現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置
【課題】 本発明は、ＥＴＨ現象を用いて、搬送中の飛散粉体を低減できる、現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】 本発明の現像装置は、電圧供給手段により搬送電極に共通電極を介して多相の電圧を印加して搬送電界を形成し、搬送部材において当該搬送電界によって潜像担持体と対向する領域に粉体を搬送して潜像担持体上に粉体を付着させて潜像担持体上の潜像を現像する。更に、本発明の現像装置は、共通電極と搬送電極の一端の空隙間隔が搬送電極間の間隔より大きいことに特徴がある。よって、内側に向かう電界を形成することによって、トナーが長手方向の内側に向かうようにすることができるので、長手方向の飛散粉体の防止と、共通電極の粉体付着を防止することができる。
【解決手段】 本発明の現像装置は、電圧供給手段により搬送電極に共通電極を介して多相の電圧を印加して搬送電界を形成し、搬送部材において当該搬送電界によって潜像担持体と対向する領域に粉体を搬送して潜像担持体上に粉体を付着させて潜像担持体上の潜像を現像する。更に、本発明の現像装置は、共通電極と搬送電極の一端の空隙間隔が搬送電極間の間隔より大きいことに特徴がある。よって、内側に向かう電界を形成することによって、トナーが長手方向の内側に向かうようにすることができるので、長手方向の飛散粉体の防止と、共通電極の粉体付着を防止することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関し、詳細にはＥＴＨ（Electrostatic Transport & Hopping）現象を用いて、搬送電極の電極間隔と共通電極までの距離を制御して搬送中の飛散トナーと共通電極のトナー付着を低減可能な、現像装置、この現像装置を備えたプロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写装置、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置として、電子写真式プロセスを用いて、潜像担持体に潜像を形成し、この潜像に粉体である現像剤（以下、トナーと称す）を付着させて現像してトナー像として可視像化し、このトナー像を記録媒体に転写し、あるいは中間転写部材に一旦転写した後記録媒体に転写することで画像を形成するものがある。
【０００３】
このような画像形成装置において、潜像担持体に形成された潜像を現像する現像装置として、従来から、現像装置内で攪拌させたトナーを現像剤担持体である現像ローラの表面に担持し、当該現像ローラを回転させることによって潜像担持体の表面に対して対向する位置まで搬送し、潜像担持体の潜像を現像する。そして、現像終了後、潜像担持体に転写しなかったトナーは現像ローラの回転により現像装置内に回収され、新たにトナーを攪拌・帯電して再び現像ローラに担持して搬送するようにしたものが知られている。
【０００４】
一方、現在、潜像担持体に現像ローラを接触させずに現像を行う非接触方式の現像装置が注目されている。その一つに、進行波電界を利用した方法が提案されている。このような進行波電界を利用する現像装置においては、その現像剤搬送部材上における各電極の配列方向と直交する幅方向の外側（現像剤搬送部材の搬送方向と直交する幅方向の両側）にそれぞれ配線パターンが設けられている。その場合、配線パターンが位置する領域では、各電極の外側に位置しているために進行波電界条件が形成されておらず、この領域に現像剤が入り込むと、現像剤の飛散や固着が発生する恐れがある。このような問題点を解決する提案の一つとしての特許文献１によれば、静電潜像をその表面に担持している像担持体に対向する現像領域に配置し、基材上に所定間隔を存して複数配列された電極を表面保護層によって被覆してなる現像剤搬送部材を備え、各電極に対する多相電圧の印加により形成される進行波電界によって現像剤を現像剤搬送部材上で搬送するようにした現像装置において、上記現像剤搬送部材上に現像剤を供給する供給部材を設けている。そして、上記各電極の配列方向と直交する幅方向の有効電極幅Ｌｅと、上記供給部材上における現像剤存在領域の現像剤供給方向と直交する幅方向の長さＬｔとを、Ｌｔ＜Ｌｅの関係を満たすように設定する。このように供給幅を搬送幅より狭めることで、搬送領域外にトナーが散逸するのを防止している。
【特許文献１】特許第３，６３９，５４５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１では、トナーを搬送すると配線電極にも電界がかかっているために、搬送領域よりも長手方向で、幅広くトナーが搬送されてしまい、配線パターンが位置する領域まで、トナーが進入してしまう。また、進行波に載せてトナーを搬送する現像装置は進行波が並んで発生している部分は問題なく搬送されるが、エッジ部はバスライン（共通電極）があり、その部分には進行方向に電極が並んでいないためトナーが付着すると動かなくなって堆積していく。
また、従来の画像形成装置は搬送時にトナーがホッピングするが、その方向は必ずしも一定ではない。空気の抵抗や、電界の方向によってむしろ広がる方向にある。搬送方向が広がると、進行波が形成できない共通電極上や、更に外側の長手方向のエッジ部まで広がってしまい、最悪、画像形成装置の機内にトナーを飛散させてしまう。
更に、電極には進行波が発生しているので、ほとんどのトナーは電界にしたがって進行方向に向かう。しかし、電極のエッジ部では、次の電界がかかる部分が小さくなるので、共通電極の方向に向かうトナーが発生したりする。トナーは電界によるクーロン力で、引き付けられるので、電界の方向に制限を加えて、長手方向外側に力が向かわないようにすればよい。
【０００６】
本発明はこれらの問題点を解決するためのものであり、ＥＴＨ（Electrostatic Transport & Hopping）現象を用いて、搬送中の飛散粉体を低減できる、現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００７】
ここで、ＥＴＨ現象とは、粉体が移相電界のエネルギーを与えられ、そのエネルギーが機械的なエネルギーに変換されて、粉体自身が動的に変動する現象をいう。このＥＴＨ現象は、静電気力による粉体の水平方向の移動（搬送）と垂直方向の移動（ホッピング）を含む現象であり、静電搬送部材の表面を、移相電界によって粉体が進行方向の成分を持って飛び跳ねる現象であり、このＥＴＨ現象を用いた現像方式をＥＴＨ現像という。
【０００８】
なお、本明細書において、ＥＴＨ現象における搬送部材上の粉体の振る舞いを区別して表現する場合、基板水平方向への移動については、「搬送」、「搬送速度」、「搬送方向」、「搬送距離」という表現を使用し、基板垂直方向への飛翔（移動）については、「ホッピング」、「ホッピング速度」、「ホッピング方向」、「ホッピング高さ（距離）」という表現を使用し、搬送部材上での「搬送及びホッピング」は「移送」と総称する。なお、搬送装置、搬送基板という用語に含まれる「搬送」は「移送」と同義である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記問題点を解決するために、本発明の現像装置は、潜像担持体に対向して配置され、粉体を移動させる進行波電界を発生させるために、所定の間隔で配列された複数の搬送電極を有する搬送部材と、該搬送電極の一端に接続された共通電極を介して搬送電極に多相の電圧を印加するための電圧供給手段と、該搬送部材に粉体を供給する粉体供給手段と、過剰な粉体を回収する回収手段を具備している。そして、本発明の現像装置は、電圧供給手段により搬送電極に共通電極を介して多相の電圧を印加して搬送電界を形成し、搬送部材において当該搬送電界によって潜像担持体と対向する領域に粉体を搬送して潜像担持体上に粉体を付着させて潜像担持体上の潜像を現像する。更に、本発明の現像装置は、共通電極と搬送電極の一端の空隙間隔が搬送電極間の間隔より大きいことに特徴がある。よって、内側に向かう電界を形成することによって、トナーが長手方向の内側に向かうようにすることができるので、長手方向の飛散粉体の防止と、共通電極の粉体付着を防止することができる。
【００１０】
また、潜像担持体と対向する現像領域以外の領域に相当する搬送電極の配列方向と共通電極の配列方向と成す角度を、粉体の搬送方向に対して鋭角にすることにより、内側に向かう力が外側に向かう力より大きくなり、粉体が外に飛散しなくなる。
【００１１】
更に、搬送電極における現像領域以外の領域であって、かつ搬送電極の一端の長さは空隙間隔より小さいことにより、内側に向かう力が外側に向かう力より大きくなり、粉体が外に飛散しなくなる。
【００１２】
また、搬送電極における現像領域以外の領域であって、かつ搬送電極の一端の長さは搬送電極の電極ピッチより大きいことにより、内側に向かう力が外側に向かう力より大きくなり、粉体が外に飛散しなくなる。
【００１３】
更に、別の発明としてのプロセスカートリッジは、上記の現像装置と、電子写真プロセスにおける潜像担持体、帯電手段、クリーニング手段のうちの少なくとも一つと、を少なくとも含み、画像形成装置本体に着脱自在である。よって、搬送中の飛散粉体を低減することができるプロセスカートリッジを提供できる。
【００１４】
更に、別の発明としての画像形成装置は、上記現像装置もしくは上記プロセスカートリッジを備えている。よって、搬送中の飛散粉体を低減することができる画像形成装置を提供できる。
【００１５】
また、別の発明としての画像形成装置によれば、上記プロセスカートリッジを複数備えて、高画質な多色の画像を形成することができると共に、搬送中の飛散粉体を低減することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の現像装置は共通電極と搬送電極の一端の空隙間隔が搬送電極間の間隔より大きいことにより、搬送中の飛散粉体を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は本発明の現像装置の構成を示す概略図である。同図に示す現像装置１０は、粉体であるトナーＴを搬送、ホッピング、回収するための電界を発生するための複数の搬送電極１０２を有する搬送部材である搬送基板１１を備え、この搬送基板１１の各搬送電極１０２に対しては駆動回路１２から所要の電界を発生させるためのｎ相（ｎは２以上の正の整数。ここでは３相とする。）の異なる駆動波形Ｖａ１，Ｖｂ１，Ｖｃ１及びＶａ２，Ｖｂ２，Ｖｃ２が印加される。ここでは、搬送基板１１は、駆動波形Ｖａ１，Ｖｂ１，Ｖｃ１及びＶａ２，Ｖｂ２，Ｖｃ２を与える搬送電極１０２の範囲及び潜像担持体である感光体ドラム２０との関係において、トナーＴを感光体ドラム２０の近傍まで搬送する搬送領域、感光体ドラム２０の潜像にトナーＴを付着させてトナー像を形成するための現像領域、トナーＴを搬送基板１１側に回収するための現像領域通過後の回収領域とに分けられる。
【００１８】
そして、この現像装置１０において、搬送基板１１の搬送領域ではトナーＴを感光体ドラム２０の近傍まで搬送し、現像領域では感光体ドラム２０上の潜像の画像部に対してはトナーＴが感光ドラム２０側に向かい、非画像部に対してはトナーＴが感光ドラム２０と反対側（搬送基板側）に向かう方向の電界を形成して、トナーＴを潜像に付着させて現像を行うための電界を発生し、回収領域ではトナーＴが潜像の画像部及び非画像部のいずれに対しても感光体ドラム２０と反対側（搬送基板１１側）に向かう方向の電界を形成する。
【００１９】
ここで、本発明の現像装置における搬送基板の構成について、図２〜図６を参照して詳細に説明する。なお、図２は搬送基板の平面図、図３は図２のＡ−Ａ’線断面図、図４は図２のＢ−Ｂ’線断面図、図５は図２のＣ−Ｃ’線断面図、図６は図２のＤ−Ｄ’線断面図である。
【００２０】
本発明の現像装置における搬送基板１１は、図３の支持基板１０１上に３本の搬送電極１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ（これらを搬送電極１０２と総称する）を１セットとして、図２及び図３の矢印方向のトナー搬送方向に沿って所定の間隔で、かつトナー搬送方向と略直交する方向に繰り返し形成され配置し、この上に搬送面を形成する絶縁性の搬送面形成部材となり、これらの搬送電極１０１の表面を覆う保護膜となる、無機又は有機の絶縁性材料で形成した表面保護層１０３を積層したものである。なお、ここでは、表面保護層１０３が搬送面を形成しているが、表面保護層１０３上に更に粉体（トナー）との適合性に優れた表面層を別途成膜することもできる。
【００２１】
