０１１９】
円筒状のトナー搬送基板１の図中下方には、回転軸部材の周面に無数の起毛が立設せしられた回収ブラシ４７が配設されており、図示しない駆動手段によって図中都会回り方向に回転駆動される。
【０１２０】
トナー搬送基板１と回収ブラシ４７の対向位置においては、トナー搬送方向と、回収ブラシ４７の表面移動方向とが互いに逆方向になっている。そして、回収ブラシ４７の表面が逆方向に移動することで、順方向への急流の勢いを弱めたり、逆方向の気流を発生させたりする。これにより、回収ブラシ４７との対向位置におけるトナーの滞留時間を引き延ばすことで、トナーの搬送密度が比較的高い場合であってもトナー搬送基板１上からトナーを良好に回収して、回収不良の発生を抑えることができる。
【０１２１】
回収ブラシ４７は、そのブラシの先端側をトナー搬送基板１の回収領域（Ｒ３）に摺擦せしめるように配設されている。この摺擦により、トナーの摩擦帯電を助長する。現像領域（Ｒ２）を通過したトナーは、回収ブラシ４７によってトナー搬送基板１上から機械的に掻き取られながら、トナーとは逆極性の回収バイアスが印加される回収ブラシ４７に転移する。回収領域（Ｒ３）において、回収ブラシ４７をトナーの搬送方向とは逆方向に表面移動させることで、トナーをブラシによって積極的に掻き取ることが可能になっている。これにより、トナーの回収不良をより確実に抑えることができる。
【０１２２】
回収バイアスとしては、各搬送電極に印加される３相パルス電圧とは逆極性の直流電圧を採用している。本第３変形例装置では、０〜＋１００［Ｖ］程度の回収バイアスを回収ブラシ４７に印加している。
【０１２３】
ブラシの先端側に付着したトナーは、ブラシ回転軸線方向に延在しながらブラシに接触するように配設されたフリッカー棒４９によってブラシが弾かれる際の衝撃により、ブラシから除去される。フリッカー棒４９の替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４９によってブラシから除去されたトナーは、自重によってトナー収容部に戻る。
【０１２４】
図３４は、本画像形成装置の変形例装置におけるトナー搬送基板１と搬送電源回路５とを示す拡大構成図である。トナー搬送基板１の回収領域Ｒ３上のトナーを図示しない回収ローラ等の回収部材に付着させるためには、回収領域Ｒ３の各搬送電極に印加される３相パルス電圧の平均電位と、回収部材に印加される回収バイアスとの関係が、トナーを相対的に基板側から回収部材側に移動させる関係である必要がある。例えば、３相パルス電圧の振幅を＋１２０［Ｖ］あるいは−１２０［Ｖ］に設定し、且つ回収バイアスを−８００［Ｖ］に設定すれば、かかる関係を満足することができる。
【０１２５】
一方で、被供給領域Ｒ０には、トナーを供給スリーブ等からトナー搬送基板１に供給するのに適した電界を形成する必要があり、かかる電界を形成するための３相パルス電圧の条件は、回収領域Ｒ３とは異なってくる。
【０１２６】
そこで、本画像形成装置においては、図示のように、トナー搬送部材１の全領域のうち、被供給領域Ｒ０に配設された電極組（Ａ相搬送電極、Ｂ相搬送電極及びＣ相搬送電極）と、回収領域Ｒ３に配設された電極組とで、互いに異なる条件の３相パルス電圧を印加するように、搬送電源回路５や、リード電極等からなる導通路を構成している。具体的には、搬送電源回路５は、被供給領域Ｒ０に対する３相パルス電圧を専用に出力するための出力部を有しており、ここから３相パルス電圧Ｖａ４、Ｖｂ４、Ｖｃ４を出力する。出力された３相パルス電圧は、リード電極や電線等からなる導通路により、被供給領域Ｒ０内に配設された電極組だけに導かれる。また、搬送電源回路５は、回収領域Ｒ３に対する３相パルス電圧を専用に出力するための出力部も有しており、ここから３相パルス電圧Ｖａ３、Ｖｂ３、Ｖｃ３を出力する。出力された３相パルス電圧は、リード電極や電線等からなる導通路により、回収領域Ｒ３に配設された電極組だけに導かれる。
【０１２７】
かかる構成においては、被供給領域Ｒ０と回収領域Ｒ３とで、３相パルス電圧の条件を異ならせることで、トナーの供給に適した電界を回収領域Ｒ０に形成しつつ、トナーの回収に適した電界を回収領域Ｒ３に形成することができる。
