現像装置及びこれを備えた画像形成装置
【課題】静電潜像エッジ部のやせ現象を抑制することができる現像装置、及び、この現像装置を備えることにより、高速印字と高画質を両立させた画像形成装置を提供する。
【解決手段】移動する像担持体１の表面１２上に形成される静電潜像が、現像領域Ｅで現像剤によって現像剤像として可視化されて現像される現像装置４であって、基材上に所定の間隔をおいて配列された複数の進行波発生電極４１ｂを有し、互いに異なる位相の複数種の交番電圧が各進行波発生電極４１ｂに印加されることにより形成される進行波電界によって現像剤が現像領域Ｅに搬送される現像剤搬送部材４１を備えた現像装置４に、像担持体１が移動する方向における現像領域Ｅの下流側に配設されると共に、交番電圧成分を含む電圧が印加される画像補正部材４９を備える。
【解決手段】移動する像担持体１の表面１２上に形成される静電潜像が、現像領域Ｅで現像剤によって現像剤像として可視化されて現像される現像装置４であって、基材上に所定の間隔をおいて配列された複数の進行波発生電極４１ｂを有し、互いに異なる位相の複数種の交番電圧が各進行波発生電極４１ｂに印加されることにより形成される進行波電界によって現像剤が現像領域Ｅに搬送される現像剤搬送部材４１を備えた現像装置４に、像担持体１が移動する方向における現像領域Ｅの下流側に配設されると共に、交番電圧成分を含む電圧が印加される画像補正部材４９を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体上に形成される静電潜像を現像剤によって現像する現像装置及び画像形成装置に関し、特に、進行波電界を用いて現像剤を搬送し、像担持体上に形成された静電潜像を顕画化する現像装置、及び、この現像装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ等の電子写真プロセスを用いた画像形成装置に適用される現像装置としては、現在、像担持体(感光体)に現像剤担持体を接触させずに現像を行なう非接触方式の現像装置が注目されており、パウダークラウド法、ジャンピング法又は電界カーテン(進行波電界)を利用した方法が提案されている。
【０００３】
電界カーテンを用いた装置としては、例えば、互いに位相が異なる複数種の交番電圧を発生する電源と、基材上に所定の間隔をおいて配列された複数の電極に上記電源からの交番電圧を印加することにより進行波電界を形成することによって、現像剤を像担持体に向けて搬送させる現像剤搬送部材とを備えた現像装置が提案されている(例えば、特許文献１及び特許文献２参照)。
【０００４】
又、進行波電界を利用した技術に関して、本出願人は、現像剤搬送部材と像担持体との現像ギャップｄと、現像剤搬送部材における電極間ピッチλの関係をｄ＞λとすることで、画像の均一性向上を図る現像装置(例えば、特許文献３参照)や、エッジ効果を軽減して画像品位を向上させる目的で現像ギャップと像担持体膜厚、現像電位条件等の適切な設定を行なうことを提案している(例えば、特許文献４参照)。
【０００５】
さらに、本出願人は、ＦＰＣ(フレキシブル回路基板)等からなる現像剤搬送部材上に直接現像剤供給を行ない、その現像剤搬送部材から発生させた進行波電界を用いた現像剤搬送方法における問題点を解決する方法として、現像剤搬送部材を覆った状態で現像剤搬送方向に移動するベルト部材により現像剤を供給するように構成するとともに、そのベルト部材の表面をクリーニング部材によって常にリフレッシュすることにより、現像剤の搬送機能の安定化を図れるようにした現像装置を提案している(例えば、特許文献５参照)。
【特許文献１】特公平５−３１１４６号公報(明細書２頁右欄２０行〜３頁右欄５行、図１，図２)
【特許文献２】特公平５−３１１４７号公報(明細書２頁左欄２９行〜４頁右欄２１行、図１，図２)
【特許文献３】特開２００３−５５２４号公報
【特許文献４】特開２００３−２２８２３６号公報
【特許文献５】特開２００２−９１１６０号公報(段落〔００３２〕〜〔００３４〕、図２)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、進行波電界により現像剤をクラウド状にして搬送し、像担持体と非接触状態で現像を行なう場合、現像剤の搬送条件と現像ギャップの設定によっては、以下のような問題が発生する。
【０００７】
近年、インクジェットプリンタ等に代表される写真に匹敵する高画質な画像形成装置が開発され、現像剤を用いた画像形成においても更に高画質化が要求されている。又、定着工程における省エネルギー化、ランニングコストの低減、さらには現像剤容器の体積減による装置の小型化を行なうために、必要な濃度を維持しつつ、現像剤の消費量を少なくする試みがなされている。これを達成するための一つの技術的な手法は、現像剤粒子をより小粒径化し、かつ、現像剤中の着色剤(例えば、カーボンブラックや、有機顔料等)の含有率を高め、記録紙上での画像の厚みを薄くして、より高品位な画像形成を行なう動向にある。このような画像形成を行なうにあたっては、像担持体上に現像剤像を形成する段階において、従来よりも少ない量の現像剤を均一に薄層現像する必要がある。
【０００８】
本発明人らが研究を進めたところ、おおよそ現像剤１〜２層分に相当する量の薄層の現像を行なうことによって発生する新たな課題を見出した。ここでいう薄層現像時の像担持体上への現像剤量は、現像剤の体積平均粒径をＲ(μｍ)とすると、Ｒ×０．１(ｍｇ／ｃｍ2)以下程度である。又、上記特許文献４には、現像ギャップが広すぎる場合に静電潜像エッジ部に現像剤が集まって画像の輪郭が太る現象を抑制することを主眼にした考えが記載されている。これは現像する現像剤量が比較的多い場合には、現像ギャップを狭める方向の条件設定により、基本的には良好な結果を与える。
【０００９】
しかしながら、上述したように、薄層の現像においては、適正範囲内であっても比較的広い現像ギャップ条件では、画像のエッジ付近が現像されず、画像の輪郭部がやせる、即ち、上記特許文献４に記載の技術とは逆の挙動を示すことがある。
【００１０】
この薄層現像を行なった際の静電潜像エッジ部のやせ現象を軽減する方策としては、更に現像ギャップを狭める条件設定が有効である。一方、上記の文献３においては、現像ギャップを現像剤搬送部材の電極ピッチよりも大きくすることで、各電極に印加されている電圧変化の影響を受けることで発生する濃度ムラを抑制し、静電潜像エッジ部のやせや地カブリを抑制する考えが開示されている。これによれば、エッジやせを軽減すべく、現像ギャップを狭くする前提として、現像剤搬送部材の電極間ピッチを狭く設定する必要があるが、そうすると、現像剤の搬送能力が低下する問題が発生し、これは高速印字への対応性が低下することにつながる。
【００１１】
そこで、この発明は、上記の問題を解決するためになされたものであって、高速印字の観点から現像剤搬送部材の電極間ピッチを狭く設定することなく、即ち、現像ギャップを狭くする方法を用いずに、静電潜像エッジ部のやせ現象を抑制することができる現像装置、及び、この現像装置を備えることにより、高速印字と高画質を両立させた画像形成装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
現像剤の搬送に進行波電界を利用する現像装置としては、上述したように、進行波発生電極を有する現像剤搬送部材のみを備えた現像装置と、該現像剤搬送部材のほか、該現像剤搬送部材の表面を覆い、且つ、該表面上を現像剤搬送方向に移動するベルト部材を備えた現像装置とに大別される。本発明の現像装置は、このいずれの現像装置としても構成することができる。
【００１３】