これらの搬送電極１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃの両側には、搬送電極１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃとそれぞれ両端部で相互接続した共通電極１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ（これらを共通電極１０４と総称する）をトナー搬送方向に沿って、すなわち搬送電極１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃの各々と略直交する方向に設けている。この場合、共通電極１０４の幅（この幅は、トナー搬送方向と直交する方向の幅）は搬送電極１０２の幅（この幅は、トナー搬送方向に沿う方向の幅）よりも広くしている。なお、図２では、共通電極１０４を、搬送領域では共通電極１０４ａ１、１０４ｂ１、１０４ｃ１を、現像領域では共通電極１０４ａ２、１０４ｂ２、１０４ｃ２、回収領域では共通電極１０４ａ３、１０４ｂ３、１０４ｃ３と、区別して表記している。
【００２２】
ここでは、図４に示すように、支持基板１０１上に共通電極１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃのパターンを形成した後層間絶縁膜１０５を形成し、この層間絶縁膜１０５にコンタクトホール１０６を形成した後搬送電極１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃを形成することによって、搬送電極１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと共通電極１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃとをそれぞれ相互接続している。なお、層間絶縁膜１０５は表面保護層１０３と同じ材料でも異なる材料のいずれでも良い。また、搬送電極１０２ａと共通電極１０４ａを一体形成したパターン上に層間絶縁膜１０５を形成し、この層間絶縁膜１０５上に搬送電極１０２ｂと共通電極１０４ｂを一体形成したパターンを形成し、更に層間絶縁膜１０５を形成して、この層間絶縁膜１０５上に搬送電極１０２ｃと共通電極１０４ｃを一体形成したパターンを形成する、つまり、電極を三層構造とすることもでき、あるいは一体形成に相互接続とコンタクトホール１０６による相互接続とを混在させることもできる。
【００２３】
更に、これらの共通電極１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃには、図１の駆動回路１２からの駆動信号（駆動波形）Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃを入力するための駆動信号印加用入力端子（図示せず）を設けている。この駆動信号入力用端子は、支持基板１０１に裏面側に設けてスルーホールを介して各共通電極１０４に接続してもよいし、あるいは層間絶縁膜１０５上に設けてもよい。
【００２４】
ここで、支持基板１０１としては、ガラス基板、樹脂基板或いはセラミックス基板等の絶縁性材料からなる基板、或いはＳＵＳなどの導電性材料からなる基板にＳｉＯ２等の絶縁膜を成膜したもの、ポリイミドフィルムなどのフレキシブルに変形可能な材料からなる基板などを用いることができる。
【００２５】
また、搬送電極１０２は、支持基板１０１上にＡｌ、Ｎｉ−Ｃｒ等の導電性材料を０．１〜１０μｍ厚、好ましくは０．５〜２．０μｍで成膜し、これをフォトリソ技術等を用いて所要の電極形状にパターン化して形成している。これらの複数の搬送電極１０２の粉体進行方向における幅Ｌは移動させる粉体の平均粒径の１倍以上２０倍以下とし、かつ搬送電極１０２の粉体進行方向の間隔Ｒも移動させる粉体の平均粒径の１倍以上２０倍以下としている。
【００２６】
次に、このように構成した搬送基板１１におけるトナーの静電搬送の原理について説明する。搬送基板１１の複数の搬送電極１０２に対してｎ相（ｎは２以上の正の整数）の駆動波形を印加することにより、複数の搬送電極１０２によって移相電界（進行波電界）が発生し、搬送基板１１上の帯電したトナーは反発力及び／又は吸引力を受けて移送方向にホッピングと搬送を含んで移動する。
【００２７】
例えば、搬送基板１１の複数の搬送電極１０２に対して図７に示すようにグランドＧ（０Ｖ）と正の電圧＋との間で変化する３相のパルス状駆動波形（駆動信号）Ａ（Ａ相）、Ｂ（Ｂ相）、Ｃ（Ｃ相）を、タイミングをずらして印加する。
【００２８】
このとき、図８に示すように、搬送基板１１上に負帯電のトナーＴがあり、搬送基板１１の連続した複数の搬送電極１０２に同図に（１）で示すようにそれぞれ「Ｇ」、「Ｇ」、「＋」、「Ｇ」、「Ｇ」が印加されたとすると、負帯電のトナーＴは「＋」の搬送電極１０２上に位置する。
【００２９】
次のタイミングで複数の搬送電極１０２には（２）に示すようにそれぞれ「＋」、「Ｇ」、「Ｇ」、「＋」、「Ｇ」が印加され、負帯電のトナーＴには同図で左側の「Ｇ」の搬送電極１０２との間で反発力が、右側の「＋」の搬送電極１０２との間で吸引力がそれぞれ作用するので、負帯電のトナーＴは「＋」の搬送電極１０２側に移動する。さらに、次のタイミングで複数の搬送電極１０２には（３）に示すようにそれぞれ「Ｇ」、「＋」、「Ｇ」、「Ｇ」、「＋」が印加され、負帯電のトナーＴには同様に反発力と吸引力がそれぞれ作用するので、負帯電のトナーＴは更に「＋」の搬送電極１０２側に移動する。
【００３０】
このように複数の搬送電極１０２に電圧の変化する複相の駆動波形を印加することで、搬送基板１上には進行波電界が発生し、この進行波電界の進行方向に負帯電のトナーＴは搬送及びホッピングを行いながら移動する。なお、正帯電のトナーＴの場合には駆動波形の変化パターンを逆にすることで同様に同方向に移動する。
【００３１】
次に、図１の駆動回路の全体構成について図９を参照して説明する。この駆動回路１２は、パルス信号を生成出力するパスル信号発生回路２１と、このパルス信号発生回路２１からのパルス信号を入力して駆動波形Ｖａ１、Ｖｂ１、Ｖｃ１を生成出力する波形増幅器２２ａ、２２ｂ、２２ｃと、パルス信号発生回路２１からのパルス信号を入力して駆動波形Ｖａ２、Ｖｂ２、Ｖｃ２を生成出力する波形増幅器２３ａ、２３ｂ、２３ｃとを含んで構成されている。そして、パルス信号発生回路２１は、例えばロジックレベルの入力パルスを受けて、各１２０°に位相シフトした２組のパルスで、次段の波形増幅器２２ａ〜２２ｃ、２３ａ〜２３ｃに含まれるスイッチング手段（図示せず）、例えばトランジスタを駆動して１００Ｖ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。
【００３２】
また、波形増幅器２２ａ、２２ｂ、２２ｃは、図１の搬送領域の各搬送電極１０２及び回収領域の各搬送電極１０２に対して、例えば図１０に示すように、各相の＋１００Ｖの印加時間ｔａを繰り返し周期ｔｆの１／３である約３３％に設定した（以下、これを「搬送電圧パターン」又は「回収搬送電圧パターン」と称す）３相の駆動波形（駆動パルス）Ｖａ１、Ｖｂ１、Ｖｃ１を印加する。更に、波形増幅器２３ａ、２３ｂ、２３ｃは、図１の現像領域の各搬送電極１０２に対して、例えば図１１又は図１２に示すように、各相の＋１００Ｖ又は０Ｖの印加時間ｔａを繰り返し周期ｔｆの２／３である約６７％に設定した（以下、これを「ホッピング電圧パターン」と称す）３相の駆動波形（駆動パルス）Ｖａ２、Ｖｂ２、Ｖｃ２を印加する。
【００３３】
以上の説明のように、ＥＴＨ現像ではトナーをホッピングさせることによって潜像担持体の静電潜像を一成分現像方式で反転現像を行うことができる。すなわち、現像領域で、トナーが潜像の画像部に対しては潜像担持体側に向かい、非画像部に対してはトナーが潜像担持体と反対側に向かう方向の電界を形成する手段を備えることによって現像を行うことができる。
【００３４】
例えば、図１２に示すホッピング電圧パターンの駆動波形のように、０〜−１００Ｖで遷移するパルス状電圧波形である場合、潜像担持体上の非画像部電位が−１００Ｖより低いときには、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潜像担持体と反対側に向かうことになる。この場合、潜像の非画像部の電位を−１５０Ｖや後述する−１７０Ｖとした場合に、トナーが潜像担持体側に向かうことが確認された。
【００３５】
また、ホッピング電圧パターンの駆動波形が２０Ｖ〜−８０Ｖで遷移するパルス状電圧波形である場合、画像部の電位を約０Ｖ、非画像部の電位が−１１０Ｖのときにも、パルス状駆動波形のローレベルの電位が潜像の画像部電位と非画像部電位との間にあるので、同様に、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潜像担持体と反対側に向かうことになる。
【００３６】
要するに、パルス状駆動波形のローレベルの電位を潜像の画像部の電位と非画像部の電位との間の電位に設定することで、非画像部へのトナーの付着を防止し、高品質の現像を行うことができる。
【００３７】
このように、ＥＴＨ現像においては、トナーがホッピングしていることにより潜像の画像部に対してトナーが吸引付着し、非画像部ではトナーが反発されて付着されないので、トナーによる潜像の現像を行うことができ、このとき、既にホッピングしているトナーは搬送基板１１との間で吸着力が生じないため、容易に潜像担持体側に搬送することができ、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ようになる。
【００３８】
すなわち、従来の所謂ジャンピング現像方式にあっては、現像ローラから帯電トナーを剥離させて感光体に搬送させるには、トナーの現像ローラに対する付着力以上の印加電圧が必要であり、ＤＣ６００〜９００Ｖのバイアス電圧をかけなければならない。これに対して、本発明によれば、トナーの付着力は通常５０〜２００ｎＮであるが、搬送基板１上でホッピングしているために搬送基板１１に対する付着力が略零になるので、トナーを搬送基板１１から剥離する力が不要になり、低電圧で十分にトナーを潜像担持体側に搬送することが可能になるのである。
【００３９】
しかも、各搬送電極１０２間に印加する電圧が｜１５０〜１００｜Ｖ以下の低電圧であっても発生する電界が非常に大きい値となり、搬送電極１０２の表面に付着しているトナーを容易に剥離し、飛翔、ホッピングさせることが可能になる。また、ＯＰＣ等の感光体を帯電する時に発生するオゾン、ＮＯxが非常に少なく、又は皆無にすることができて、環境問題、感光体の耐久性に非常に有利となる。
【００４０】
従って、従来方式の現像ローラ表面、またはキャリア表面に付着しているトナーを剥離するために現像ローラと感光体の間に印加していた５００Ｖ〜数ＫＶの高電圧バイアスを必要とすることがなく、感光体の帯電電位を非常に低い値として、潜像を形成して現像することが可能になる。
【００４１】
例えば、ＯＰＣ感光体を使用し、その表面のＣＴＬ(Charge Transport Layer)の厚さが１５μｍ、その比誘電率εが３、帯電したトナーの電荷密度が（−３Ｅ−４Ｃ／ｍ２の場合、ＯＰＣ表面電位は約−１７０Ｖとなるが、この場合、搬送基板の電極への印加電圧として、０〜−１００Ｖ、デューティー５０％のパルス状駆動電圧を印加すると、平均で−５０Ｖとなり、トナーが負帯電であれば搬送基板の電極とＯＰＣ感光体との間の電界は前述した関係になる。
【００４２】
このとき、搬送基板とＯＰＣ感光体とのギャップ（間隔）が０．２〜０．３ｍｍであれば十分に現像が可能となる。トナーのＱ／Ｍ、搬送基板の電極への印加電圧、印刷速度すなわち感光体の回転速度によっても異なるが、負帯電トナーの場合、少なくとも感光体を帯電する電位は−３００Ｖ以下、または現像効率を優先した構成の場合は−１００Ｖ以下でも十分に現像を行うことができる。なお、正帯電の場合の帯電電位は＋電位となる。
【００４３】
ところで、上述したＥＴＨ現像は、搬送基板１１上でトナーをホッピングさせることによって、搬送基板１１との吸着力を０にすることで現像を行うものであるが、単に搬送基板上でトナーをホッピングにさせるだけでは、ホッピングしたトナーが潜像担持体側への進行性を有しているとしても、潜像担持体の潜像に付着することの確実性が保証されず、トナー飛散が生じる。
【００４４】
そこで、本発明は、ＥＴＨ現像について、ホッピングしたトナーが潜像担持体の潜像の画像部に対して選択的に確実に付着し、かつ、非画像部には付着しない、すなわち地汚れが生じない条件を見出したものである。
【００４５】