【０１２８】
なお、第１実施形態のように現像剤中のトナーをトナー搬送基板１に供給する構成において、例えば３相パルス電圧の振幅を＋１２０［Ｖ］あるいは−１２０［Ｖ］に設定し、回収バイアスを−８００［Ｖ］に設定し、且つ３相パルス電圧に−６００［Ｖ］を重畳した場合、マイナス帯電性のトナーは回収部材である供給スリーブ表面と静電気的に反発するが、その力は比較的弱いため、供給スリーブ上の磁性粒子に付着させることができる。
【０１２９】
これまで、順方向ｎ相パルス電圧や逆方向ｎ相パルス電圧として、３相のものを出力する例について説明したが、４相以上の繰り返しパルス電圧を出力し、それぞれを電極組における互いに異なる搬送電極に印加するようにしてもよい。
【０１３０】
以上、第１実施形態に係る画像形成装置においては、トナーと磁性粒子とを混合した現像剤を回収部材たる供給スリーブ３６ａの表面に担持させている。かかる構成では、既に述べたように、供給スリーブ３６ａを、トナー搬送基板１上にトナーを供給する供給手段として機能させるとともに、回収部材としても機能させることで、装置の小型化及び低コスト化を図ることができる。
【０１３１】
また、第２実施形態に係る画像形成装置においては、トナー搬送基板１Ｙと、回収部材たる回収ローラ４５Ｙとの対向位置にて、トナー搬送基板１Ｙ上におけるトナーの搬送方向と、回収ローラ４５Ｙの表面移動方向とを互いに同方向にしている。かかる構成では、上述した理由により、回収ローラ４５Ｙを基板に対して非接触に配設した場合に、搬送方向と表面移動方向とを逆方向にする場合よりもトナーを効率良く回収しつつ、回収ローラ４５Ｙを順方向の気流とは逆方向に表面移動させることによる乱気流の発生を回避することができる。
【０１３２】
また、第３実施形態に係る画像形成装置の変形例装置においては、トナー搬送基板１の全領域のうち、トナーの供給を受けるための被供給領域Ｒ０に配設された電極組と、トナーの回収が行われるための回収領域Ｒ３に配設された電極組とで、互いに異なる条件の３相パルス電圧を印加するように、パルス電圧出力手段たる搬送電源回路５、及び導通路を構成している。かかる構成では、既に述べたように、被供給領域Ｒ０と回収領域Ｒ３とで、３相パルス電圧の条件を異ならせることで、トナーの供給に適した電界を回収領域Ｒ０に形成しつつ、トナーの回収に適した電界を回収領域Ｒ３に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３３】
【図１】第１実施形態に係るトナー搬送装置のトナー搬送基板及び搬送電源回路を画像形成装置の感光体とともに示す構成図。
【図２】同トナー搬送基板をおもて面側から示す平面図。
【図３】同トナー搬送基板の図２におけるＡ−Ａ’断面を示す縦断面図。
【図４】同トナー搬送基板の図２におけるＢ−Ｂ’断面を示す横断面図。
【図５】同トナー搬送基板の図２におけるＣ−Ｃ’断面を示す横断面図。
【図６】同トナー搬送基板の図２におけるＤ−Ｄ’断面を示す横断面図。
【図７】同トナー搬送基板の各搬送電極に印加されるＡ相パルス電圧Ｖａ、Ｂ相パルス電圧Ｖｂ、Ｃ相パルス電圧Ｖｃを示す波形図。
【図８】同トナー搬送基板と、それの各搬送電極に印加される電圧の状態とを示す模式図。
【図９】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、それぞれ同トナー搬送基板上におけるトナーの挙動を説明するための模式図。
【図１０】同トナー搬送装置の電気回路の一部を示すブロック図。
【図１１】同トナー搬送基板の被供給領域や回収領域にある各搬送電極に印加される３相の繰り返しパルス電圧Ｖａ１，Ｖｂ１，Ｖｃ１を示す波形図。
【図１２】同トナー搬送基板の現像領域にある各搬送電極に印加される３相の繰り返しパルス電圧Ｖａ２，Ｖｂ２，Ｖｃ２を示す波形図。
【図１３】図１２とは別のタイミングの繰り返しパルス電圧Ｖａ２，Ｖｂ２，Ｖｃ２を示す波形図。