まず、現像剤搬送部材のみを備えた本発明の現像装置は、移動する像担持体の表面上に形成される静電潜像が、現像領域で現像剤によって現像剤像として可視化されて現像される現像装置であって、基材上に所定の間隔をおいて配列された複数の進行波発生電極を有し、互いに異なる位相の複数種の交番電圧が各進行波発生電極に印加されることにより形成される進行波電界によって現像剤が現像領域に搬送される現像剤搬送部材を備えた現像装置において、像担持体が移動する方向における現像領域の下流側に配設されていると共に、交番電圧成分を含む電圧が印加される画像補正部材を備えており、現像剤像に付着している現像剤で静電潜像が画像補正部材の発生する電界によって再配置現像されることを特徴としている。又、上記の現像装置において、画像補正部材は、現像剤の搬送方向の下流側に配設するのが好ましい。
【００１４】
上記の現像装置によれば、従来、像担持体の静電潜像のエッジ付近の電界の回りこみの影響を受けて多く生じていた現像剤像のエッジやせを抑制することができる。即ち、上記の現像装置では、現像領域における像担持体移動方向の下流側に画像補正部材を配置し、この画像補正部材に交番電圧を印加することで、静電潜像エッジ部に偏った現像剤像を一旦引き剥がし、再度像担持体に付着させて静電潜像を再配置現像する。この際、画像補正部材による強い交番電界の作用で、静電潜像エッジ部にも現像剤を付着させることが可能となり、静電潜像エッジ部の画像欠陥を補正することができる。又、画像濃度の均一化や地かぶりの除去等の効果も生じる。
【００１５】
上記の現像装置において、画像補正部材へ印加される電圧の交番電圧成分のピークツーピーク電圧をＶPP、直流電圧成分をＶDCとすると、
画像補正部材４９への印加電圧の絶対値の最大値は、Ｖmax＝|ＶDC|＋１/２ＶPP
画像補正部材４９への印加電圧の絶対値の最小値は、Ｖmin＝|ＶDC|−１/２ＶPP
となる。そこで、像担持体の表面の非画像部の電位をＶ0とし、像担持体の表面の画像部の電位をＶLとし、
Ｘ＝(Ｖmax)−|ＶL|＝(|ＶDC|＋１/２ＶPP)−|ＶL|
Ｙ＝|Ｖ0|−(Ｖmin)＝|Ｖ0|−(|ＶDC|−１/２ＶPP)
とすると、画像補正部材へ印加される電圧の交番電圧成分のピークツーピーク電圧ＶPP、及び、直流電圧成分ＶDCは、Ｘ＞Ｙを満たすような電圧とするのが好ましい。
【００１６】
上記のＸは、像担持体の表面上に静電潜像が形成されている部分である画像部と画像補正部材との間の最大電位差であり、Ｙは、像担持体の表面上に静電潜像が形成されていない部分である非画像部と画像補正部材との間の最大電位差である。上記のＸ＞Ｙを満たすことにより、現像剤像に付着している現像剤により再配置現像する際に、所望の極性の現像剤に対して現像する方向の電界を強めることができ、画像濃度の低下を防止することができる。Ｘ＞Ｙを満たさないと、像担持体上の現像剤像に付着している現像剤の画像補正部材へ移動する量が多くなり、現像領域における現像に使用される現像剤量が減少し、画像濃度の低下を生じやすくなるからである。
【００１７】
上記の現像装置において、画像補正部材が、円筒形状でその軸が像担持体の表面と略平行に配設されており、像担持体の表面の移動方向と、画像補正部材における像担持体の表面と対面している表面の移動方向とが、逆になるように回転するように構成するのが好ましい。このようにすることにより、画像補正部材と像担持体間で飛翔している現像剤の飛散を抑制することができる。
【００１８】
又、上記の現像装置において、画像補正部材に付着した現像剤を取り除く除去部材を備えるようにしてもよい。このようにすることにより、画像補正部材に付着した現像剤を回収して再利用することができる。
【００１９】
次に、現像剤搬送部材とベルト部材とを備えた本発明の現像装置は、上記の現像剤搬送部材のみを備えた本発明の現像装置に、該ベルト部材を備えることで構成することができる。即ち、現像剤搬送部材とベルト部材とを備えた本発明の現像装置は、現像剤搬送部材のみを備えた上記の本発明の各現像装置において、現像剤搬送部材の表面を覆い、且つ、該表面上を現像剤搬送方向に移動するベルト部材を備えており、該ベルト部材上に現像剤層が形成されると共に、該ベルト部材は、現像剤搬送部材により進行波電界が形成される領域に、現像剤層の現像剤を移送するように構成されている。
【００２０】
上記の現像剤搬送部材とベルト部材とを備えた本発明の現像装置において、画像補正部材は、円筒形状でその軸が像担持体の表面と略平行に配設されており、像担持体の表面の移動方向と、画像補正部材の像担持体の表面と対面している表面の移動方向とが、逆になるように回転していると共に、ベルト部材に当接して配設するようにしてもよい。
【００２１】
このようにすることにより、進行波発生電極とベルト部材のベルトとの密着性を向上させることができ、安定した現像剤搬送を行なうことができる。
【００２２】
又、上記の現像剤搬送部材とベルト部材とを備えた本発明の現像装置において、ベルト部材を介して画像補正部材と対向する位置に捕集電極を備えており、画像補正部材に付着した現像剤が捕集電極の発生する電界によってベルト部材へ移動して付着するようにしてもよい。
【００２３】
このようにすることにより、画像補正部材に付着した現像剤をベルト部材の方に引き付けることができ、画像補正部材に付着した現像剤を取り除きやすくすることができることから、画像補正部材に現像剤が固着するのを防止でき、画像補正部材の長寿命化を図ることができる。
【００２４】
又、上記の本発明の各現像装置を用いて画像形成装置を構成することができる。この画像形成装置では、該画像形成装置に使用されている現像装置において、像担持体上の現像剤像のエッジやせを抑制すると共に、現像領域における現像に使用される現像剤量の減少を抑制し、画像濃度の低下を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の現像装置によれば、交番電圧成分を含む電圧が印加される画像補正部材が、現像領域内の像担持体が移動する方向の下流側に配設されていると共に、画像補正部材は現像剤の搬送方向の下流側に配設されているので、従来、像担持体の静電潜像のエッジ付近の電界の回りこみの影響を受けて生じることが多かった現像剤像のエッジやせを抑制することができると共に、さらに現像工程前の現像剤の搬送状態を乱すようなこともなく、安定した画像形成を行なうことができる。
【００２６】
又、本発明における画像補正部材へ印加される電圧の交番電圧成分のピークツーピーク電圧をＶPP、直流電圧成分をＶDC、像担持体の非画像部の電位をＶ0、同じく画像部の電位をＶLとし、Ｘ＝(|ＶDC|＋１/２ＶPP)−|ＶL|、Ｙ＝|Ｖ0|−(|ＶDC|−１/２ＶPP)とすると、Ｘ＞Ｙを満たすことで、現像剤像に付着している現像剤により再配置現像する際に、所望の極性の現像剤に対して現像する方向の電界を強めることができ、現像領域における現像に使用される現像剤量の減少を抑制し、画像濃度が低下するのを抑えることができる。
【００２７】
又、本発明の画像形成装置によれば、該画像形成装置に使用されている現像装置において、像担持体上の現像剤像のエッジやせを抑制すると共に、現像領域における現像に使用される現像剤量の減少を抑制し、画像濃度の低下を抑制できるので、高速印字と高画質を両立させた画像形成装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳しく説明する。
【００２９】
＜実施形態１＞
図１は、実施形態１における本発明の現像装置を備えた画像形成装置Ｘの構成を示す図である。画像形成装置Ｘの内部には、像担持体としての円筒状の像担持体ドラム１が設けられている。この像担持体ドラム１を中心として、その周囲に、帯電部材２、露光部材３、現像装置４、転写部材５、クリーニング部材６及び除電部材７がこの順で配設されている。
【００３０】
又、像担持体ドラム１と転写部材５との間には、記録媒体としての用紙(ＰＰＣ用紙等)Ｐが搬送される用紙搬送路が配設されている。その用紙搬送路の搬送方向から見て像担持体ドラム１の下流側には、上下一対の定着部材８１，８１を備えた定着装置８が配設されている。
【００３１】
電子写真プロセスでは、像担持体ドラム１に原稿像、あるいはホストコンピュータ(図示せず)等から取り込んだデータに対応した静電潜像が形成され、その静電潜像が現像装置４によって現像(可視化)され、用紙Ｐ上に転写されて画像形成が行われる。
【００３２】