すなわち、潜像担持体の潜像の電位（表面電位）と搬送基板に印加する電位（発生させる電界）との関係を所定の関係に設定する、つまり、上述したように、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。これにより、潜像の画像部に対してはトナーが確実に付着し、非画像部に向かうトナーは搬送基板側に押し返されるので、搬送基板からホッピングしたトナーが効率的に現像に利用され、飛散を防止でき低電圧駆動による高品質現像を可能にすることができる。
【００４６】
この場合、搬送基板の搬送電極に印加する電位の平均値（平均値電位）を潜像担持体の潜像の画像部の電位と非画像部の電位との間の電位に設定することで、上述したように、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。
【００４７】
これらの図１４及び図１５で示す電界の強度は搬送電極の表面の代表点の値であり、搬送電界ＴＥの代表点ＴＥａは図１３に示す電極端部の５μｍ上方の点、ホッピング電界ＨＥの代表点ＨＥａは図１３に示す電極中央部の５μｍ上方の点とし、それぞれＸ方向、Ｙ方向のトナーに作用する一番電界の強い代表点に相当する。
【００４８】
これらの図１４及び図１５から、トナーの搬送、ホッピングに作用する力を付与できる電界としては（５Ｅ＋５）Ｖ／ｍ以上、吸着の問題がない好ましい電界としては（１Ｅ＋６）Ｖ／ｍ以上、更に十分な力を付与できるより好ましい電界としては（２Ｅ＋６）Ｖ／ｍ以上の範囲であることが分かる。
【００４９】
また、搬送電極の電極間隔Ｒについては、間隔が広くなるほど搬送方向の電界強度は低下するため、上記電界強度の範囲に対応する値としても同様で、前述したように、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、更により好ましくは２倍以上〜６倍以下である。
【００５０】
次に、図２に示すように、共通電極が搬送電極の両側にあるような時は、トナーが共通電極部にも付着することがあり、共通電極上は電界のかかる方向が一定でないため搬送領域のように連続して電界が形成されないため、付着したトナーは堆積してしまう。
【００５１】
そこで、本発明によれば、搬送電極の端と共通電極の間に、搬送電極の電極間隔以上の空隙を形成することによって、共通電極にトナーが付着することを防止することができる。
【００５２】
図１６は本発明の一実施の形態例に係る現像装置の搬送電極と共通電極の構成を示す部分拡大図である。また、図１７は本実施の形態例の現像装置における搬送基板の構成を示す平面図である。図１６において、搬送電極１０２ａと共通電極１０４ｂ、あるいは搬送電極１０２ｂと共通電極１０４ｃの空隙間隔Ｄ１は広ければ広いほど効果的であるが、搬送電極間の間隔であるスペース幅Ｓよりも広ければ、理想的には共通電極１０４ｂ，１０４ｃ上にトナーが付着することはない。しかし、実際は、電極表面が完全弾性衝突でないために実際は図１４に示すように、搬送電極間の間隔であるスペース幅Ｓを３０μｍとした場合には、搬送電極１０２ａと共通電極１０４ｂ、あるいは搬送電極１０２ｂと共通電極１０４ｃの空隙幅Ｄ１は約３倍の１００μｍ以上としたほうが望ましい。
【００５３】
このように、搬送に寄与する電界強度が、搬送領域とそれ以外の領域で差ができ、搬送したい方向の表面の電界強度が、絶縁層のある領域の表面の電界強度より大きくなり、搬送したい方向の力が強くなる。そのために電荷をもったトナーは搬送方向に動く。
【００５４】
次に、図１８は本発明の別の実施の形態例に係る現像装置の搬送電極と共通電極の構成を示す部分拡大図である。同図に示す別の実施の形態例の現像装置は、共通電極１０４ａから搬送電極１０２ａに、共通電極１０４ｂから搬送電極１０２ｂに、そして共通電極１０４ｃから搬送電極１０２ｃに、トナー搬送方向に対してそれぞれ所定の角度θ（θ＜９０°）をつけることによって、電界の方向を長手方向の内側に向かせて、トナーが共通電極１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ上に向かうことを防止して、共通電極１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃにトナーが付着することを防止できる。更に、図１８に示すように共通電極１０４ｂにつながらない現像幅よりも大きい部分の電極の長さＤ２を、搬送電極１０２ａと共通電極１０４ｂや搬送電極１０２ｃと共通電極１０４ｂの間隔である空隙幅Ｄ１よりも小さくする。内側に向かう力が外側に向かう力より大きくなり、トナーが外に飛散しなくなる。このときは、空隙幅Ｄ１を２００μｍとして、共通電極１０４ｂにつながらない現像幅よりも大きい部分の電極の長さＤ２を１００μｍとした。このように電界が搬送方向に向かう力を大きくして、外側の共通電極１０４ｂへの方向に向かう力を小さくすることにより共通電極１０４ｂにトナーが付着することを防止できる。なお、共通電極１０４ｃに対してもＤ１’＞Ｄ２’とする。
【００５５】
なお、使用するトナーは粉砕トナーのように不定形であってもトナーが飛散したり共通電極に付着したりすることを防止できるが、円形度９６％以上の球形トナーを使用することにより表面形状のばらつきを、粉砕トナーのような不定形なトナーと比較して少なくできるのでより均一な搬送が可能になる。つまり、円形度が９６％より低い場合にトナーが基板と衝突のしたときの反発の方向がランダムになり、搬送方向から外れるトナーが生じてしまうので、共通電極までの距離Ｄ１及びＤ１’を大きくする必要があるが、このように円形度を規定することでトナーの共通電極部への散逸を比較的小さな距離で防止することが可能となる。また、同様に基板の表面性を表わす平均粗さ（Ｒａ）がトナー径以下にすることによって、トナーが基板と衝突したときに、跳ね返る方向が安定し、電界に従った運動をする。そのため、上記のようにトナーの共通電極への散逸を防止することが可能となる。以上のように共通電極までの距離を短くすることができ、長手方向を短くすることにより現像装置の小型化が可能になる。
【００５６】
また、本発明によれば、トナーの平均粒径が２〜１０μｍ、Ｑ／Ｍが負帯電の場合には−３〜−４０μＣ／ｇ、より好ましくは、−１０〜−３０μＣ／ｇ、正帯電の場合には＋３〜＋４０μＣ／ｇ、より好ましくは、＋１０〜＋３０μＣ／ｇであるときに、特に上述した電極構成による搬送及びホッピングを効率的に行うことができた。
【００５７】
これによって、前述したように、電極をファインピッチ化した場合に、搬送電極１０２間に印加する電圧が１５０〜１００Ｖ以下の低電圧であっても発生する電界が非常に大きい値となり、搬送電極１０２の表面に付着しているトナーを容易に剥離し、飛翔、ホッピングさせることが可能になる。また、ＯＰＣ等の感光体を帯電する時に発生するオゾン、ＮＯxが非常に少なく、又は皆無にすることができて、環境問題、感光体の耐久性に非常に有利となる。
【００５８】
次に、本発明の現像装置を搭載する別の発明に係る第１の実施の形態例の画像形成装置について図１９を参照して説明する。
この画像形成装置の全体の概略及び動作を説明すると、潜像担持体である感光体ドラム２０１は基体２０２上に感光体層２０３を形成してなり、同図で矢示方向に回転駆動される。この感光体ドラム２０１は帯電装置２０４によって一様に帯電され、露光部２０５からの読み取り画像に応じたレーザ光による書き込みにより、感光体ドラム２０１の表面に静電潜像が形成される。
【００５９】
そして、この感光体ドラム２０１の表面の静電潜像は、本発明に係る現像装置２０６によってトナーが付着されて可視像化され、この可視像は、給紙カセット２０７から給紙された転写紙（記録媒体）２０８に転写電源２０９からの電圧が印加される転写コロ２１０によって転写され、この可視像が転写された転写紙２０８は、感光体ドラム２０１の表面より分離されて、定着ユニット２１１のローラ間を通って、可視像が定着され、機外の排紙トレイへと排紙される。
【００６０】
一方、転写が終了した感光体ドラム２０１の表面に残留しているトナーはクリーニング装置２１２によって除去され、感光体ドラム２０１の表面に残留している電荷は除電ランプ２１３によって消去される。
【００６１】
そこで、本発明の現像装置について説明すると、現像装置２０６内には粉体であるトナーの帯電を施す部材の一例として帯電ブラシ２１４ａ、２１４ｂの両ブラシが接触するように配置され回転動作し、トナータンク２１５から送り込まれるトナーＴは帯電ブラシ２１４ａ、２１４ｂによる摩擦を受けて帯電が施される。そして、帯電が施されたトナーＴは、搬送基板２１６に送り込まれ、この搬送基板２１６上を搬送、ホッピングされて潜像担持体２０１に対向する現像領域に送られて、所要の現像を行った後、現像に供されなったトナーＴは搬送基板２１６の終端から落下して、逆送用の搬送基板２１７によってトナーに帯電を施す部材（帯電ブラシ２１４ｂ）に逆送される。
【００６２】
なお、搬送基板２１６及び逆送用の搬送基板２１７の構成は、上述した搬送基板１１と同様であり、搬送基板２１６及び逆送用の搬送基板２１７の各電極に駆動波形を与える駆動回路の構成も図示は省略するが、現像装置の各実施形態で説明した同様である。
【００６３】
このように構成することで、飛散トナーが少なく、高い現像品質で現像を行って高画質の画像を形成することができる。
【００６４】
次に、本発明の現像装置を搭載する別の発明に係る第２の実施の形態例の画像形成装置について図２０を参照して説明する。
第２の実施の形態例の画像形成装置の全体の概略及び動作を説明すると、潜像担持体である感光体ドラム３０１（例えば、有機感光体：ＯＰＣ）は同図で時計方向に回転駆動される。コンタクトガラス３０２上に原稿を載置し、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３０３とミラー３０４とを含む走査光学系３０５と、ミラー３０６、３０７を含む走査光学系３０８とが移動して、原稿画像の読み取りが行われる。ここで、走査された原稿画像がレンズ３０９の後方に配置した画像読取素子３１０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画像処理される。そして、この画像処理をした信号でレーザーダイオードを駆動し、このレーザーダイオードからのレーザ光をポリゴンミラー３１１で反射した後、ミラー３１２を介して感光体ドラム３０１上に照射する。この感光体ドラム３０１は帯電装置３１３によって一様に帯電されており、レーザ光による書き込みにより、感光体ドラム３０１の表面に静電潜像が形成される。
【００６５】
そして、この感光体ドラム３０１表面の静電潜像は、本発明に係る現像装置３１４によってトナーが付着されて可視像化され、この可視像（トナー像）は、給紙部３１５Ａ又は３１５Ｂから給紙コロ３１６Ａ又は３１６Ｂで給紙された転写紙（記録媒体）３１７に転写チャージャ３１８のコロナ放電により転写される。この可視像が転写された転写紙３１７は、分離チャージャ３１９により感光体ドラム３０１の表面より分離されて、搬送ベルト３２０によって搬送され、定着ローラ対３２１の圧接部を通って、可視像が定着され、機外の排紙トレイ３２２へと排紙される。
【００６６】
一方、転写が終了した感光体ドラム３０１の表面に残留しているトナーはクリーニング装置３２３によって除去され、感光体ドラム３０１の表面に残留している電荷は除電ランプ３２４によって消去される。
【００６７】
図２０の現像装置３１４は、図２１に示すように、トナーを収納するトナーホッパ部３２５と、このトナーホッパ部３２５内のトナーを攪拌するアジテータ３２６と、トナーホッパ部３２５内のトナーを帯電させてトナーボックス部３２７に供給する帯電ローラ３２８及びこの帯電ローラ３２８の周面に接触させて配置したドクターブレード３２９とを備えている。また、トナーボックス部３２５内に供給されたトナーを現像のために搬送、ホッポングするために搬送する搬送基板３３０と、この搬送基板３３０の終端から落下する現像に供されなかったトナーを、帯電を施す部材である帯電ローラ３２８に戻す方向に搬送する逆送用の搬送基板３３１とを備えている。
【００６８】
なお、上記第１の実施の形態例でも述べたとおり、搬送基板３３０及び逆送用の搬送基板３３１の構成は、上述した搬送基板１１と同様であり、搬送基板３３０及び逆送用の搬送基板３３１の各搬送電極に駆動波形を与える駆動回路の構成も図示は省略するが、上述した現像装置の各実施の形態例で説明した同様である。
【００６９】
このように構成することで、飛散トナーが少なく、高い現像品質で現像を行って高画質の画像を形成することができる。
【００７０】