【図１４】同トナー搬送基板上に形成される進行電界の進行方向（水平方向）における電界強度ＴＥと、高さ方向における電界強度ＨＥとの関係を示すグラフ。
【図１５】進行方向の電界強度ＴＥと電極幅Ｌと電極間隙Ｇとの関係を示すグラフ。
【図１６】高さ方向の電界強度ＨＥと電極幅Ｌと電極間隙Ｇとの関係を示すグラフ。
【図１７】同トナー搬送基板の表面層の厚さと、進行方向の電界強度ＴＥとの関係を示すグラフ。
【図１８】同表面層の厚みが５［μｍ］である場合の相同ナー搬送基板上における電界の状態を示す模式図。
【図１９】同表面層の厚みが３０［μｍ］である場合の相同ナー搬送基板上における電界の状態を示す模式図。
【図２０】同トナー搬送装置の搬送電源回路によって出力される繰り返しパルス電圧Ｖａ２、Ｖｂ２、Ｖｃ２の波形を示す波形図。
【図２１】速度比（平均搬送速度ｖｔ／回収部材の表面移動速度）と、トナーの回収率との関係を示すグラフ。
【図２２】第１実施形態に係る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２３】同画像形成装置の感光体とトナー搬送基板と供給ロールとを示す模式図。
【図２４】同トナー搬送基板と供給ロールとの対向部を示す拡大模式図。
【図２５】同画像形成装置を示す概略構成図。
【図２６】第２実施形態に係る画像形成装置における３相パルス電圧のパルス電圧Ｖａ２、Ｖｂ２、Ｖｃ２の波形を示す波形図。
【図２７】同画像形成装置を示す概略構成図。
【図２８】同画像形成装置におけるＹ用のプロセスユニットを示す拡大構成図。
【図２９】同プロセスユニットの感光体及び現像装置を示す拡大構成図。
【図３０】転写ユニットを待避位置まで回動させた状態の同画像形成装置を示す概略構成図。
【図３１】同画像形成装置の変形例装置を示す概略構成図。
【図３２】同変形例装置におけるＹ用のプロセスユニットを示す拡大構成図。
【図３３】第３実施形態に係る画像形成装置における現像装置と感光体とを示す拡大構成図。
【図３４】同画像形成装置の変形例装置におけるトナー搬送基板と搬送電源回路とを示す拡大構成図。
【符号の説明】
【０１３４】
１：トナー搬送基板（トナー搬送部材）
１ａ：基体
１ｂＡ：Ａ相搬送電極
１ｂＢ：Ｂ相搬送電極
１ｂＣ：Ｃ相搬送電極
５：搬送電源回路（パルス電圧出力手段）
２５：感光体（潜像担持体）
３６ａ：供給スリーブ（回収部材）
３０：現像装置
４５Ｙ：回収ローラ（回収部材）
４７：回収ブラシ（回収部材）
８１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ：プロセスユニット
８４：転写ベルト（転写体）
８５：転写ユニット（転写手段）
Ｒ０：被供給領域
Ｒ１：搬送領域
Ｒ２：現像領域
Ｒ３：回収領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定方向における並び順が連続しているｎ（３以上の整数）個の搬送電極からなる電極組が該所定方向に繰り返し配設されたトナー搬送部材と、パルス電圧の出現と消失とが繰り返される繰り返しパルス電圧を、パルス電圧の出現タイミングを互いに同期させないようにｎ相出力するパルス電圧出力手段と、該電極組における個々の搬送電極に対し、ｎ相の繰り返しパルス電圧からなるｎ相パルス電圧における互いに異なる相の繰り返しパルス電圧を導くための導通路と、繰り返しパルス電圧が印加される各搬送電極上に形成された進行電界によって該トナー搬送部材上でホッピングしながら搬送されるトナーを、自らの無端移動する表面に付着させることで該トナー搬送部材上から回収する回収部材とを備えるトナー搬送装置において、
上記トナー搬送部材と上記回収部材との対向位置にて、該トナー搬送部材上におけるトナーの搬送方向と、該回収部材の表面移動方向とを互いに逆方向に設定し、
該回収部材として、その表面に磁性粒子を担持するものを用い、該トナー搬送部材と、該回収部材に担持される磁性粒子とを接触させるように、該トナー搬送部材及び回収部材を配設したことを特徴とするトナー搬送装置。
【請求項２】
請求項１のトナー搬送装置において、