像担持体ドラム１は、導電性基体１１上に光導電層１２が形成されており、帯電部材２から上記各部材３〜７の配置順に従って(図１の矢印Ｄ１方向)回転可能となっている。
【００３３】
まず、像担持体ドラム１の表面(光導電層１２)は、帯電部材２によって所定の電位となるまで帯電される。所定電位まで帯電された像担持体ドラム１の表面は、像担持体ドラム１の回転によって露光部材３の位置まで到達する。この露光部材３は書き込み手段であり、画像情報に基づいて、例えばレーザ光等の光によって帯電している像担持体ドラム１の表面上に画像を書き込む。これによって、像担持体ドラム１上に静電潜像が形成される。静電潜像が形成された像担持体ドラム１の表面は、その像担持体ドラム１の回転によって現像装置４の位置まで到達する。
【００３４】
現像装置４では、現像剤搬送部材４１上を搬送される現像剤(トナー)Ｔによって、像担持体ドラム１の表面の静電潜像を現像剤像として現像する。現像剤Ｔが担持された像担持体ドラム１の表面は、この像担持体ドラム１の回転によって転写部材５の位置まで到達する。
【００３５】
転写部材５は、像担持体ドラム１の表面上の現像剤Ｔを用紙Ｐ上に転写する。像担持体ドラム１から用紙Ｐ上に転写された現像剤像は定着装置８によって用紙Ｐ上に定着される。
【００３６】
現像剤像が転写された後の像担持体ドラム１の表面は、この像担持体ドラム１の回転によってクリーニング部材６の位置まで到達する。クリーニング部材６は、像担持体ドラム１の表面に残留している現像剤Ｔや紙粉等を除去する。クリーニング部材６によってクリーニングされた像担持体ドラム１の表面は、この像担持体ドラム１の回転によって除電部材７の位置まで到達する。
【００３７】
除電部材７は、像担持体ドラム１の表面に残留している電位を除去する。そして、上述した一連の動作によって一回の画像形成が終了する。
【００３８】
像担持体ドラム１としては、例えばアルミニウム等で製作された導電性基体(金属ドラム)の外周面に、アモルファスシリコン(ａ−Ｓｉ)、セレン(Ｓｅ)や有機光半導体(ＯＰＣ)等の光導電層が薄膜状に形成されてなる構成が挙げられるが、特に限定されるものではない。
【００３９】
帯電部材２としては、例えばタングステンワイヤ等の導電線、金属性のシールド板、グリッド板からなるコロナ帯電器や帯電ローラ、帯電ブラシ等の構成が挙げられるが、特に限定されるものではない。
【００４０】
露光部材３としては、例えば半導体レーザや発光ダイオード等が挙げられるが、特に限定されるものではない。
【００４１】
転写部材５としては、例えば、コロナ転写器、転写ローラ、転写ブラシ等が挙げられるが、特に限定されるものではない。
【００４２】
クリーニング部材６としては、クリーニングブレード等が挙げられるが、特に限定されるものではない。
【００４３】
除電部材７としては、除電ランプ等が挙げられるが、特に限定されるものではない。
【００４４】
次に、本実施形態１における現像装置４について説明する。この現像装置４は、図２に示すように、ケーシング４０、現像剤搬送部材４１、ミキシングパドル４２、支持部材４３、現像剤供給部材４４、現像剤回収部材４５、現像剤層厚規制部材４６、画像補正部材４９、及び、除去部材５０等によって構成されている。
【００４５】
ケーシング４０は、現像剤Ｔを内部に収容するものであり、又、必要に応じて現像装置４を構成する部材を支持するものである。
【００４６】
ミキシングパドル４２は、ケーシング４０内に収容されている現像剤Ｔを混合するためのものであり、矢印Ｄ２の方向に回転する。
【００４７】
現像剤搬送部材４１は、像担持体ドラム１の現像領域Ｅに対向し、若干傾斜した略平面状の部材である。尚、図２では現像剤搬送部材４１として略平面状のものを示しているが、現像剤搬送部材の形状は、これに限定されるものではなく、例えば、半円弧状又は緩やかな曲面を形成するような形状であっても構わない。
【００４８】
又、現像剤搬送部材４１が上記配置を保持できるように、現像剤Ｔを搬送する表面と反対側の表面に、現像剤搬送部材４１を保持する支持部材４３がケーシング４０に設けられている。
【００４９】
現像剤搬送部材４１の下方端部には、現像剤搬送部材４１の表面上を搬送される現像剤Ｔを供給する現像剤供給部材４４が設けられており、この現像剤供給部材４４は矢印Ｄ３の方向に回転する。現像剤搬送部材４１の上方端部には、現像剤搬送部材４１の表面の未使用現像剤Ｔをケーシング４０内部に収容するための現像剤回収部材４５が設けられている。尚、この例では、現像剤回収部材４５が現像剤搬送部材４１の表面に回転可能に接触している形態としているが、これに限定されるものではなく、非接触の形態や回動しない形態であってもよい。
【００５０】
現像剤供給部材４４は、ケーシング４０内に収容されている現像剤Ｔを現像剤搬送部材４１に供給するためのものであり、現像剤搬送部材４１に所定の圧力で当接した状態で設けられている。現像剤供給部材４４と現像剤搬送部材４１との接触圧力は、ばね等により所望の接触圧力が与えられるようにしてもよいし、現像剤供給部材４４及び現像剤搬送部材４１の弾性率を調整して両者の位置関係を制御するようにしてもよい。現像剤供給部材４４には、その表面上に形成する現像剤層の層厚を規制するための現像剤層厚規制部材４６が当接している。
【００５１】
現像剤供給部材４４の材質としては特に限定されるものではないが、例えば、シリコーン、ウレタン、ＥＰＤＭ(エチレン−プロピレン−ジエン−メチレン共重合体)等のソリッドゴム、発泡ゴム等が挙げられる。又、カーボンブラックやイオン導電剤を添加することによって導電性を付与してもよい(電圧印加も可能)。尚、現像剤供給部材４４と現像剤搬送部材４１に印加する電圧値を適切な値に設定し、現像剤供給部材４４に現像剤Ｔを帯電させる機能を付加するようにしてもよい。又、現像剤供給部材４４の前段に、例えば薄板状のブレード(材料としては、現像剤供給部材４４と同じものが使用可能)を設けて現像剤Ｔを帯電させるようにしても構わない。
【００５２】
現像剤回収部材４５は、像担持体ドラム１上の静電潜像の現像に寄与しない現像剤Ｔを回収してケーシング４０内に戻すためのものであり、矢印Ｄ４の方向に回転する。その材質としては、特に限定されないが、例えば現像剤供給部材４４と同様のものを使用することができる。
【００５３】
支持部材４３は、現像剤搬送部材４１を像担持体ドラム１の現像領域Ｅに対向した状態を保持するためのもので、その構成は特に限定されるものではない。例えば、ＡＢＳ(アクリロニトリルブタジエンスチレン)樹脂等を挙げることができる。
【００５４】
現像剤搬送部材４１は、電界カーテン作用により現像剤Ｔを搬送するものであり、図３に示すように、絶縁層からなる基材４１ａ上に、電界カーテン作用を発生させる進行波発生電極４１ｂが、４本を１組として複数組が順次連続して配設されている。この現像剤搬送部材４１の表面側は表面保護部材４１ｃによって覆われている。又、現像剤搬送部材４１は、現像剤搬送部材４１と像担持体ドラム１の表面の光導電層１２との間のギャップ１(図２、図３のｄ１)が、０．１ｍｍ〜１ｍｍとなるように配設されている。
【００５５】
そして、現像剤搬送部材４１の進行波発生電極４１ｂ，・・，４１ｂに、現像多相交流電源４７として、例えば図４に示すような多相の交流電圧が印加されることにより、現像剤搬送部材４１の表面に平行となる方向に電界カーテンが発生する。この電界カーテンの作用によって、現像剤Ｔを下方から上方に向かって(図２の矢印Ｃの方向)現像領域Ｅまで搬送するようになっている。即ち、現像領域Ｅ付近では、像担持体ドラム１の表面の移動方向と、現像剤Ｔの搬送方向とは同じ方向である。又、進行波発生電極４１ｂ，・・，４１ｂには現像バイアス直流電源４８にてバイアス電圧が印加される。
【００５６】
現像剤搬送部材４１の具体例な構成材料としては、例えば、基材４１ａとしてポリイミド(厚さ２５μｍ)を、進行波発生電極４１ｂとして銅(厚さ１８μｍ)を、又、表面保護層４１ｃとしてポリイミド(厚さ２５μｍ)を用いることができる。
【００５７】