次に、別の発明に係るプロセスカートリッジを備えた、第３の実施の形態例の画像形成装置について、図２２及び図２３を参照して簡単に説明する。なお、図２２はプロセスカートリッジを備えた画像形成装置の概略構成図、図２３はプロセスカートリッジの概略構成図である。
【００７１】
図２２に示す画像形成装置４００は、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｂｋ）の４色でフルカラー画像を形成するレーザプリンタの一例であり、各色用の画像信号に応じたレーザビームを出射する４つの光書込装置４０１−Ｍ、４０１−Ｃ、４０１−Ｙ、４０１−Ｂｋ（以下、光書込装置４０１と総称する）と、作像用の４つのプロセスカートリッジ４０２−Ｍ、４０２−Ｃ、４０２−Ｙ、４０２−Ｂｋ（以下、プロセスカートリッジ５０２と総称する）と、画像が転写される記録用紙を収納する給紙カセット４０３と、給紙カセット４０３から記録用紙を給紙する給紙ローラ４０４と、記録用紙を所定のタイミングで搬送するレジストローラ４０５と、記録用紙を各プロセスカートリッジの転写部に搬送する転写ベルト４０６と、記録用紙に転写された画像を定着する定着ベルト４０７と加圧ローラ４０８からなる定着装置４０９と、定着後の記録用紙を排紙トレイ４１１に排紙する排紙ローラ４１０等を備えた構成となっている。
【００７２】
４つのプロセスカートリッジからなるプロセスカートリッジ４０２は、図２３に示すように、各プロセスカートリッジ４０２は、ケース内に像担持体であるドラム状の感光体４１２と、帯電ローラ４１３と、本発明に係る現像装置４１４と、クリーニングブレード４１５等を一体に備え、画像形成装置の本体に対して着脱可能に構成している。現像装置４１４を着脱自在であるプロセスカートリッジ４０２内に具備させることにより、メンテナンス性の向上、他の装置との一体交換を容易に行うことができるようになる。
【００７３】
また、現像装置４１４内には、トナー供給ローラ４１６、帯電ローラ４１７、搬送基板４１８、搬送基板４１８へのトナー送り込み基板４１９、回収トナーを戻すトナー戻しローラ４２０が設けられており、各色のトナーが収納されている。また、プロセスカートリッジ４０２の背面側には、光書込装置４０１からのレーザビームが入射される窓口となるスリット４２１が設けられている。
【００７４】
各光書き込み装置４０１−Ｍ、４０１−Ｃ、４０１−Ｙ、４０１−Ｂｋは、半導体レーザ、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、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ビームを出射し、各プロセスカートリッジ４０２−Ｍ、４０２−Ｃ、４０２−Ｙ、４０２−Ｂｋの感光体４１２上を走査し、静電荷像（静電潜像）を書き込む。
【００７５】
そして、画像形成が開始されると、各プロセスカートリッジ４０２−Ｍ、４０２−Ｃ、４０２−Ｙ、４０２−Ｂｋの感光体４１２が帯電ローラ４１３で均一に帯電され、各光書込装置４０１−Ｍ、４０１−Ｃ、４０１−Ｙ、４０１−Ｂｋから画像データに応じたレーザビームが照射されて各感光体上に各色の静電潜像が形成される。
【００７６】
この感光体４１２上に形成された静電潜像は、現像装置４１４の搬送基板４１８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。また、現像に供されなかったトナーは搬送基板４１８で搬送されてトナー戻しローラ４２０によってトナー送り込み基板４１９の入口側に戻される。このように、本発明に係る現像装置によって現像を行うことで、前述したように高品質の画像を形成することができる。
【００７７】
一方、各プロセスカートリッジ４０２−Ｂｋ、４０２−Ｙ、４０２−Ｃ、４０２−Ｍの各色の画像形成に同期して、供給カセット４０３内の記録用紙が供給ローラ４０４で給紙され、レジストローラ４０５により所定のタイミングで転写ベルト４０６に向けて搬送される。そして、記録用紙は転写ベルト４０６に担持されて４つのプロセスカートリッジ４０２−Ｂｋ、４０２−Ｙ、４０２−Ｃ、４０２−Ｍの感光体４１２に向けて順次搬送され、各感光体上のＢｋ、Ｙ、Ｃ、Ｍの各色のトナー像が順次重ね合わせて転写される。４色のトナー像が転写された記録用紙は、定着装置４０９に搬送され、４色のトナー像からなるカラー画像が定着されて排紙トレイ４１１に排紙される。
【００７８】
次に、別の発明に係るプロセスカートリッジを備えた、第４の実施の形態例の画像形成装置について、図２４及び図２５を参照して簡単に説明する。なお、図２４はプロセスカートリッジを備えた画像形成装置の概略構成図、図２５はプロセスカートリッジの概略構成図である。
【００７９】
図２４に示す画像形成装置５００は、水平に延在する転写ベルト（像担持体）５０１に沿って、各色のプロセスカ−トリッジ５０２−Ｙ、５０２−Ｍ、５０２−Ｃ、５０２−Ｂｋ（以下、プロセスカートリッジ５０２と総称する）を並置したタンデム方式のカラー画像形成装置である。なお、プロセスカートリッジ５０２は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順で説明したが、この順番に特定されるものではなく、どの順番で並置してもよい。
【００８０】
そして、図２５に示すプロセスカ−トリッジ５０２は、像担持体５０５、帯電手段５０６、搬送基板５０７を含む本発明に係る現像装置５０８、クリーニング装置５０９等の構成要素のうち、複数のものをプロセスカートリッジとして一体に結合して構成し、このプロセスカートリッジを複写機やプリンタ等の画像形成装置本体に対して着脱可能に構成している。
【００８１】
通常、カラーの画像形成装置は複数の画像形成部を有するため装置が大きくなってしまう。また、現像装置、クリーニングや帯電などの各ユニットが個別で故障したり、寿命による交換時期がきた場合は、装置が複雑でユニットの交換に非常に手間がかかっていた。
【００８２】
そこで、少なくとも像担持体と現像装置の構成要素をプロセスカートリッジ５０２として一体に結合して構成することによって、ユーザによる交換も可能な小型で高耐久のカラー画像形成装置を提供することができる。
【００８３】
ここで、各色のプロセスカートリッジ５０２−Ｙ、５０２−Ｍ、５０２−Ｃ、５２０−Ｂｋで現像された像担持体５０５上の現像トナーは水平に延在する転写電圧が印加された転写ベルト５０１に順次転写される。
【００８４】
このようにイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと画像の形成が行なわれ、転写ベルト５０１上に多重に転写され、転写手段５０３で転写材５０４にまとめて転写される。そして、転写材５０４上の多重トナー像は図示しない定着装置によって定着される。
【００８５】
上記各実施の形態例の画像形成装置は、いずれも本発明に係る現像装置を備えているので、装置の小型化、低コスト化を図れ、トナー飛散などもなく、画像品質を向上することができる。
【００８６】
なお、上記実施の形態例においては、粉体としてトナーを例に説明しているが、トナー以外の粉体を搬送するための装置などにも同様に適用することができる。また、搬送電極に印加する駆動信号は３相を例に説明しているが、４相、６相などのｎ相（ｎは２以上の正の整数）でもよい。また、搬送基板を円筒状にすることにより、搬送基板からのトナー回収が、小型化が可能になり、利用効率も向上する。
【００８７】
また、本発明は上記実施の形態例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内の記載であれば多種の変形や置換可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の現像装置の構成を示す概略図である。
【図２】本発明の現像装置の搬送基板の平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ’線断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ’線断面図である。
【図５】図２のＣ−Ｃ’線断面図である。
【図６】図２のＤ−Ｄ’線断面図である。
【図７】搬送基板に与える駆動波形の一例を示す波形図である。
【図８】粉体の搬送及びホッピングの様子を示す概略図である。
【図９】図１の駆動回路の一例を示すブロック図である。
【図１０】搬送電圧パターン及び回収搬送電圧パターンの駆動波形の一例を示すタイムチャートである。
【図１１】ホッピング電圧パターンの駆動波形の一例を示すタイムチャートである。
【図１２】ホッピング電圧パターンの駆動波形の他の例を示すタイムチャートである。
【図１３】本発明の現像装置の搬送基板の電極幅及び電極間隔を示す図である。
【図１４】電極幅と０Ｖ電極端の電界（Ｘ方向）の関係の一例を示す特性図である。
【図１５】電極幅と０Ｖ電極端の電界（Ｙ方向）の関係の一例を示す特性図である。
【図１６】本発明の一実施の形態例に係る現像装置の搬送電極と共通電極の構成を示す部分拡大図である。
【図１７】本実施の形態例の現像装置における搬送基板の構成を示す平面図である。
【図１８】本発明の他の実施の形態例に係る現像装置の搬送電極と共通電極の構成を示す部分拡大図である。
【図１９】別の発明に係る第１の実施の形態例に係る画像形成装置の構成を示す概略構成図である。
【図２０】別の発明に係る第２の実施の形態例に係る画像形成装置の構成を示す概略構成図である。
【図２１】図２０の現像装置の構成を示す拡大概略構成図である。
【図２２】別の発明に係る第３の実施の形態例に係る画像形成装置の構成を示す概略構成図である。
【図２３】図２２の現像装置を含むプロセスカートリッジの構成を示す拡大概略構成図である。
【図２４】別の発明に係る第４の実施の形態例に係る画像形成装置の構成を示す概略構成図である。
【図２５】図２４の現像装置を含むプロセスカートリッジの構成を示す拡大概略構成図である。
【符号の説明】
【００８９】
１０，２０６，３１４；現像装置、
１１，２１６，２１７，３３０，３３１，４１８，５０７；搬送基板、
１２；駆動回路、２０；感光体ドラム、２１；パスル信号発生回路、
２２ａ〜２２ｃ、２３ａ〜２３ｃ；波形増幅器、
１０１；支持基板、１０２；搬送電極、１０３；表面保護層、
１０４；共通電極、１０５；層間絶縁膜、１０６；コンタクトホール、
２００，３００，４００，５００；画像形成装置、
４０２，５０２；プロセスカートリッジ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関し、詳細にはＥＴＨ（Electrostatic Transport & Hopping）現象を用いて、搬送電極の電極間隔と共通電極までの距離を制御して搬送中の飛散トナーと共通電極のトナー付着を低減可能な、現像装置、この現像装置を備えたプロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写装置、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置として、電子写真式プロセスを用いて、潜像担持体に潜像を形成し、この潜像に粉体である現像剤（以下、トナーと称す）を付着させて現像してトナー像として可視像化し、このトナー像を記録媒体に転写し、あるいは中間転写部材に一旦転写した後記録媒体に転写することで画像を形成するものがある。
【０００３】
このような画像形成装置において、潜像担持体に形成された潜像を現像する現像装置として、従来から、現像装置内で攪拌させたトナーを現像剤担持体である現像ローラの表面に担持し、当該現像ローラを回転させることによって潜像担持体の表面に対して対向する位置まで搬送し、潜像担持体の潜像を現像する。そして、現像終了後、潜像担持体に転写しなかったトナーは現像ローラの回転により現像装置内に回収され、新たにトナーを攪拌・帯電して再び現像ローラに担持して搬送するようにしたものが知られている。
【０００４】
一方、現在、潜像担持体に現像ローラを接触させずに現像を行う非接触方式の現像装置が注目されている。その一つに、進行波電界を利用した方法が提案されている。このような進行波電界を利用する現像装置においては、その現像剤搬送部材上における各電極の配列方向と直交する幅方向の外側（現像剤搬送部材の搬送方向と直交する幅方向の両側）にそれぞれ配線パターンが設けられている。その場合、配線パターンが位置する領域では、各電極の外側に位置しているために進行波電界条件が形成されておらず、この領域に現像剤が入り込むと、現像剤の飛散や固着が発生する恐れがある。このような問題点を解決する提案の一つとしての特許文献１によれば、静電潜像をその表面に担持している像担持体に対向する現像領域に配置し、基材上に所定間隔を存して複数配列された電極を表面保護層によって被覆してなる現像剤搬送部材を備え、各電極に対する多相電圧の印加により形成される進行波電界によって現像剤を現像剤搬送部材上で搬送するようにした現像装置において、上記現像剤搬送部材上に現像剤を供給する供給部材を設けている。そして、上記各電極の配列方向と直交する幅方向の有効電極幅Ｌｅと、上記供給部材上における現像剤存在領域の現像剤供給方向と直交する幅方向の長さＬｔとを、Ｌｔ＜Ｌｅの関係を満たすように設定する。このように供給幅を搬送幅より狭めることで、搬送領域外にトナーが散逸するのを防止している。