トナーと磁性粒子とを混合した現像剤を上記回収部材の表面に担持させたことを特徴とするトナー搬送装置。
【請求項３】
所定方向における並び順が連続しているｎ（３以上の整数）個の搬送電極からなる電極組が該所定方向に繰り返し配設されたトナー搬送部材と、パルス電圧の出現と消失とが繰り返される繰り返しパルス電圧を、パルス電圧の出現タイミングを互いに同期させないようにｎ相出力するパルス電圧出力手段と、該電極組における個々の搬送電極に対し、ｎ相の繰り返しパルス電圧からなるｎ相パルス電圧における互いに異なる相の繰り返しパルス電圧を導くための導通路と、繰り返しパルス電圧が印加される各搬送電極上に形成された進行電界によって該トナー搬送部材上でホッピングしながら搬送されるトナーを、自らの無端移動する表面に付着させることで該トナー搬送部材上から回収する回収部材と、該回収部材の表面からトナーを除去する除去手段とを備えるトナー搬送装置において、
上記ｎ相パルス電圧として、トナーを上記トナー搬送部材上で順方向に搬送するための順方向ｎ相パルス電圧と、逆方向に搬送するための逆方向ｎ相パルス電圧とを交互に切り換えて出力させるように、上記パルス電圧出力手段を構成するとともに、該トナー搬送部材と上記回収部材との対向位置にて、該トナー搬送部材上におけるトナーの搬送方向と、該回収部材の表面移動方向とを互いに同方向に設定し、且つ該トナー搬送部材上におけるトナーの平均搬送速度ｖｔと、上記回収部材の表面移動速度ｖｋとを、「ｖｔ≦ｖｋ」という条件を具備するように設定したことを特徴とするトナー搬送装置。
【請求項４】
所定方向における並び順が連続しているｎ（３以上の整数）個の搬送電極からなる電極組が該所定方向に繰り返し配設されたトナー搬送部材と、パルス電圧の出現と消失とが繰り返される繰り返しパルス電圧を、パルス電圧の出現タイミングを互いに同期させないようにｎ相出力するパルス電圧出力手段と、該電極組における個々の搬送電極に対し、ｎ相の繰り返しパルス電圧からなるｎ相パルス電圧における互いに異なる相の繰り返しパルス電圧を導くための導通路と、繰り返しパルス電圧が印加される各搬送電極上に形成された進行電界によって該トナー搬送部材上でホッピングしながら搬送されるトナーを、自らの無端移動する表面に付着させることで該トナー搬送部材上から回収する回収部材と、該回収部材の表面からトナーを除去する除去手段とを備えるトナー搬送装置において、
上記ｎ相パルス電圧として、トナーを上記トナー搬送部材上で順方向に搬送するための順方向ｎ相パルス電圧と、逆方向に搬送するための逆方向ｎ相パルス電圧とを交互に切り換えて出力させるように、上記パルス電圧出力手段を構成するとともに、
該トナー搬送部材と上記回収部材との対向位置にて、該トナー搬送部材上におけるトナーの搬送方向と、該回収部材の表面移動方向とを互いに逆方向にしたことを特徴とするトナー搬送装置。
【請求項５】
請求項３のトナー搬送装置において、
上記トナー搬送部材と上記回収部材とを互いに接触させたことを特徴とするトナー搬送装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかのトナー搬送装置において、
上記トナー搬送部材の全領域のうち、トナーの供給を受けるための被供給領域に配設された上記電極組と、トナーの回収が行われるための回収領域に配設された上記電極組とで、互いに異なる条件のｎ相パルス電圧を印加するように、上記パルス電圧出力手段及び導通路を構成したことを特徴とするトナー搬送装置。
【請求項７】
トナー搬送部材の表面上でトナーをホッピングさせながら搬送するトナー搬送装置により、トナーを潜像担持体との対向位置に搬送して該潜像担持体上の潜像を現像する現像装置において、
上記トナー搬送装置として、請求項１乃至６の何れかのトナー搬送装置を用いたことを特徴とする現像装置。
【請求項８】
潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体に担持される潜像をトナーによって現像する現像手段とを備える画像形成装置における、該潜像担持体及び現像装置を１つのユニットとして共通の支持体に支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７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９】
潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体に担持される潜像をトナーによって現像する現像手段とを備える画像形成装置において、
上記現像手段として、請求項７の現像装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項９の画像形成装置において、
上記潜像担持体と上記現像装置との組合せを複数設けるとともに、それぞれの潜像担持体上で得られたトナー像を転写体に重ね合わせて転写する転写手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
所定方向における並び順が連続しているｎ（３以上の整数）個の搬送電極からなる電極組が該所定方向に繰り返し配設されたトナー搬送部材と、パルス電圧の出現と消失とが繰り返される繰り返しパルス電圧を、パルス電圧の出現タイミングを互いに同期させないようにｎ相出力するパルス電圧出力手段と、該電極組における個々の搬送電極に対し、ｎ相の繰り返しパルス電圧からなるｎ相パルス電圧における互いに異なる相の繰り返しパルス電圧を導くための導通路と、繰り返しパルス電圧が印加される各搬送電極上に形成された進行電界によって該トナー搬送部材上でホッピングしながら搬送されるトナーを、自らの無端移動する表面に付着させることで該トナー搬送部材上から回収する回収部材とを備えるトナー搬送装置において、
上記トナー搬送部材と上記回収部材との対向位置にて、該トナー搬送部材上におけるトナーの搬送方向と、該回収部材の表面移動方向とを互いに逆方向に設定し、
該回収部材として、その表面に磁性粒子を担持するものを用い、該トナー搬送部材と、該回収部材に担持される磁性粒子とを接触させるように、該トナー搬送部材及び回収部材を配設したことを特徴とするトナー搬送装置。
【請求項２】
請求項１のトナー搬送装置において、
トナーと磁性粒子とを混合した現像剤を上記回収部材の表面に担持させたことを特徴とするトナー搬送装置。
【請求項３】
所定方向における並び順が連続しているｎ（３以上の整数）個の搬送電極からなる電極組が該所定方向に繰り返し配設されたトナー搬送部材と、パルス電圧の出現と消失とが繰り返される繰り返しパルス電圧を、パルス電圧の出現タイミングを互いに同期させないようにｎ相出力するパルス電圧出力手段と、該電極組における個々の搬送電極に対し、ｎ相の繰り返しパルス電圧からなるｎ相パルス電圧における互いに異なる相の繰り返しパルス電圧を導くための導通路と、繰り返しパルス電圧が印加される各搬送電極上に形成された進行電界によって該トナー搬送部材上でホッピングしながら搬送されるトナーを、自らの無端移動する表面に付着させることで該トナー搬送部材上から回収する回収部材と、該回収部材の表面からトナーを除去する除去手段とを備えるトナー搬送装置において、
上記ｎ相パルス電圧として、トナーを上記トナー搬送部材上で順方向に搬送するための順方向ｎ相パルス電圧と、逆方向に搬送するための逆方向ｎ相パルス電圧とを交互に切り換えて出力させるように、上記パルス電圧出力手段を構成するとともに、該トナー搬送部材と上記回収部材との対向位置にて、該トナー搬送部材上におけるトナーの搬送方向と、該回収部材の表面移動方向とを互いに同方向に設定し、且つ該トナー搬送部材上におけるトナーの平均搬送速度ｖｔと、上記回収部材の表面移動速度ｖｋとを、「ｖｔ≦ｖｋ」という条件を具備するように設定したことを特徴とするトナー搬送装置。
【請求項４】