進行波発生電極４１ｂは、約５０ｄｐｉ(dot per inch)〜３００ｄｐｉ、即ち、約５００μｍ〜８５μｍのピッチの間隔(図３のλ)を保って互いに平行に配置されており、電極ピッチにもよるが幅(図３のＷ)は４０〜２５０μｍ程度の微小電極となっている。
【００５８】
尚、この例では、４本の微小電極４１ｂを１組とし、これら各組の進行波発生電極４１ｂに対して、例えば図４に示すような電圧波形の４相の交番電圧を印加し、進行波発生電極４１ｂ，・・，４１ｂ上に進行波電界を形成しているが、特にこれに限定されるものではなく、３本の微小電極を１組として３相の交番電圧を印加しても構わない。
【００５９】
上記電圧波形は正弦波や台形波等でもよく、電圧値の範囲としては１００Ｖ〜３ｋＶ程度が好ましい。又、周波数の範囲としては、１００Ｈｚ〜５ｋＨｚが好ましい。但し、これらの電圧値や周波数については、進行波発生電極４１ｂの形状、現像剤Ｔの搬送速度、現像剤Ｔの使用材料等によって適性値を設定すればよく、特に限定されるものではない。
【００６０】
進行波発生電極４１ｂを用いた電界カーテン(進行波電界)を利用する方法は、ジャンピング法等とは異なり、現像方向の強い振動電界が無いため、ソフトな非接触現像を行なうことができる。そのため、像担持体上の微小な潜像での弱い電界変化に対する現像剤の追従が優れ、高解像化に対して良好な特性を示す。
【００６１】
画像補正部材４９は、本発明の特徴的な構成要素である。この画像補正部材４９は、図２に示すように、形状が円筒形状のローラで金属製であり、このローラの軸は、像担持体ドラム１の表面と平行、即ち、像担持体ドラム１の中心軸と平行に配設される。又、画像補正部材４９は、像担持体ドラム１と現像剤搬送部材４１との間に形成される現像領域Ｅにおける像担持体ドラム１の回転方向の下流側に、像担持体ドラム１と現像剤搬送部材４１とのいずれにも非接触状態で設けられる。この画像補正部材４９が配設される位置は、現像剤搬送部材４１によって搬送される現像剤Ｔの搬送方向の下流側でもある。
【００６２】
又、画像補正部材４９は、像担持体ドラム１の表面と画像補正部材４９とのギャップ２(図２のｄ２)が、数十μｍ〜数百μｍ、望ましくは１００〜５００μｍとなるように配設される。又、画像補正部材４９は、図示されていない駆動装置により、像担持体ドラム１と同じ方向(図２の矢印Ｄ５の方向)に回転する。従って、相互に対面する像担持体ドラム１の表面と画像補正部材４９の表面とは、互いに逆方向に移動する。
【００６３】
画像補正部材４９には、直流に交流を重畳した電圧が印加される。即ち、画像補正部材４９には、画像補正多相交流電源４９ａと画像補正バイアス直流電源４９ｂとが直列に接続される。画像補正バイアス直流電圧としては、例えば、トナーが負帯電の場合、マイナス数百ボルト程度、画像補正多相交流電圧としては、数百ボルト〜数キロボルト程度、又、その周波数としては、数百ヘルツ〜数キロヘルツ程度である。
【００６４】
この電圧印加により、次のような効果を得ることができる。従来、図５に示すように、像担持体ドラム１の表面に形成された静電潜像の現像剤像では、そのエッジ部１２ａ付近における電界の回りこみの影響を受けて、現像剤像のエッジやせが多く生じていた。この現像剤像のエッジやせを、上記の電圧印加により抑制することができる。即ち、図６に示すように、画像補正部材４９に交番電圧を印加することで、像担持体ドラム１上の静電潜像のエッジ部１２ａに偏った現像剤像Ｔを一旦引き剥がし、再度像担持体ドラム１に付着させて静電潜像を再配置現像する。この際、画像補正部材４９による強い交番電界の作用で、静電潜像エッジ部１２ａにも現像剤Ｔを付着させることが可能となり、静電潜像エッジ部１２ａの画像欠陥を補正することができる。又、画像濃度の均一化や地かぶりの除去等の効果も生じる。
【００６５】
画像補正部材４９に印加する電圧としては、次のような条件を満たすのが好ましい。それは、画像補正部材４９に印加する交番電圧成分である画像補正多相交流電源４９ａのピークツーピーク電圧をＶPPとし、直流電圧成分である画像補正バイアス直流電源４９ｂのバイアス電圧をＶDCとすると、ＶPP及びＶDCは、次の条件を満たすような電圧である。
【００６６】
即ち、
画像補正部材４９への印加電圧の絶対値の最大値は、Ｖmax＝|ＶDC|＋１/２ＶPP
画像補正部材４９への印加電圧の絶対値の最小値は、Ｖmin＝|ＶDC|−１/２ＶPP
となり、又、像担持体ドラム１の表面の非画像部の電位をＶ0とし、同じく画像部の電位をＶLとし、
Ｘ＝(Ｖmax)−|ＶL|＝(|ＶDC|＋１/２ＶPP)−|ＶL|
Ｙ＝|Ｖ0|−(Ｖmin)＝|Ｖ0|−(|ＶDC|−１/２ＶPP)
とすると、ＶPP及びＶDCは、Ｘ＞Ｙを満たすような電圧とするのである。
【００６７】
例えば、像担持体ドラム１の回転速度が１００ｍｍ／秒、ギャップ２(ｄ２)が１５０μｍ、画像補正多相交流電源４９ａの周波数が１ｋＨｚ、Ｖ0＝−６００(Ｖ)、ＶL＝−５０(Ｖ)の場合に、ＶPP＝１０００(Ｖ)、ＶDC＝−５００(Ｖ)、とすると、Ｘ＝９５０(Ｖ)、Ｙ＝６００(Ｖ)となり、Ｘ＞Ｙを満たす。図７は、この場合の各電圧の状況を示したものである。
【００６８】
上記の条件を満たすことにより、次のような効果を奏する。即ち、上記のＸは、像担持体の表面上に静電潜像が形成されている部分である画像部と画像補正部材４９との間の最大電圧であり、Ｙは、像担持体ドラム１の表面上に静電潜像が形成されていない部分である非画像部と画像補正部材４９との間の最大電圧である。Ｘ＞Ｙを満たすことにより、現像剤像に付着している現像剤により再配置現像する際に、現像する方向の電界を強めることができ、画像濃度の低下を防止することができるのである。Ｘ＞Ｙを満たさないと、像担持体上の現像剤像に付着している現像剤の画像補正部材４９へ移動する量が多くなり、現像領域Ｅにおける現像に使用される現像剤量が減少し、画像濃度の低下を生じやすくなるからである。
【００６９】
除去部材５０は、一種のスクレパーであり、画像補正部材４９に付着した現像剤を除去するために設けられている。この除去部材５０により、画像補正部材４９に付着した現像剤を容易に除去することができ、現像剤搬送部材やベルト部材に回収することができる。
【００７０】
本実施の形態１では、画像補正部材４９は金属製のローラであるが、放電防止のためにローラの表面をフッ素系やシリコーン系の材料でコーティングするようにしてもよく、或いは、導電性のゴムローラを用いるようにしてもよい。このようにすることにより、画像補正部材４９に付着した現像剤Ｔを除去しやすくすることができる。
【００７１】
又、上述したように、相互に対面する像担持体ドラム１の表面と画像補正部材４９の表面とは、互いに逆方向に移動しているので、画像補正部材４９と像担持体ドラム１との間で飛翔している現像剤Ｔの飛散を抑制することができる。
【００７２】
又、上述したように、画像補正部材４９が配設される位置は、像担持体ドラム１の回転方向の現像領域Ｅの下流側であり、この位置は、現像剤搬送部材４１によって搬送される現像剤Ｔの搬送方向の下流側でもある。従って、現像剤を搬送するための進行波電界に、悪影響を与えることを避けることができ、安定した現像剤搬送性を維持することができる。即ち、もし、画像補正部材４９の配設位置が、現像領域Ｅの上流側であるとすると、画像補正部材に印加する交番電圧の影響で、現像剤を搬送するための進行波電界に、悪影響を与えることになるからである。又、画像補正部材４９に付着した現像剤を除去部材５０により除去した際に、この除去された現像剤が現像剤を搬送するための進行波電界に悪影響を与えることになるからである。
【００７３】
＜実施形態２＞
次に、上述した実施形態１の画像形成装置Ｘに用いられる、本発明の現像装置の別の例として、図８に示す形態を挙げることができる。この図８に示す実施形態２における現像装置１００は、現像剤搬送部材４１の表面を覆うように無端状のベルト部材(無端ベルト１０１)を設けた点に特徴がある。このようなベルト部材を設けた構造とすることにより、以下の利点がある。
【００７４】