【特許文献１】特許第３，６３９，５４５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１では、トナーを搬送すると配線電極にも電界がかかっているために、搬送領域よりも長手方向で、幅広くトナーが搬送されてしまい、配線パターンが位置する領域まで、トナーが進入してしまう。また、進行波に載せてトナーを搬送する現像装置は進行波が並んで発生している部分は問題なく搬送されるが、エッジ部はバスライン（共通電極）があり、その部分には進行方向に電極が並んでいないためトナーが付着すると動かなくなって堆積していく。
また、従来の画像形成装置は搬送時にトナーがホッピングするが、その方向は必ずしも一定ではない。空気の抵抗や、電界の方向によってむしろ広がる方向にある。搬送方向が広がると、進行波が形成できない共通電極上や、更に外側の長手方向のエッジ部まで広がってしまい、最悪、画像形成装置の機内にトナーを飛散させてしまう。
更に、電極には進行波が発生しているので、ほとんどのトナーは電界にしたがって進行方向に向かう。しかし、電極のエッジ部では、次の電界がかかる部分が小さくなるので、共通電極の方向に向かうトナーが発生したりする。トナーは電界によるクーロン力で、引き付けられるので、電界の方向に制限を加えて、長手方向外側に力が向かわないようにすればよい。
【０００６】
本発明はこれらの問題点を解決するためのものであり、ＥＴＨ（Electrostatic Transport & Hopping）現象を用いて、搬送中の飛散粉体を低減できる、現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００７】
ここで、ＥＴＨ現象とは、粉体が移相電界のエネルギーを与えられ、そのエネルギーが機械的なエネルギーに変換されて、粉体自身が動的に変動する現象をいう。このＥＴＨ現象は、静電気力による粉体の水平方向の移動（搬送）と垂直方向の移動（ホッピング）を含む現象であり、静電搬送部材の表面を、移相電界によって粉体が進行方向の成分を持って飛び跳ねる現象であり、このＥＴＨ現象を用いた現像方式をＥＴＨ現像という。
【０００８】
なお、本明細書において、ＥＴＨ現象における搬送部材上の粉体の振る舞いを区別して表現する場合、基板水平方向への移動については、「搬送」、「搬送速度」、「搬送方向」、「搬送距離」という表現を使用し、基板垂直方向への飛翔（移動）については、「ホッピング」、「ホッピング速度」、「ホッピング方向」、「ホッピング高さ（距離）」という表現を使用し、搬送部材上での「搬送及びホッピング」は「移送」と総称する。なお、搬送装置、搬送基板という用語に含まれる「搬送」は「移送」と同義である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記問題点を解決するために、本発明の現像装置は、潜像担持体に対向して配置され、粉体を移動させる進行波電界を発生させるために、所定の間隔で配列された複数の搬送電極を有する搬送部材と、該搬送電極の一端に接続された共通電極を介して搬送電極に多相の電圧を印加するための電圧供給手段と、該搬送部材に粉体を供給する粉体供給手段と、過剰な粉体を回収する回収手段を具備している。そして、本発明の現像装置は、電圧供給手段により搬送電極に共通電極を介して多相の電圧を印加して搬送電界を形成し、搬送部材において当該搬送電界によって潜像担持体と対向する領域に粉体を搬送して潜像担持体上に粉体を付着させて潜像担持体上の潜像を現像する。更に、本発明の現像装置は、共通電極と搬送電極の一端の空隙間隔が搬送電極間の間隔より大きいことに特徴がある。よって、内側に向かう電界を形成することによって、トナーが長手方向の内側に向かうようにすることができるので、長手方向の飛散粉体の防止と、共通電極の粉体付着を防止することができる。
【００１０】
また、潜像担持体と対向する現像領域以外の領域に相当する搬送電極の配列方向と共通電極の配列方向と成す角度を、粉体の搬送方向に対して鋭角にすることにより、内側に向かう力が外側に向かう力より大きくなり、粉体が外に飛散しなくなる。
【００１１】
更に、搬送電極における現像領域以外の領域であって、かつ搬送電極の一端の長さは空隙間隔より小さいことにより、内側に向かう力が外側に向かう力より大きくなり、粉体が外に飛散しなくなる。
【００１２】
また、搬送電極における現像領域以外の領域であって、かつ搬送電極の一端の長さは搬送電極の電極ピッチより大きいことにより、内側に向かう力が外側に向かう力より大きくなり、粉体が外に飛散しなくなる。
【００１３】
更に、別の発明としてのプロセスカートリッジは、上記の現像装置と、電子写真プロセスにおける潜像担持体、帯電手段、クリーニング手段のうちの少なくとも一つと、を少なくとも含み、画像形成装置本体に着脱自在である。よって、搬送中の飛散粉体を低減することができるプロセスカートリッジを提供できる。
【００１４】
更に、別の発明としての画像形成装置は、上記現像装置もしくは上記プロセスカートリッジを備えている。よって、搬送中の飛散粉体を低減することができる画像形成装置を提供できる。
【００１５】
また、別の発明としての画像形成装置によれば、上記プロセスカートリッジを複数備えて、高画質な多色の画像を形成することができると共に、搬送中の飛散粉体を低減することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の現像装置は共通電極と搬送電極の一端の空隙間隔が搬送電極間の間隔より大きいことにより、搬送中の飛散粉体を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は本発明の現像装置の構成を示す概略図である。同図に示す現像装置１０は、粉体であるトナーＴを搬送、ホッピング、回収するための電界を発生するための複数の搬送電極１０２を有する搬送部材である搬送基板１１を備え、この搬送基板１１の各搬送電極１０２に対しては駆動回路１２から所要の電界を発生させるためのｎ相（ｎは２以上の正の整数。ここでは３相とする。）の異なる駆動波形Ｖａ１，Ｖｂ１，Ｖｃ１及びＶａ２，Ｖｂ２，Ｖｃ２が印加される。ここでは、搬送基板１１は、駆動波形Ｖａ１，Ｖｂ１，Ｖｃ１及びＶａ２，Ｖｂ２，Ｖｃ２を与える搬送電極１０２の範囲及び潜像担持体である感光体ドラム２０との関係において、トナーＴを感光体ドラム２０の近傍まで搬送する搬送領域、感光体ドラム２０の潜像にトナーＴを付着させてトナー像を形成するための現像領域、トナーＴを搬送基板１１側に回収するための現像領域通過後の回収領域とに分けられる。
【００１８】
そして、この現像装置１０において、搬送基板１１の搬送領域ではトナーＴを感光体ドラム２０の近傍まで搬送し、現像領域では感光体ドラム２０上の潜像の画像部に対してはトナーＴが感光ドラム２０側に向かい、非画像部に対してはトナーＴが感光ドラム２０と反対側（搬送基板側）に向かう方向の電界を形成して、トナーＴを潜像に付着させて現像を行うための電界を発生し、回収領域ではトナーＴが潜像の画像部及び非画像部のいずれに対しても感光体ドラム２０と反対側（搬送基板１１側）に向かう方向の電界を形成する。
【００１９】
ここで、本発明の現像装置における搬送基板の構成について、図２〜図６を参照して詳細に説明する。なお、図２は搬送基板の平面図、図３は図２のＡ−Ａ’線断面図、図４は図２のＢ−Ｂ’線断面図、図５は図２のＣ−Ｃ’線断面図、図６は図２のＤ−Ｄ’線断面図である。
【００２０】
本発明の現像装置における搬送基板１１は、図３の支持基板１０１上に３本の搬送電極１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ（これらを搬送電極１０２と総称する）を１セットとして、図２及び図３の矢印方向のトナー搬送方向に沿って所定の間隔で、かつトナー搬送方向と略直交する方向に繰り返し形成され配置し、この上に搬送面を形成する絶縁性の搬送面形成部材となり、これらの搬送電極１０１の表面を覆う保護膜となる、無機又は有機の絶縁性材料で形成した表面保護層１０３を積層したものである。なお、ここでは、表面保護層１０３が搬送面を形成しているが、表面保護層１０３上に更に粉体（トナー）との適合性に優れた表面層を別途成膜することもできる。
【００２１】
これらの搬送電極１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃの両側には、搬送電極１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃとそれぞれ両端部で相互接続した共通電極１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ（これらを共通電極１０４と総称する）をトナー搬送方向に沿って、すなわち搬送電極１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃの各々と略直交する方向に設けている。この場合、共通電極１０４の幅（この幅は、トナー搬送方向と直交する方向の幅）は搬送電極１０２の幅（この幅は、トナー搬送方向に沿う方向の幅）よりも広くしている。なお、図２では、共通電極１０４を、搬送領域では共通電極１０４ａ１、１０４ｂ１、１０４ｃ１を、現像領域では共通電極１０４ａ２、１０４ｂ２、１０４ｃ２、回収領域では共通電極１０４ａ３、１０４ｂ３、１０４ｃ３と、区別して表記している。
【００２２】
ここでは、図４に示すように、支持基板１０１上に共通電極１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃのパターンを形成した後層間絶縁膜１０５を形成し、この層間絶縁膜１０５にコンタクトホール１０６を形成した後搬送電極１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃを形成することによって、搬送電極１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと共通電極１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃとをそれぞれ相互接続している。なお、層間絶縁膜１０５は表面保護層１０３と同じ材料でも異なる材料のいずれでも良い。また、搬送電極１０２ａと共通電極１０４ａを一体形成したパターン上に層間絶縁膜１０５を形成し、この層間絶縁膜１０５上に搬送電極１０２ｂと共通電極１０４ｂを一体形成したパターンを形成し、更に層間絶縁膜１０５を形成して、この層間絶縁膜１０５上に搬送電極１０２ｃと共通電極１０４ｃを一体形成したパターンを形成する、つまり、電極を三層構造とすることもでき、あるいは一体形成に相互接続とコンタクトホール１０６による相互接続とを混在させることもできる。
【００２３】
更に、これらの共通電極１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃには、図１の駆動回路１２からの駆動信号（駆動波形）Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃを入力するための駆動信号印加用入力端子（図示せず）を設けている。この駆動信号入力用端子は、支持基板１０１に裏面側に設けてスルーホールを介して各共通電極１０４に接続してもよいし、あるいは層間絶縁膜１０５上に設けてもよい。
【００２４】
ここで、支持基板１０１としては、ガラス基板、樹脂基板或いはセラミックス基板等の絶縁性材料からなる基板、或いはＳＵＳなどの導電性材料からなる基板にＳｉＯ２等の絶縁膜を成膜したもの、ポリイミドフィルムなどのフレキシブルに変形可能な材料からなる基板などを用いることができる。
【００２５】
また、搬送電極１０２は、支持基板１０１上にＡｌ、Ｎｉ−Ｃｒ等の導電性材料を０．１〜１０μｍ厚、好ましくは０．５〜２．０μｍで成膜し、これをフォトリソ技術等を用いて所要の電極形状にパターン化して形成している。これらの複数の搬送電極１０２の粉体進行方向における幅Ｌは移動させる粉体の平均粒径の１倍以上２０倍以下とし、かつ搬送電極１０２の粉体進行方向の間隔Ｒも移動させる粉体の平均粒径の１倍以上２０倍以下としている。