所定方向における並び順が連続しているｎ（３以上の整数）個の搬送電極からなる電極組が該所定方向に繰り返し配設されたトナー搬送部材と、パルス電圧の出現と消失とが繰り返される繰り返しパルス電圧を、パルス電圧の出現タイミングを互いに同期させないようにｎ相出力するパルス電圧出力手段と、該電極組における個々の搬送電極に対し、ｎ相の繰り返しパルス電圧からなるｎ相パルス電圧における互いに異なる相の繰り返しパルス電圧を導くための導通路と、繰り返しパルス電圧が印加される各搬送電極上に形成された進行電界によって該トナー搬送部材上でホッピングしながら搬送されるトナーを、自らの無端移動する表面に付着させることで該トナー搬送部材上から回収する回収部材と、該回収部材の表面からトナーを除去する除去手段とを備えるトナー搬送装置において、
上記ｎ相パルス電圧として、トナーを上記トナー搬送部材上で順方向に搬送するための順方向ｎ相パルス電圧と、逆方向に搬送するための逆方向ｎ相パルス電圧とを交互に切り換えて出力させるように、上記パルス電圧出力手段を構成するとともに、
該トナー搬送部材と上記回収部材との対向位置にて、該トナー搬送部材上におけるトナーの搬送方向と、該回収部材の表面移動方向とを互いに逆方向にしたことを特徴とするトナー搬送装置。
【請求項５】
請求項３のトナー搬送装置において、
上記トナー搬送部材と上記回収部材とを互いに接触させたことを特徴とするトナー搬送装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかのトナー搬送装置において、
上記トナー搬送部材の全領域のうち、トナーの供給を受けるための被供給領域に配設された上記電極組と、トナーの回収が行われるための回収領域に配設された上記電極組とで、互いに異なる条件のｎ相パルス電圧を印加するように、上記パルス電圧出力手段及び導通路を構成したことを特徴とするトナー搬送装置。
【請求項７】
トナー搬送部材の表面上でトナーをホッピングさせながら搬送するトナー搬送装置により、トナーを潜像担持体との対向位置に搬送して該潜像担持体上の潜像を現像する現像装置において、
上記トナー搬送装置として、請求項１乃至６の何れかのトナー搬送装置を用いたことを特徴とする現像装置。
【請求項８】
潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体に担持される潜像をトナーによって現像する現像手段とを備える画像形成装置における、該潜像担持体及び現像装置を１つのユニットとして共通の支持体に支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７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９】
潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体に担持される潜像をトナーによって現像する現像手段とを備える画像形成装置において、
上記現像手段として、請求項７の現像装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項９の画像形成装置において、
上記潜像担持体と上記現像装置との組合せを複数設けるとともに、それぞれの潜像担持体上で得られたトナー像を転写体に重ね合わせて転写する転写手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【公開番号】特開２００７−２４８９０８（Ｐ２００７−２４８９０８Ａ）
【公開日】平成１９年９月２７日（２００７．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−７３３７４（Ｐ２００６−７３３７４）
【出願日】平成１８年３月１６日（２００６．３．１６）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年９月２７日（２００７．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月１６日（２００６．３．１６）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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