まず、上述した図２に示すような現像装置４の場合、長期の使用により、現像剤搬送部材４１上に現像剤が付着し、これが固着した場合に現像剤の搬送性に悪影響を及ぼすことがある。又、現像剤搬送部材４１の表面は電極部材の保護や、リークの発生を防止するために誘電体からなる表面保護層４１ｃ(図３参照)を設けているが、現像剤Ｔの搬送により、現像剤と表面保護層である誘電体との接触によって、誘電体層(表面保護層４１ｃ)が帯電し、現像剤の搬送状態の乱れや、像担持体ドラム１との電位差、即ち、現像電位差に経時変化が生じて、安定な現像作用を阻害する場合がある。これを防止するために、無端状のベルト部材(無端ベルト１０１)を設け、これを回動させて付着現像剤のクリーニングや無端ベルト１０１の除電を行なうことで、上記した問題を解決できる。
【００７５】
以下、このベルト部材被覆型の現像装置１００について図８を参照しながら詳細に説明する。図８に示す現像装置１００は、ケーシング１０３、ミキシングパドル１０４、現像剤供給部材１０５、現像剤回収部材１０６、現像剤層厚規制部材１０７、クリーニングブレード１０８、現像剤搬送部材４１、無端ベルト１０１、支持部材１０２、画像補正部材４９、及び、除去部材５０等を備えている。
【００７６】
ケーシング１０３は、現像剤Ｔを内部に収容するものであり、又、必要に応じて現像装置１００を構成する部材を支持する。ミキシングパドル１０４は、ケーシング１０３内に収容されている現像剤Ｔを混合するものである。又、現像剤回収部材１０６は、現像工程で未使用となった現像剤が飛散しないようにケーシング１０３内に回収するものである。
【００７７】
現像剤搬送部材４１は、図９に示すように、像担持体ドラム１の現像領域Ｅに対向して無端ベルト１０１を案内する案内面が凸形状の曲面に形成されており、その現像領域Ｅにおいては、現像剤搬送部材４１の凸曲面部が像担持体ドラム１に対して最も接近するようになっている。
【００７８】
現像剤搬送部材４１は、図３のものと同じ構造であり、絶縁層からなる基材４１ａ上に、電界カーテン作用を発生させる進行波発生電極４１ｂが、４本を１組として複数組が順次連続して配設されている。又、現像剤搬送部材４１には、現像多相交流電源４７及び現像バイアス直流電源４８が接続されている。この現像剤搬送部材４１の表面側は、表面保護部材４１ｃによって覆われている。そして、これらの進行波発生電極４１ｂ，・・，４１ｂには、現像多相交流電源４７から、実施形態１と同様、図４に示すような多相の交流電圧が印加されることにより、現像剤搬送部材４１の表面に平行となる方向に電界カーテンが発生し、これによって現像領域Ｅまで電界カーテン作用により現像剤Ｔを搬送するようになっている。
【００７９】
無端ベルト１０１は、現像剤搬送部材４１の表面(像担持体ドラム１との対向面)に、その表面を周方向に覆うように設けられている。
【００８０】
又、無端ベルト１０１は、ベルト駆動部材１１１、駆動補助部材１１２及び上下のベルトガイド部材１１３，１１４に張架されており、ベルト駆動部材１１１の回動によって現像剤Ｔの搬送方向(図８の矢印Ｄ６の方向)に所定の周速度で移動(回動)される。
【００８１】
無端ベルト１０１上への現像剤層の形成は、現像剤層厚規制部材１０７によって、現像剤供給部材１０５上に、所望の厚み・付着量に制御された現像剤層を形成し、その現像剤供給部材１０５上の現像剤層を無端ベルト１０１上に転写するという方法で行われる。そして、無端ベルト１０１の移動(回動)により、現像剤層が現像剤搬送部材４１の進行波発生電極４１ｂが存在する領域(図８及び図９参照)まで移送され、現像剤搬送部材４１によって形成される進行波電界により現像領域Ｅに現像剤Ｔが搬送される。
【００８２】
例えば、無端ベルト１０１上に現像剤薄層(付着量０．２〜２ｍｇ/ｃｍ2程度)を形成し、無端ベルト１０１を数１０〜百数１０ｍｍ／秒で回動させ、進行波電界形成領域まで現像剤を移動させ、現像剤搬送・現像工程を行なう。
【００８３】
尚、無端ベルト１０１上に現像剤層を形成する方法として、無端ベルト１０１上に現像剤層厚規制部材を当接させて、直接現像剤層を形成するというような方法を採用してもよい。又、無端ベルト１０１の回転方向(図８の矢印Ｄ６方向)の上流側にスポンジローラー等を当接させるか、もしくは、非接触の多角形状や粗面化した回転部材等を設けて、現像剤供給補助を行なうようにしてもよい。
【００８４】
そして、この例の現像装置１００では、上述のように、無端ベルト１０１が所定の周速度で回動することによって、現像剤搬送部材４１の表面が常に刷新され、この現像剤搬送部材４１の表面上での帯電及び現像剤Ｔの固着が防止される。尚、後述するが、無端ベルト１０１の駆動速度は、無端ベルト１０１上の現像剤量と、像担持体ドラム１上で必要な現像剤量及び像担持体ドラム１の周速度により決定される。
【００８５】
又、無端ベルト１０１には、現像剤搬送部材４１の表面に対し密着した状態となるように一定の張力が付与されており、その表面上において進行波発生電極４１ｂにより形成された進行波電界(電界カーテン)が均一に作用するようになっている。
【００８６】
無端ベルト１０１の材料としては、例えば、ポリイミド、ＰＥＴ(ポリエチレンテレフタレート)、ポリ４フッ化エチレン、ポリフッ化エチレンプロプレン、ＰＴＦＥ(ポリテトラフルオロエチレン)、ＰＶＤＦ(ポリビニデンフロリド)、ポリアミドイミド系、ナイロン等の有機材料や、シリコーン、イソプレン、ブタジエン等のゴム材料を挙げることができる。これらのベルト部材材料は絶縁性もしくは導電剤を分散させた高抵抗(体積抵抗率ρ：１Ｅ＋９〜１４Ω・ｃｍ、１００Ｖ印加)としたものが好適である。伝導性付与に関しては、電子伝導タイプあるいはイオン導電タイプのものを用いることができる。
【００８７】
ベルト駆動部材１１１としては、ＳＵＳ(ステンレス)又は鉄等の金属ローラ部材や、これを芯金にしてその表面にゴム、フィルムやスポンジ等の部材を被覆したものが用いられる。
【００８８】
さらに、この例においては、無端ベルト１０１の回動をスムーズにするために、無端ベルト１０１に当接するように駆動補助部材１１２が設けられている。無端ベルト１０１はベルト駆動部材１１１との摩擦力が大きくなるように、駆動補助部材１１２にて押し込まれた状態となっており、ベルト駆動部材１１１との接触性が高く、高い駆動力を得られる構造となっている。さらには、無端ベルト１０１の生産バラツキ、経時使用、使用環境による周長変化が発生した際にも、駆動補助部材１１２により現像剤搬送部材４１との接触状態を安定に保つ作用も付与できる。
【００８９】
駆動補助部材１１２としては、ベルト駆動部材１１１と同様に、ＳＵＳ又は鉄等の金属ローラ部材や、これを芯金にしてその表面にゴム、フィルムやスポンジ等の部材を被覆したものを挙げることができる。又、駆動補助部材１１２の形状は、ローラ状だけでなく、板状あるいは角状であってもよい。
【００９０】
さらに、駆動補助部材１１２には、ベルト駆動部材１１１に対して加圧当接させるための加圧手段(図示せず)が設けられていてもよい。その加圧手段としては、例えば板ばねやコイルばね等、押付け力を付与できるものを挙げることができる。
【００９１】
駆動補助部材１１２の回動機構としては、無端ベルト１０１との接触による従動回転機構、ギヤ又はプーリーとベルト部材にてベルト駆動部材１１１の駆動源に連結する連結駆動機構等を挙げることができる。又、駆動補助部材１１２には別の駆動源を設けてもよいし、あるいは、駆動補助部材１１２を電気的に接地することにより、無端ベルト１０１の表面に帯電した電位を除電することができる。
【００９２】
さらに、この例においては、無端ベルト１０１上に付着した現像剤Ｔを除去するためのクリーニング部材として、ベルト駆動部材１１１に無端ベルト１０１を介して当接するクリーニングブレード１０８を設けている。クリーニングブレード１０８はケーシング１０３の一部に固定されている。クリーニングブレード１０８の材質としては、ＳＵＳ、ニッケルコートを施した鉄、ウレタン又はシリコンゴム等が挙げられる。
【００９３】