【００２６】
次に、このように構成した搬送基板１１におけるトナーの静電搬送の原理について説明する。搬送基板１１の複数の搬送電極１０２に対してｎ相（ｎは２以上の正の整数）の駆動波形を印加することにより、複数の搬送電極１０２によって移相電界（進行波電界）が発生し、搬送基板１１上の帯電したトナーは反発力及び／又は吸引力を受けて移送方向にホッピングと搬送を含んで移動する。
【００２７】
例えば、搬送基板１１の複数の搬送電極１０２に対して図７に示すようにグランドＧ（０Ｖ）と正の電圧＋との間で変化する３相のパルス状駆動波形（駆動信号）Ａ（Ａ相）、Ｂ（Ｂ相）、Ｃ（Ｃ相）を、タイミングをずらして印加する。
【００２８】
このとき、図８に示すように、搬送基板１１上に負帯電のトナーＴがあり、搬送基板１１の連続した複数の搬送電極１０２に同図に（１）で示すようにそれぞれ「Ｇ」、「Ｇ」、「＋」、「Ｇ」、「Ｇ」が印加されたとすると、負帯電のトナーＴは「＋」の搬送電極１０２上に位置する。
【００２９】
次のタイミングで複数の搬送電極１０２には（２）に示すようにそれぞれ「＋」、「Ｇ」、「Ｇ」、「＋」、「Ｇ」が印加され、負帯電のトナーＴには同図で左側の「Ｇ」の搬送電極１０２との間で反発力が、右側の「＋」の搬送電極１０２との間で吸引力がそれぞれ作用するので、負帯電のトナーＴは「＋」の搬送電極１０２側に移動する。さらに、次のタイミングで複数の搬送電極１０２には（３）に示すようにそれぞれ「Ｇ」、「＋」、「Ｇ」、「Ｇ」、「＋」が印加され、負帯電のトナーＴには同様に反発力と吸引力がそれぞれ作用するので、負帯電のトナーＴは更に「＋」の搬送電極１０２側に移動する。
【００３０】
このように複数の搬送電極１０２に電圧の変化する複相の駆動波形を印加することで、搬送基板１上には進行波電界が発生し、この進行波電界の進行方向に負帯電のトナーＴは搬送及びホッピングを行いながら移動する。なお、正帯電のトナーＴの場合には駆動波形の変化パターンを逆にすることで同様に同方向に移動する。
【００３１】
次に、図１の駆動回路の全体構成について図９を参照して説明する。この駆動回路１２は、パルス信号を生成出力するパスル信号発生回路２１と、このパルス信号発生回路２１からのパルス信号を入力して駆動波形Ｖａ１、Ｖｂ１、Ｖｃ１を生成出力する波形増幅器２２ａ、２２ｂ、２２ｃと、パルス信号発生回路２１からのパルス信号を入力して駆動波形Ｖａ２、Ｖｂ２、Ｖｃ２を生成出力する波形増幅器２３ａ、２３ｂ、２３ｃとを含んで構成されている。そして、パルス信号発生回路２１は、例えばロジックレベルの入力パルスを受けて、各１２０°に位相シフトした２組のパルスで、次段の波形増幅器２２ａ〜２２ｃ、２３ａ〜２３ｃに含まれるスイッチング手段（図示せず）、例えばトランジスタを駆動して１００Ｖ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。
【００３２】
また、波形増幅器２２ａ、２２ｂ、２２ｃは、図１の搬送領域の各搬送電極１０２及び回収領域の各搬送電極１０２に対して、例えば図１０に示すように、各相の＋１００Ｖの印加時間ｔａを繰り返し周期ｔｆの１／３である約３３％に設定した（以下、これを「搬送電圧パターン」又は「回収搬送電圧パターン」と称す）３相の駆動波形（駆動パルス）Ｖａ１、Ｖｂ１、Ｖｃ１を印加する。更に、波形増幅器２３ａ、２３ｂ、２３ｃは、図１の現像領域の各搬送電極１０２に対して、例えば図１１又は図１２に示すように、各相の＋１００Ｖ又は０Ｖの印加時間ｔａを繰り返し周期ｔｆの２／３である約６７％に設定した（以下、これを「ホッピング電圧パターン」と称す）３相の駆動波形（駆動パルス）Ｖａ２、Ｖｂ２、Ｖｃ２を印加する。
【００３３】
以上の説明のように、ＥＴＨ現像ではトナーをホッピングさせることによって潜像担持体の静電潜像を一成分現像方式で反転現像を行うことができる。すなわち、現像領域で、トナーが潜像の画像部に対しては潜像担持体側に向かい、非画像部に対してはトナーが潜像担持体と反対側に向かう方向の電界を形成する手段を備えることによって現像を行うことができる。
【００３４】
例えば、図１２に示すホッピング電圧パターンの駆動波形のように、０〜−１００Ｖで遷移するパルス状電圧波形である場合、潜像担持体上の非画像部電位が−１００Ｖより低いときには、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潜像担持体と反対側に向かうことになる。この場合、潜像の非画像部の電位を−１５０Ｖや後述する−１７０Ｖとした場合に、トナーが潜像担持体側に向かうことが確認された。
【００３５】
また、ホッピング電圧パターンの駆動波形が２０Ｖ〜−８０Ｖで遷移するパルス状電圧波形である場合、画像部の電位を約０Ｖ、非画像部の電位が−１１０Ｖのときにも、パルス状駆動波形のローレベルの電位が潜像の画像部電位と非画像部電位との間にあるので、同様に、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潜像担持体と反対側に向かうことになる。
【００３６】
要するに、パルス状駆動波形のローレベルの電位を潜像の画像部の電位と非画像部の電位との間の電位に設定することで、非画像部へのトナーの付着を防止し、高品質の現像を行うことができる。
【００３７】
このように、ＥＴＨ現像においては、トナーがホッピングしていることにより潜像の画像部に対してトナーが吸引付着し、非画像部ではトナーが反発されて付着されないので、トナーによる潜像の現像を行うことができ、このとき、既にホッピングしているトナーは搬送基板１１との間で吸着力が生じないため、容易に潜像担持体側に搬送することができ、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ようになる。
【００３８】
すなわち、従来の所謂ジャンピング現像方式にあっては、現像ローラから帯電トナーを剥離させて感光体に搬送させるには、トナーの現像ローラに対する付着力以上の印加電圧が必要であり、ＤＣ６００〜９００Ｖのバイアス電圧をかけなければならない。これに対して、本発明によれば、トナーの付着力は通常５０〜２００ｎＮであるが、搬送基板１上でホッピングしているために搬送基板１１に対する付着力が略零になるので、トナーを搬送基板１１から剥離する力が不要になり、低電圧で十分にトナーを潜像担持体側に搬送することが可能になるのである。
【００３９】
しかも、各搬送電極１０２間に印加する電圧が｜１５０〜１００｜Ｖ以下の低電圧であっても発生する電界が非常に大きい値となり、搬送電極１０２の表面に付着しているトナーを容易に剥離し、飛翔、ホッピングさせることが可能になる。また、ＯＰＣ等の感光体を帯電する時に発生するオゾン、ＮＯxが非常に少なく、又は皆無にすることができて、環境問題、感光体の耐久性に非常に有利となる。
【００４０】
従って、従来方式の現像ローラ表面、またはキャリア表面に付着しているトナーを剥離するために現像ローラと感光体の間に印加していた５００Ｖ〜数ＫＶの高電圧バイアスを必要とすることがなく、感光体の帯電電位を非常に低い値として、潜像を形成して現像することが可能になる。
【００４１】
例えば、ＯＰＣ感光体を使用し、その表面のＣＴＬ(Charge Transport Layer)の厚さが１５μｍ、その比誘電率εが３、帯電したトナーの電荷密度が（−３Ｅ−４Ｃ／ｍ２の場合、ＯＰＣ表面電位は約−１７０Ｖとなるが、この場合、搬送基板の電極への印加電圧として、０〜−１００Ｖ、デューティー５０％のパルス状駆動電圧を印加すると、平均で−５０Ｖとなり、トナーが負帯電であれば搬送基板の電極とＯＰＣ感光体との間の電界は前述した関係になる。
【００４２】
このとき、搬送基板とＯＰＣ感光体とのギャップ（間隔）が０．２〜０．３ｍｍであれば十分に現像が可能となる。トナーのＱ／Ｍ、搬送基板の電極への印加電圧、印刷速度すなわち感光体の回転速度によっても異なるが、負帯電トナーの場合、少なくとも感光体を帯電する電位は−３００Ｖ以下、または現像効率を優先した構成の場合は−１００Ｖ以下でも十分に現像を行うことができる。なお、正帯電の場合の帯電電位は＋電位となる。
【００４３】
ところで、上述したＥＴＨ現像は、搬送基板１１上でトナーをホッピングさせることによって、搬送基板１１との吸着力を０にすることで現像を行うものであるが、単に搬送基板上でトナーをホッピングにさせるだけでは、ホッピングしたトナーが潜像担持体側への進行性を有しているとしても、潜像担持体の潜像に付着することの確実性が保証されず、トナー飛散が生じる。
【００４４】
そこで、本発明は、ＥＴＨ現像について、ホッピングしたトナーが潜像担持体の潜像の画像部に対して選択的に確実に付着し、かつ、非画像部には付着しない、すなわち地汚れが生じない条件を見出したものである。
【００４５】
すなわち、潜像担持体の潜像の電位（表面電位）と搬送基板に印加する電位（発生させる電界）との関係を所定の関係に設定する、つまり、上述したように、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。これにより、潜像の画像部に対してはトナーが確実に付着し、非画像部に向かうトナーは搬送基板側に押し返されるので、搬送基板からホッピングしたトナーが効率的に現像に利用され、飛散を防止でき低電圧駆動による高品質現像を可能にすることができる。
【００４６】
この場合、搬送基板の搬送電極に印加する電位の平均値（平均値電位）を潜像担持体の潜像の画像部の電位と非画像部の電位との間の電位に設定することで、上述したように、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。
【００４７】
これらの図１４及び図１５で示す電界の強度は搬送電極の表面の代表点の値であり、搬送電界ＴＥの代表点ＴＥａは図１３に示す電極端部の５μｍ上方の点、ホッピング電界ＨＥの代表点ＨＥａは図１３に示す電極中央部の５μｍ上方の点とし、それぞれＸ方向、Ｙ方向のトナーに作用する一番電界の強い代表点に相当する。
【００４８】
これらの図１４及び図１５から、トナーの搬送、ホッピングに作用する力を付与できる電界としては（５Ｅ＋５）Ｖ／ｍ以上、吸着の問題がない好ましい電界としては（１Ｅ＋６）Ｖ／ｍ以上、更に十分な力を付与できるより好ましい電界としては（２Ｅ＋６）Ｖ／ｍ以上の範囲であることが分かる。
【００４９】
また、搬送電極の電極間隔Ｒについては、間隔が広くなるほど搬送方向の電界強度は低下するため、上記電界強度の範囲に対応する値としても同様で、前述したように、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、更により好ましくは２倍以上〜６倍以下である。
【００５０】
次に、図２に示すように、共通電極が搬送電極の両側にあるような時は、トナーが共通電極部にも付着することがあり、共通電極上は電界のかかる方向が一定でないため搬送領域のように連続して電界が形成されないため、付着したトナーは堆積してしまう。
【００５１】
そこで、本発明によれば、搬送電極の端と共通電極の間に、搬送電極の電極間隔以上の空隙を形成することによって、共通電極にトナーが付着することを防止することができる。
【００５２】
図１６は本発明の一実施の形態例に係る現像装置の搬送電極と共通電極の構成を示す部分拡大図である。また、図１７は本実施の形態例の現像装置における搬送基板の構成を示す平面図である。図１６において、搬送電極１０２ａと共通電極１０４ｂ、あるいは搬送電極１０２ｂと共通電極１０４ｃの空隙間隔Ｄ１は広ければ広いほど効果的であるが、搬送電極間の間隔であるスペース幅Ｓよりも広ければ、理想的には共通電極１０４ｂ，１０４ｃ上にトナーが付着することはない。しかし、実際は、電極表面が完全弾性衝突でないために実際は図１４に示すように、搬送電極間の間隔であるスペース幅Ｓを３０μｍとした場合には、搬送電極１０２ａと共通電極１０４ｂ、あるいは搬送電極１０２ｂと共通電極１０４ｃの空隙幅Ｄ１は約３倍の１００μｍ以上としたほうが望ましい。
【００５３】
このように、搬送に寄与する電界強度が、搬送領域とそれ以外の領域で差ができ、搬送したい方向の表面の電界強度が、絶縁層のある領域の表面の電界強度より大きくなり、搬送したい方向の力が強くなる。そのために電荷をもったトナーは搬送方向に動く。
【００５４】