クリーニングブレード１０８は、無端ベルト１０１上に残留した現像剤Ｔを掻き取り、無端ベルト１０１の表面をクリーニングすると共に、ケーシング１０３の現像剤蓄積部１０３ａに現像剤Ｔを戻す機能を有している。尚、図８の構造では、クリーニングブレード１０８と現像剤供給部材１０５との間の領域に存在する無端ベルト１０１に、現像剤Ｔが付着しないように、無端ベルト１０１側と、現像剤蓄積部１０３ａ側とを隔てるための隔壁部材１０９が設けられており、無端ベルト１０１のクリーニングをより有効に行なえる構造となっている。
【００９４】
現像剤搬送部材４１の下方端部には、無端ベルト１０１に対して現像剤Ｔを供給するローラ部材からなる現像剤供給部材１０５が設けられている。又、現像剤搬送部材４１の上方端部には、無端ベルト１０１の表面の現像剤Ｔをケーシング１０３の内部に回収するためのローラ部材からなる現像剤回収部材１０６が設けられている。尚、この例では、現像剤回収部材１０６が無端ベルト１０１の表面に回転可能に接触している形態としているが、これに限定されるものではなく、非接触の形態、あるいは回動しない形態であってもよい。
【００９５】
現像剤供給部材１０５は、ケーシング１０３内に収容されている現像剤Ｔを無端ベルト１０１上に載せて現像領域Ｅまで供給するためのものであり、無端ベルト１０１に対して所定の接触圧で当接した状態に設けられている。現像剤供給部材１０５と無端ベルト１０１(ベルトガイド部材１１４)との圧接力はばね等によって与えられる。現像剤供給部材１０５には、その表面上に形成する現像剤層の層厚を規制するための現像剤層厚規制部材１０７が当接している。
【００９６】
現像剤供給部材１０５の素材としては、特に限定されるものではないが、例えばシリコーン、ウレタン、ＥＰＤＭ(エチレン−プロピレン−ジエン−メチレン共重合体)等のソリッドゴム、発泡ゴム等が挙げられる。又、カーボンブラックやイオン導電剤を添加することによって導電性を付与してもよい(電圧印加も可能)。
【００９７】
尚、現像剤供給部材１０５及び無端ベルト１０１(ベルトガイド部材１１４)の弾性率を調整して両者の位置関係を制御するようにしてもよい。さらに、現像剤供給部材１０５に印加する電圧を適切な値に設定し、現像剤供給部材１０５に現像剤Ｔを帯電させる機能を付加するようにしてもよい。あるいは、現像剤供給部材１０５の前段に、例えば薄板状のブレード(材料としては、現像剤供給手段と同じものが使用可能)を設けて現像剤Ｔを帯電させるようにしても構わない。
【００９８】
現像剤回収部材１０６は、像担持体ドラム１上の静電潜像の現像に寄与しない現像剤Ｔを回収してケーシング１０３内に戻すためのものであり、その材質としては、特に限定されないが、例えば現像剤供給部材１０５と同様のものを使用することができる。
【００９９】
支持部材１０２は、現像剤搬送部材４１を像担持体ドラム１の現像領域Ｅに対向した状態を保持するためのもので、その構成は特に限定されるものではない。その素材として、例えば、ＡＢＳ(アクリロニトリルブタジエンスチレン)樹脂等を挙げることができる。
【０１００】
画像補正部材４９は、実施形態１の現像装置４と同様、本発明の特徴的な構成要素であり、その構成や配設位置、動作状態、使用条件等は、実施形態１の現像装置４と全く同じである。従って、実施形態１の現像装置４における画像補正部材４９と同様の作用、効果を有する。
【０１０１】
除去部材５０も、実施形態１の現像装置４と同様の構成であり、実施形態１の現像装置４における除去部材５０と同様の作用、効果を有する。
【０１０２】
又、画像補正部材４９が配設される位置は、実施形態１の現像装置４の場合と同様、像担持体ドラム１の回転方向の現像領域Ｅの下流側であり、この位置は、現像剤搬送部材４１によって搬送される現像剤Ｔの搬送方向の下流側でもある。従って、進行波電界が形成されるエリアの手前において、無端ベルト１０１上に形成される現像剤層に悪影響を与えることを避けることができ、安定した現像剤搬送性を維持することができる。即ち、もし、画像補正部材４９の配設位置が、現像領域Ｅの上流であるとすると、画像補正部材に印加する交番電圧の影響で、無端ベルト１０１上に形成される現像剤層に、悪影響を与えることになるからである。又、画像補正部材４９に付着した現像剤を除去部材５０により除去した際に、この除去された現像剤が無端ベルト１０１上に形成される現像剤層に悪影響を与えることになるからである。
【０１０３】
又、実施形態１の現像装置４の場合には、画像補正部材４９と対峙する領域では、画像補正部材４９に印加する交番電圧の作用で、その部分での進行波電界が乱れ、現像剤搬送性が変化してしまうおそれがある。これに対して、無端ベルト１０１を用いる実施形態２の現像装置１００の場合、画像補正部材４９と対峙する領域では進行波電界を発生させる必要がなくなるため、進行波電界に対する影響を考慮する必要がなく、画像補正部材４９は現像剤像の補正に専念させることができる。従って、実施形態２の現像装置１００では、現像剤搬送と補正効果とをそれぞれ最適な条件で行なうことが出来る。
【０１０４】
上記の実施形態２において、図１０に示すように、画像補正部材４９を無端ベルト１０１に当接して配設するようにしてもよい。このようにすることにより、現像剤搬送部材４１の進行波発生電極４１ｂと無端ベルト１０１との密着性を向上させることができ、安定した現像剤搬送を行なうことができる。
【０１０５】
この場合、さらに、画像補正部材４９の無端ベルト１０１と接する部分が無端ベルト１０１の移動方向と同じ方向に移動するように、モータ等の駆動源を用いて画像補正部材４９を矢印Ｄ５の方向に回転させるようにしてもよい。このようにすることにより、画像補正部材４９と無端ベルト１０１間の摩擦力により、無端ベルト１０１を引っ張る作用が働き、現像剤搬送部材４１の進行波発生電極４１ｂと無端ベルト１０１との密着性をより向上させることができる。
【０１０６】
又、上記の実施形態２において、図１１に示すように、無端ベルト１０１を介して画像補正部材４９と対向する位置に捕集電極１０９を備えることにより、画像補正部材４９に付着した現像剤を捕集電極１０９の発生する電界によって無端ベルト１０１へ移動させて無端ベルト１０１に付着させるようにしてもよい。このようにすることにより、画像補正部材４９に付着した現像剤を無端ベルト１０１の方に引き付けることができ、画像補正部材４９に付着した現像剤を取り除きやすくすることができることから、画像補正部材４９に現像剤が固着するのを防止でき、画像補正部材４９の長寿命化を図ることができる。
【０１０７】
この場合、捕集電極１０９へ印加する電圧を、画像補正部材４９に印加する画像補正バイアス直流の電圧と同じとすると、所望の極性の現像剤と、逆極性の現像剤の双方を同等に除去することができる。
【０１０８】
又、捕集電極１０９へ印加する電圧と画像補正バイアス直流の電圧とに差を設けることにより、現像工程で未使用になった無端ベルト１０１上の現像剤を、画像補正部材４９へ移動しないようにすることができ、画像補正部材４９の表面を清浄に保つことができる。例えば、負帯電の光導電層（一般的なＯＰＣ等）及び、負帯電トナーを用いる場合に、上述したＶDCが−５００(Ｖ)の例において、捕集電極１０９へ印加する電圧ＶCをＶDCより＋側の電位である−２００〜−３００(Ｖ)にすることにより、この効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】実施形態１における画像形成装置の構成図である。
【図２】実施形態１における現像装置の構成図である。
【図３】実施形態１における現像装置の現像剤搬送部材の構成を示した図である。
【図４】実施形態１における現像剤搬送部材に印加する４相の交流電圧の波形を示した図である。
【図５】従来例における現像剤像のエッジやせの説明図である。
【図６】実施形態１における静電潜像の再配置現像の説明図である。
【図７】実施形態１における画像補正部材への印加電圧及びこの印加電圧と関係する電圧の状態を示した図である。
【図８】実施形態２における現像装置の構成図である。
【図９】図８の部分拡大図である。