次に、図１８は本発明の別の実施の形態例に係る現像装置の搬送電極と共通電極の構成を示す部分拡大図である。同図に示す別の実施の形態例の現像装置は、共通電極１０４ａから搬送電極１０２ａに、共通電極１０４ｂから搬送電極１０２ｂに、そして共通電極１０４ｃから搬送電極１０２ｃに、トナー搬送方向に対してそれぞれ所定の角度θ（θ＜９０°）をつけることによって、電界の方向を長手方向の内側に向かせて、トナーが共通電極１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ上に向かうことを防止して、共通電極１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃにトナーが付着することを防止できる。更に、図１８に示すように共通電極１０４ｂにつながらない現像幅よりも大きい部分の電極の長さＤ２を、搬送電極１０２ａと共通電極１０４ｂや搬送電極１０２ｃと共通電極１０４ｂの間隔である空隙幅Ｄ１よりも小さくする。内側に向かう力が外側に向かう力より大きくなり、トナーが外に飛散しなくなる。このときは、空隙幅Ｄ１を２００μｍとして、共通電極１０４ｂにつながらない現像幅よりも大きい部分の電極の長さＤ２を１００μｍとした。このように電界が搬送方向に向かう力を大きくして、外側の共通電極１０４ｂへの方向に向かう力を小さくすることにより共通電極１０４ｂにトナーが付着することを防止できる。なお、共通電極１０４ｃに対してもＤ１’＞Ｄ２’とする。
【００５５】
なお、使用するトナーは粉砕トナーのように不定形であってもトナーが飛散したり共通電極に付着したりすることを防止できるが、円形度９６％以上の球形トナーを使用することにより表面形状のばらつきを、粉砕トナーのような不定形なトナーと比較して少なくできるのでより均一な搬送が可能になる。つまり、円形度が９６％より低い場合にトナーが基板と衝突のしたときの反発の方向がランダムになり、搬送方向から外れるトナーが生じてしまうので、共通電極までの距離Ｄ１及びＤ１’を大きくする必要があるが、このように円形度を規定することでトナーの共通電極部への散逸を比較的小さな距離で防止することが可能となる。また、同様に基板の表面性を表わす平均粗さ（Ｒａ）がトナー径以下にすることによって、トナーが基板と衝突したときに、跳ね返る方向が安定し、電界に従った運動をする。そのため、上記のようにトナーの共通電極への散逸を防止することが可能となる。以上のように共通電極までの距離を短くすることができ、長手方向を短くすることにより現像装置の小型化が可能になる。
【００５６】
また、本発明によれば、トナーの平均粒径が２〜１０μｍ、Ｑ／Ｍが負帯電の場合には−３〜−４０μＣ／ｇ、より好ましくは、−１０〜−３０μＣ／ｇ、正帯電の場合には＋３〜＋４０μＣ／ｇ、より好ましくは、＋１０〜＋３０μＣ／ｇであるときに、特に上述した電極構成による搬送及びホッピングを効率的に行うことができた。
【００５７】
これによって、前述したように、電極をファインピッチ化した場合に、搬送電極１０２間に印加する電圧が１５０〜１００Ｖ以下の低電圧であっても発生する電界が非常に大きい値となり、搬送電極１０２の表面に付着しているトナーを容易に剥離し、飛翔、ホッピングさせることが可能になる。また、ＯＰＣ等の感光体を帯電する時に発生するオゾン、ＮＯxが非常に少なく、又は皆無にすることができて、環境問題、感光体の耐久性に非常に有利となる。
【００５８】
次に、本発明の現像装置を搭載する別の発明に係る第１の実施の形態例の画像形成装置について図１９を参照して説明する。
この画像形成装置の全体の概略及び動作を説明すると、潜像担持体である感光体ドラム２０１は基体２０２上に感光体層２０３を形成してなり、同図で矢示方向に回転駆動される。この感光体ドラム２０１は帯電装置２０４によって一様に帯電され、露光部２０５からの読み取り画像に応じたレーザ光による書き込みにより、感光体ドラム２０１の表面に静電潜像が形成される。
【００５９】
そして、この感光体ドラム２０１の表面の静電潜像は、本発明に係る現像装置２０６によってトナーが付着されて可視像化され、この可視像は、給紙カセット２０７から給紙された転写紙（記録媒体）２０８に転写電源２０９からの電圧が印加される転写コロ２１０によって転写され、この可視像が転写された転写紙２０８は、感光体ドラム２０１の表面より分離されて、定着ユニット２１１のローラ間を通って、可視像が定着され、機外の排紙トレイへと排紙される。
【００６０】
一方、転写が終了した感光体ドラム２０１の表面に残留しているトナーはクリーニング装置２１２によって除去され、感光体ドラム２０１の表面に残留している電荷は除電ランプ２１３によって消去される。
【００６１】
そこで、本発明の現像装置について説明すると、現像装置２０６内には粉体であるトナーの帯電を施す部材の一例として帯電ブラシ２１４ａ、２１４ｂの両ブラシが接触するように配置され回転動作し、トナータンク２１５から送り込まれるトナーＴは帯電ブラシ２１４ａ、２１４ｂによる摩擦を受けて帯電が施される。そして、帯電が施されたトナーＴは、搬送基板２１６に送り込まれ、この搬送基板２１６上を搬送、ホッピングされて潜像担持体２０１に対向する現像領域に送られて、所要の現像を行った後、現像に供されなったトナーＴは搬送基板２１６の終端から落下して、逆送用の搬送基板２１７によってトナーに帯電を施す部材（帯電ブラシ２１４ｂ）に逆送される。
【００６２】
なお、搬送基板２１６及び逆送用の搬送基板２１７の構成は、上述した搬送基板１１と同様であり、搬送基板２１６及び逆送用の搬送基板２１７の各電極に駆動波形を与える駆動回路の構成も図示は省略するが、現像装置の各実施形態で説明した同様である。
【００６３】
このように構成することで、飛散トナーが少なく、高い現像品質で現像を行って高画質の画像を形成することができる。
【００６４】
次に、本発明の現像装置を搭載する別の発明に係る第２の実施の形態例の画像形成装置について図２０を参照して説明する。
第２の実施の形態例の画像形成装置の全体の概略及び動作を説明すると、潜像担持体である感光体ドラム３０１（例えば、有機感光体：ＯＰＣ）は同図で時計方向に回転駆動される。コンタクトガラス３０２上に原稿を載置し、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３０３とミラー３０４とを含む走査光学系３０５と、ミラー３０６、３０７を含む走査光学系３０８とが移動して、原稿画像の読み取りが行われる。ここで、走査された原稿画像がレンズ３０９の後方に配置した画像読取素子３１０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画像処理される。そして、この画像処理をした信号でレーザーダイオードを駆動し、このレーザーダイオードからのレーザ光をポリゴンミラー３１１で反射した後、ミラー３１２を介して感光体ドラム３０１上に照射する。この感光体ドラム３０１は帯電装置３１３によって一様に帯電されており、レーザ光による書き込みにより、感光体ドラム３０１の表面に静電潜像が形成される。
【００６５】
そして、この感光体ドラム３０１表面の静電潜像は、本発明に係る現像装置３１４によってトナーが付着されて可視像化され、この可視像（トナー像）は、給紙部３１５Ａ又は３１５Ｂから給紙コロ３１６Ａ又は３１６Ｂで給紙された転写紙（記録媒体）３１７に転写チャージャ３１８のコロナ放電により転写される。この可視像が転写された転写紙３１７は、分離チャージャ３１９により感光体ドラム３０１の表面より分離されて、搬送ベルト３２０によって搬送され、定着ローラ対３２１の圧接部を通って、可視像が定着され、機外の排紙トレイ３２２へと排紙される。
【００６６】
一方、転写が終了した感光体ドラム３０１の表面に残留しているトナーはクリーニング装置３２３によって除去され、感光体ドラム３０１の表面に残留している電荷は除電ランプ３２４によって消去される。
【００６７】
図２０の現像装置３１４は、図２１に示すように、トナーを収納するトナーホッパ部３２５と、このトナーホッパ部３２５内のトナーを攪拌するアジテータ３２６と、トナーホッパ部３２５内のトナーを帯電させてトナーボックス部３２７に供給する帯電ローラ３２８及びこの帯電ローラ３２８の周面に接触させて配置したドクターブレード３２９とを備えている。また、トナーボックス部３２５内に供給されたトナーを現像のために搬送、ホッポングするために搬送する搬送基板３３０と、この搬送基板３３０の終端から落下する現像に供されなかったトナーを、帯電を施す部材である帯電ローラ３２８に戻す方向に搬送する逆送用の搬送基板３３１とを備えている。
【００６８】
なお、上記第１の実施の形態例でも述べたとおり、搬送基板３３０及び逆送用の搬送基板３３１の構成は、上述した搬送基板１１と同様であり、搬送基板３３０及び逆送用の搬送基板３３１の各搬送電極に駆動波形を与える駆動回路の構成も図示は省略するが、上述した現像装置の各実施の形態例で説明した同様である。
【００６９】
このように構成することで、飛散トナーが少なく、高い現像品質で現像を行って高画質の画像を形成することができる。
【００７０】
次に、別の発明に係るプロセスカートリッジを備えた、第３の実施の形態例の画像形成装置について、図２２及び図２３を参照して簡単に説明する。なお、図２２はプロセスカートリッジを備えた画像形成装置の概略構成図、図２３はプロセスカートリッジの概略構成図である。
【００７１】
図２２に示す画像形成装置４００は、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｂｋ）の４色でフルカラー画像を形成するレーザプリンタの一例であり、各色用の画像信号に応じたレーザビームを出射する４つの光書込装置４０１−Ｍ、４０１−Ｃ、４０１−Ｙ、４０１−Ｂｋ（以下、光書込装置４０１と総称する）と、作像用の４つのプロセスカートリッジ４０２−Ｍ、４０２−Ｃ、４０２−Ｙ、４０２−Ｂｋ（以下、プロセスカートリッジ５０２と総称する）と、画像が転写される記録用紙を収納する給紙カセット４０３と、給紙カセット４０３から記録用紙を給紙する給紙ローラ４０４と、記録用紙を所定のタイミングで搬送するレジストローラ４０５と、記録用紙を各プロセスカートリッジの転写部に搬送する転写ベルト４０６と、記録用紙に転写された画像を定着する定着ベルト４０７と加圧ローラ４０８からなる定着装置４０９と、定着後の記録用紙を排紙トレイ４１１に排紙する排紙ローラ４１０等を備えた構成となっている。
【００７２】
４つのプロセスカートリッジからなるプロセスカートリッジ４０２は、図２３に示すように、各プロセスカートリッジ４０２は、ケース内に像担持体であるドラム状の感光体４１２と、帯電ローラ４１３と、本発明に係る現像装置４１４と、クリーニングブレード４１５等を一体に備え、画像形成装置の本体に対して着脱可能に構成している。現像装置４１４を着脱自在であるプロセスカートリッジ４０２内に具備させることにより、メンテナンス性の向上、他の装置との一体交換を容易に行うことができるようになる。
【００７３】
また、現像装置４１４内には、トナー供給ローラ４１６、帯電ローラ４１７、搬送基板４１８、搬送基板４１８へのトナー送り込み基板４１９、回収トナーを戻すトナー戻しローラ４２０が設けられており、各色のトナーが収納されている。また、プロセスカートリッジ４０２の背面側には、光書込装置４０１からのレーザビームが入射される窓口となるスリット４２１が設けられている。
【００７４】
各光書き込み装置４０１−Ｍ、４０１−Ｃ、４０１−Ｙ、４０１−Ｂｋは、半導体レーザ、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、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ビームを出射し、各プロセスカートリッジ４０２−Ｍ、４０２−Ｃ、４０２−Ｙ、４０２−Ｂｋの感光体４１２上を走査し、静電荷像（静電潜像）を書き込む。
【００７５】
そして、画像形成が開始されると、各プロセスカートリッジ４０２−Ｍ、４０２−Ｃ、４０２−Ｙ、４０２−Ｂｋの感光体４１２が帯電ローラ４１３で均一に帯電され、各光書込装置４０１−Ｍ、４０１−Ｃ、４０１−Ｙ、４０１−Ｂｋから画像データに応じたレーザビームが照射されて各感光体上に各色の静電潜像が形成される。
【００７６】
この感光体４１２上に形成された静電潜像は、現像装置４１４の搬送基板４１８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。また、現像に供されなかったトナーは搬送基板４１８で搬送されてトナー戻しローラ４２０によってトナー送り込み基板４１９の入口側に戻される。このように、本発明に係る現像装置によって現像を行うことで、前述したように高品質の画像を形成することができる。
【００７７】