【図１０】実施形態２の現像装置における他の例の画像補正部材の無端ベルトへの当接状態を示した図である。
【図１１】実施形態２の現像装置における捕集電極を示した図である。
【符号の説明】
【０１１０】
Ｘ 画像形成装置
１ 像担持体ドラム(像担持体)
１１ 導電性基体
１２ 光導電層
１２a 静電潜像エッジ部
２ 帯電部材
３ 露光部材
４ 現像装置
４０ ケーシング
４１ 現像剤搬送部材
４１ａ 基材
４１ｂ 進行波発生電極
４１ｃ 表面保護層(誘電体)
４２ ミキシングパドル
４３ 支持部材
４４ 現像剤供給部材
４５ 現像剤回収部材
４６ 現像剤層厚規制部材
４７ 現像多相交流電源
４８ 現像バイアス直流電源
４９ 画像補正部材
４９ａ 画像補正多相交流電源
４９ｂ 画像補正バイアス直流電源
５０ 除去部材
５ 転写部材
６ クリーニング部材
７ 除電部材
８ 定着装置
１００ 現像装置
１０１ 無端ベルト(ベルト部材)
１１１ ベルト駆動部材
１１２ 駆動補助部材
１１３，１１４ ベルトガイド部材
１０２ 支持部材
１０３ ケーシング
１０４ ミキシングパドル
１０５ 現像剤供給部材
１０６ 現像剤回収部材
１０７ 現像剤層厚規制部材
１０８ クリーニングブレード
１０９ 捕集電極
Ｃ 矢印
Ｄ１ 矢印
Ｄ２ 矢印
Ｄ３ 矢印
Ｄ４ 矢印
Ｄ５ 矢印
Ｄ６ 矢印
ｄ１ ギャップ１
ｄ２ ギャップ２
Ｅ 現像領域
Ｐ 用紙
Ｔ 現像剤(トナー)
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体上に形成される静電潜像を現像剤によって現像する現像装置及び画像形成装置に関し、特に、進行波電界を用いて現像剤を搬送し、像担持体上に形成された静電潜像を顕画化する現像装置、及び、この現像装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ等の電子写真プロセスを用いた画像形成装置に適用される現像装置としては、現在、像担持体(感光体)に現像剤担持体を接触させずに現像を行なう非接触方式の現像装置が注目されており、パウダークラウド法、ジャンピング法又は電界カーテン(進行波電界)を利用した方法が提案されている。
【０００３】
電界カーテンを用いた装置としては、例えば、互いに位相が異なる複数種の交番電圧を発生する電源と、基材上に所定の間隔をおいて配列された複数の電極に上記電源からの交番電圧を印加することにより進行波電界を形成することによって、現像剤を像担持体に向けて搬送させる現像剤搬送部材とを備えた現像装置が提案されている(例えば、特許文献１及び特許文献２参照)。
【０００４】
又、進行波電界を利用した技術に関して、本出願人は、現像剤搬送部材と像担持体との現像ギャップｄと、現像剤搬送部材における電極間ピッチλの関係をｄ＞λとすることで、画像の均一性向上を図る現像装置(例えば、特許文献３参照)や、エッジ効果を軽減して画像品位を向上させる目的で現像ギャップと像担持体膜厚、現像電位条件等の適切な設定を行なうことを提案している(例えば、特許文献４参照)。
【０００５】
さらに、本出願人は、ＦＰＣ(フレキシブル回路基板)等からなる現像剤搬送部材上に直接現像剤供給を行ない、その現像剤搬送部材から発生させた進行波電界を用いた現像剤搬送方法における問題点を解決する方法として、現像剤搬送部材を覆った状態で現像剤搬送方向に移動するベルト部材により現像剤を供給するように構成するとともに、そのベルト部材の表面をクリーニング部材によって常にリフレッシュすることにより、現像剤の搬送機能の安定化を図れるようにした現像装置を提案している(例えば、特許文献５参照)。
【特許文献１】特公平５−３１１４６号公報(明細書２頁右欄２０行〜３頁右欄５行、図１，図２)
【特許文献２】特公平５−３１１４７号公報(明細書２頁左欄２９行〜４頁右欄２１行、図１，図２)
【特許文献３】特開２００３−５５２４号公報
【特許文献４】特開２００３−２２８２３６号公報
【特許文献５】特開２００２−９１１６０号公報(段落〔００３２〕〜〔００３４〕、図２)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、進行波電界により現像剤をクラウド状にして搬送し、像担持体と非接触状態で現像を行なう場合、現像剤の搬送条件と現像ギャップの設定によっては、以下のような問題が発生する。
【０００７】
近年、インクジェットプリンタ等に代表される写真に匹敵する高画質な画像形成装置が開発され、現像剤を用いた画像形成においても更に高画質化が要求されている。又、定着工程における省エネルギー化、ランニングコストの低減、さらには現像剤容器の体積減による装置の小型化を行なうために、必要な濃度を維持しつつ、現像剤の消費量を少なくする試みがなされている。これを達成するための一つの技術的な手法は、現像剤粒子をより小粒径化し、かつ、現像剤中の着色剤(例えば、カーボンブラックや、有機顔料等)の含有率を高め、記録紙上での画像の厚みを薄くして、より高品位な画像形成を行なう動向にある。このような画像形成を行なうにあたっては、像担持体上に現像剤像を形成する段階において、従来よりも少ない量の現像剤を均一に薄層現像する必要がある。
【０００８】
本発明人らが研究を進めたところ、おおよそ現像剤１〜２層分に相当する量の薄層の現像を行なうことによって発生する新たな課題を見出した。ここでいう薄層現像時の像担持体上への現像剤量は、現像剤の体積平均粒径をＲ(μｍ)とすると、Ｒ×０．１(ｍｇ／ｃｍ2)以下程度である。又、上記特許文献４には、現像ギャップが広すぎる場合に静電潜像エッジ部に現像剤が集まって画像の輪郭が太る現象を抑制することを主眼にした考えが記載されている。これは現像する現像剤量が比較的多い場合には、現像ギャップを狭める方向の条件設定により、基本的には良好な結果を与える。
【０００９】
しかしながら、上述したように、薄層の現像においては、適正範囲内であっても比較的広い現像ギャップ条件では、画像のエッジ付近が現像されず、画像の輪郭部がやせる、即ち、上記特許文献４に記載の技術とは逆の挙動を示すことがある。
【００１０】
この薄層現像を行なった際の静電潜像エッジ部のやせ現象を軽減する方策としては、更に現像ギャップを狭める条件設定が有効である。一方、上記の文献３においては、現像ギャップを現像剤搬送部材の電極ピッチよりも大きくすることで、各電極に印加されている電圧変化の影響を受けることで発生する濃度ムラを抑制し、静電潜像エッジ部のやせや地カブリを抑制する考えが開示されている。これによれば、エッジやせを軽減すべく、現像ギャップを狭くする前提として、現像剤搬送部材の電極間ピッチを狭く設定する必要があるが、そうすると、現像剤の搬送能力が低下する問題が発生し、これは高速印字への対応性が低下することにつながる。
【００１１】
そこで、この発明は、上記の問題を解決するためになされたものであって、高速印字の観点から現像剤搬送部材の電極間ピッチを狭く設定することなく、即ち、現像ギャップを狭くする方法を用いずに、静電潜像エッジ部のやせ現象を抑制することができる現像装置、及び、この現像装置を備えることにより、高速印字と高画質を両立させた画像形成装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
現像剤の搬送に進行波電界を利用する現像装置としては、上述したように、進行波発生電極を有する現像剤搬送部材のみを備えた現像装置と、該現像剤搬送部材のほか、該現像剤搬送部材の表面を覆い、且つ、該表面上を現像剤搬送方向に移動するベルト部材を備えた現像装置とに大別される。本発明の現像装置は、このいずれの現像装置としても構成することができる。
【００１３】