一方、各プロセスカートリッジ４０２−Ｂｋ、４０２−Ｙ、４０２−Ｃ、４０２−Ｍの各色の画像形成に同期して、供給カセット４０３内の記録用紙が供給ローラ４０４で給紙され、レジストローラ４０５により所定のタイミングで転写ベルト４０６に向けて搬送される。そして、記録用紙は転写ベルト４０６に担持されて４つのプロセスカートリッジ４０２−Ｂｋ、４０２−Ｙ、４０２−Ｃ、４０２−Ｍの感光体４１２に向けて順次搬送され、各感光体上のＢｋ、Ｙ、Ｃ、Ｍの各色のトナー像が順次重ね合わせて転写される。４色のトナー像が転写された記録用紙は、定着装置４０９に搬送され、４色のトナー像からなるカラー画像が定着されて排紙トレイ４１１に排紙される。
【００７８】
次に、別の発明に係るプロセスカートリッジを備えた、第４の実施の形態例の画像形成装置について、図２４及び図２５を参照して簡単に説明する。なお、図２４はプロセスカートリッジを備えた画像形成装置の概略構成図、図２５はプロセスカートリッジの概略構成図である。
【００７９】
図２４に示す画像形成装置５００は、水平に延在する転写ベルト（像担持体）５０１に沿って、各色のプロセスカ−トリッジ５０２−Ｙ、５０２−Ｍ、５０２−Ｃ、５０２−Ｂｋ（以下、プロセスカートリッジ５０２と総称する）を並置したタンデム方式のカラー画像形成装置である。なお、プロセスカートリッジ５０２は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順で説明したが、この順番に特定されるものではなく、どの順番で並置してもよい。
【００８０】
そして、図２５に示すプロセスカ−トリッジ５０２は、像担持体５０５、帯電手段５０６、搬送基板５０７を含む本発明に係る現像装置５０８、クリーニング装置５０９等の構成要素のうち、複数のものをプロセスカートリッジとして一体に結合して構成し、このプロセスカートリッジを複写機やプリンタ等の画像形成装置本体に対して着脱可能に構成している。
【００８１】
通常、カラーの画像形成装置は複数の画像形成部を有するため装置が大きくなってしまう。また、現像装置、クリーニングや帯電などの各ユニットが個別で故障したり、寿命による交換時期がきた場合は、装置が複雑でユニットの交換に非常に手間がかかっていた。
【００８２】
そこで、少なくとも像担持体と現像装置の構成要素をプロセスカートリッジ５０２として一体に結合して構成することによって、ユーザによる交換も可能な小型で高耐久のカラー画像形成装置を提供することができる。
【００８３】
ここで、各色のプロセスカートリッジ５０２−Ｙ、５０２−Ｍ、５０２−Ｃ、５２０−Ｂｋで現像された像担持体５０５上の現像トナーは水平に延在する転写電圧が印加された転写ベルト５０１に順次転写される。
【００８４】
このようにイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと画像の形成が行なわれ、転写ベルト５０１上に多重に転写され、転写手段５０３で転写材５０４にまとめて転写される。そして、転写材５０４上の多重トナー像は図示しない定着装置によって定着される。
【００８５】
上記各実施の形態例の画像形成装置は、いずれも本発明に係る現像装置を備えているので、装置の小型化、低コスト化を図れ、トナー飛散などもなく、画像品質を向上することができる。
【００８６】
なお、上記実施の形態例においては、粉体としてトナーを例に説明しているが、トナー以外の粉体を搬送するための装置などにも同様に適用することができる。また、搬送電極に印加する駆動信号は３相を例に説明しているが、４相、６相などのｎ相（ｎは２以上の正の整数）でもよい。また、搬送基板を円筒状にすることにより、搬送基板からのトナー回収が、小型化が可能になり、利用効率も向上する。
【００８７】
また、本発明は上記実施の形態例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内の記載であれば多種の変形や置換可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の現像装置の構成を示す概略図である。
【図２】本発明の現像装置の搬送基板の平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ’線断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ’線断面図である。
【図５】図２のＣ−Ｃ’線断面図である。
【図６】図２のＤ−Ｄ’線断面図である。
【図７】搬送基板に与える駆動波形の一例を示す波形図である。
【図８】粉体の搬送及びホッピングの様子を示す概略図である。
【図９】図１の駆動回路の一例を示すブロック図である。
【図１０】搬送電圧パターン及び回収搬送電圧パターンの駆動波形の一例を示すタイムチャートである。
【図１１】ホッピング電圧パターンの駆動波形の一例を示すタイムチャートである。
【図１２】ホッピング電圧パターンの駆動波形の他の例を示すタイムチャートである。
【図１３】本発明の現像装置の搬送基板の電極幅及び電極間隔を示す図である。
【図１４】電極幅と０Ｖ電極端の電界（Ｘ方向）の関係の一例を示す特性図である。
【図１５】電極幅と０Ｖ電極端の電界（Ｙ方向）の関係の一例を示す特性図である。
【図１６】本発明の一実施の形態例に係る現像装置の搬送電極と共通電極の構成を示す部分拡大図である。
【図１７】本実施の形態例の現像装置における搬送基板の構成を示す平面図である。
【図１８】本発明の他の実施の形態例に係る現像装置の搬送電極と共通電極の構成を示す部分拡大図である。
【図１９】別の発明に係る第１の実施の形態例に係る画像形成装置の構成を示す概略構成図である。
【図２０】別の発明に係る第２の実施の形態例に係る画像形成装置の構成を示す概略構成図である。
【図２１】図２０の現像装置の構成を示す拡大概略構成図である。
【図２２】別の発明に係る第３の実施の形態例に係る画像形成装置の構成を示す概略構成図である。
【図２３】図２２の現像装置を含むプロセスカートリッジの構成を示す拡大概略構成図である。
【図２４】別の発明に係る第４の実施の形態例に係る画像形成装置の構成を示す概略構成図である。
【図２５】図２４の現像装置を含むプロセスカートリッジの構成を示す拡大概略構成図である。
【符号の説明】
【００８９】
１０，２０６，３１４；現像装置、
１１，２１６，２１７，３３０，３３１，４１８，５０７；搬送基板、
１２；駆動回路、２０；感光体ドラム、２１；パスル信号発生回路、
２２ａ〜２２ｃ、２３ａ〜２３ｃ；波形増幅器、
１０１；支持基板、１０２；搬送電極、１０３；表面保護層、
１０４；共通電極、１０５；層間絶縁膜、１０６；コンタクトホール、
２００，３００，４００，５００；画像形成装置、
４０２，５０２；プロセスカートリッジ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像担持体に対向して配置され、粉体を移動させる進行波電界を発生させるために、所定の間隔で配列された複数の搬送電極を有する搬送部材と、該搬送電極の一端に接続された共通電極を介して前記搬送電極に多相の電圧を印加するための電圧供給手段と、該搬送部材に前記粉体を供給する粉体供給手段と、過剰な前記粉体を回収する回収手段を具備し、前記電圧供給手段により前記搬送電極に前記共通電極を介して多相の電圧を印加して搬送電界を形成し、前記搬送部材において当該搬送電界によって前記潜像担持体と対向する領域に前記粉体を搬送して前記潜像担持体上に前記粉体を付着させて前記潜像担持体上の潜像を現像する現像装置であって、
前記共通電極と前記搬送電極の一端の空隙間隔が、前記搬送電極間の間隔より大きいことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記潜像担持体と対向する現像領域以外の領域に相当する前記搬送電極の配列方向と前記共通電極の配列方向と成す角度を、前記粉体の搬送方向に対して鋭角にする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記搬送電極における前記現像領域以外の領域であって、かつ前記搬送電極の一端の長さは、前記空隙間隔より小さい請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記搬送電極における前記現像領域以外の領域であって、かつ前記搬送電極の一端の長さは、前記搬送電極の電極ピッチより大きい請求項１〜３のいずれかに記載の現像装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の現像装置と、電子写真プロセスにおける潜像担持体、帯電手段、クリーニング手段のうちの少なくとも一つと、を少なくとも含み、画像形成装置本体に着脱自在であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項６】
潜像担持体上に粉体を付着させて潜像担持体上の潜像を現像して画像を形成する画像形成装置において、
請求項１〜４のいずれかに記載の現像装置もしくは請求項５記載のプロセスカートリッジを備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
カラー画像を形成する画像形成装置において、
請求項５記載のプロセスカートリッジを複数備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
潜像担持体に対向して配置され、粉体を移動させる進行波電界を発生させるために、所定の間隔で配列された複数の搬送電極を有する搬送部材と、該搬送電極の一端に接続された共通電極を介して前記搬送電極に多相の電圧を印加するための電圧供給手段と、該搬送部材に前記粉体を供給する粉体供給手段と、過剰な前記粉体を回収する回収手段を具備し、前記電圧供給手段により前記搬送電極に前記共通電極を介して多相の電圧を印加して搬送電界を形成し、前記搬送部材において当該搬送電界によって前記潜像担持体と対向する領域に前記粉体を搬送して前記潜像担持体上に前記粉体を付着させて前記潜像担持体上の潜像を現像する現像装置であって、
前記共通電極と前記搬送電極の一端の空隙間隔が、前記搬送電極間の間隔より大きいことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記潜像担持体と対向する現像領域以外の領域に相当する前記搬送電極の配列方向と前記共通電極の配列方向と成す角度を、前記粉体の搬送方向に対して鋭角にする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記搬送電極における前記現像領域以外の領域であって、かつ前記搬送電極の一端の長さは、前記空隙間隔より小さい請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記搬送電極における前記現像領域以外の領域であって、かつ前記搬送電極の一端の長さは、前記搬送電極の電極ピッチより大きい請求項１〜３のいずれかに記載の現像装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の現像装置と、電子写真プロセスにおける潜像担持体、帯電手段、クリーニング手段のうちの少なくとも一つと、を少なくとも含み、画像形成装置本体に着脱自在であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項６】
潜像担持体上に粉体を付着させて潜像担持体上の潜像を現像して画像を形成する画像形成装置において、
請求項１〜４のいずれかに記載の現像装置もしくは請求項５記載のプロセスカートリッジを備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
カラー画像を形成する画像形成装置において、
請求項５記載のプロセスカートリッジを複数備えている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】
【公開番号】特開２００７−２４１００６（Ｐ２００７−２４１００６Ａ）
【公開日】平成１９年９月２０日（２００７．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−６５０７５（Ｐ２００６−６５０７５）
【出願日】平成１８年３月１０日（２００６．３．１０）
【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２０日（２００７．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月１０日（２００６．３．１０）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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