まず、現像剤搬送部材のみを備えた本発明の現像装置は、移動する像担持体の表面上に形成される静電潜像が、現像領域で現像剤によって現像剤像として可視化されて現像される現像装置であって、基材上に所定の間隔をおいて配列された複数の進行波発生電極を有し、互いに異なる位相の複数種の交番電圧が各進行波発生電極に印加されることにより形成される進行波電界によって現像剤が現像領域に搬送される現像剤搬送部材を備えた現像装置において、像担持体が移動する方向における現像領域の下流側に配設されていると共に、交番電圧成分を含む電圧が印加される画像補正部材を備えており、現像剤像に付着している現像剤で静電潜像が画像補正部材の発生する電界によって再配置現像されることを特徴としている。又、上記の現像装置において、画像補正部材は、現像剤の搬送方向の下流側に配設するのが好ましい。
【００１４】
上記の現像装置によれば、従来、像担持体の静電潜像のエッジ付近の電界の回りこみの影響を受けて多く生じていた現像剤像のエッジやせを抑制することができる。即ち、上記の現像装置では、現像領域における像担持体移動方向の下流側に画像補正部材を配置し、この画像補正部材に交番電圧を印加することで、静電潜像エッジ部に偏った現像剤像を一旦引き剥がし、再度像担持体に付着させて静電潜像を再配置現像する。この際、画像補正部材による強い交番電界の作用で、静電潜像エッジ部にも現像剤を付着させることが可能となり、静電潜像エッジ部の画像欠陥を補正することができる。又、画像濃度の均一化や地かぶりの除去等の効果も生じる。
【００１５】
上記の現像装置において、画像補正部材へ印加される電圧の交番電圧成分のピークツーピーク電圧をＶPP、直流電圧成分をＶDCとすると、
画像補正部材４９への印加電圧の絶対値の最大値は、Ｖmax＝|ＶDC|＋１/２ＶPP
画像補正部材４９への印加電圧の絶対値の最小値は、Ｖmin＝|ＶDC|−１/２ＶPP
となる。そこで、像担持体の表面の非画像部の電位をＶ0とし、像担持体の表面の画像部の電位をＶLとし、
Ｘ＝(Ｖmax)−|ＶL|＝(|ＶDC|＋１/２ＶPP)−|ＶL|
Ｙ＝|Ｖ0|−(Ｖmin)＝|Ｖ0|−(|ＶDC|−１/２ＶPP)
とすると、画像補正部材へ印加される電圧の交番電圧成分のピークツーピーク電圧ＶPP、及び、直流電圧成分ＶDCは、Ｘ＞Ｙを満たすような電圧とするのが好ましい。
【００１６】
上記のＸは、像担持体の表面上に静電潜像が形成されている部分である画像部と画像補正部材との間の最大電位差であり、Ｙは、像担持体の表面上に静電潜像が形成されていない部分である非画像部と画像補正部材との間の最大電位差である。上記のＸ＞Ｙを満たすことにより、現像剤像に付着している現像剤により再配置現像する際に、所望の極性の現像剤に対して現像する方向の電界を強めることができ、画像濃度の低下を防止することができる。Ｘ＞Ｙを満たさないと、像担持体上の現像剤像に付着している現像剤の画像補正部材へ移動する量が多くなり、現像領域における現像に使用される現像剤量が減少し、画像濃度の低下を生じやすくなるからである。
【００１７】
上記の現像装置において、画像補正部材が、円筒形状でその軸が像担持体の表面と略平行に配設されており、像担持体の表面の移動方向と、画像補正部材における像担持体の表面と対面している表面の移動方向とが、逆になるように回転するように構成するのが好ましい。このようにすることにより、画像補正部材と像担持体間で飛翔している現像剤の飛散を抑制することができる。
【００１８】
又、上記の現像装置において、画像補正部材に付着した現像剤を取り除く除去部材を備えるようにしてもよい。このようにすることにより、画像補正部材に付着した現像剤を回収して再利用することができる。
【００１９】
次に、現像剤搬送部材とベルト部材とを備えた本発明の現像装置は、上記の現像剤搬送部材のみを備えた本発明の現像装置に、該ベルト部材を備えることで構成することができる。即ち、現像剤搬送部材とベルト部材とを備えた本発明の現像装置は、現像剤搬送部材のみを備えた上記の本発明の各現像装置において、現像剤搬送部材の表面を覆い、且つ、該表面上を現像剤搬送方向に移動するベルト部材を備えており、該ベルト部材上に現像剤層が形成されると共に、該ベルト部材は、現像剤搬送部材により進行波電界が形成される領域に、現像剤層の現像剤を移送するように構成されている。
【００２０】
上記の現像剤搬送部材とベルト部材とを備えた本発明の現像装置において、画像補正部材は、円筒形状でその軸が像担持体の表面と略平行に配設されており、像担持体の表面の移動方向と、画像補正部材の像担持体の表面と対面している表面の移動方向とが、逆になるように回転していると共に、ベルト部材に当接して配設するようにしてもよい。
【００２１】
このようにすることにより、進行波発生電極とベルト部材のベルトとの密着性を向上させることができ、安定した現像剤搬送を行なうことができる。
【００２２】
又、上記の現像剤搬送部材とベルト部材とを備えた本発明の現像装置において、ベルト部材を介して画像補正部材と対向する位置に捕集電極を備えており、画像補正部材に付着した現像剤が捕集電極の発生する電界によってベルト部材へ移動して付着するようにしてもよい。
【００２３】
このようにすることにより、画像補正部材に付着した現像剤をベルト部材の方に引き付けることができ、画像補正部材に付着した現像剤を取り除きやすくすることができることから、画像補正部材に現像剤が固着するのを防止でき、画像補正部材の長寿命化を図ることができる。
【００２４】
又、上記の本発明の各現像装置を用いて画像形成装置を構成することができる。この画像形成装置では、該画像形成装置に使用されている現像装置において、像担持体上の現像剤像のエッジやせを抑制すると共に、現像領域における現像に使用される現像剤量の減少を抑制し、画像濃度の低下を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の現像装置によれば、交番電圧成分を含む電圧が印加される画像補正部材が、現像領域内の像担持体が移動する方向の下流側に配設されていると共に、画像補正部材は現像剤の搬送方向の下流側に配設されているので、従来、像担持体の静電潜像のエッジ付近の電界の回りこみの影響を受けて生じることが多かった現像剤像のエッジやせを抑制することができると共に、さらに現像工程前の現像剤の搬送状態を乱すようなこともなく、安定した画像形成を行なうことができる。
【００２６】
又、本発明における画像補正部材へ印加される電圧の交番電圧成分のピークツーピーク電圧をＶPP、直流電圧成分をＶDC、像担持体の非画像部の電位をＶ0、同じく画像部の電位をＶLとし、Ｘ＝(|ＶDC|＋１/２ＶPP)−|ＶL|、Ｙ＝|Ｖ0|−(|ＶDC|−１/２ＶPP)とすると、Ｘ＞Ｙを満たすことで、現像剤像に付着している現像剤により再配置現像する際に、所望の極性の現像剤に対して現像する方向の電界を強めることができ、現像領域における現像に使用される現像剤量の減少を抑制し、画像濃度が低下するのを抑えることができる。
【００２７】
又、本発明の画像形成装置によれば、該画像形成装置に使用されている現像装置において、像担持体上の現像剤像のエッジやせを抑制すると共に、現像領域における現像に使用される現像剤量の減少を抑制し、画像濃度の低下を抑制できるので、高速印字と高画質を両立させた画像形成装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳しく説明する。
【００２９】
＜実施形態１＞
図１は、実施形態１における本発明の現像装置を備えた画像形成装置Ｘの構成を示す図である。画像形成装置Ｘの内部には、像担持体としての円筒状の像担持体ドラム１が設けられている。この像担持体ドラム１を中心として、その周囲に、帯電部材２、露光部材３、現像装置４、転写部材５、クリーニング部材６及び除電部材７がこの順で配設されている。
【００３０】
又、像担持体ドラム１と転写部材５との間には、記録媒体としての用紙(ＰＰＣ用紙等)Ｐが搬送される用紙搬送路が配設されている。その用紙搬送路の搬送方向から見て像担持体ドラム１の下流側には、上下一対の定着部材８１，８１を備えた定着装置８が配設されている。
【００３１】
電子写真プロセスでは、像担持体ドラム１に原稿像、あるいはホストコンピュータ(図示せず)等から取り込んだデータに対応した静電潜像が形成され、その静電潜像が現像装置４によって現像(可視化)され、用紙Ｐ上に転写されて画像形成が行われる。
【００３２】
像担持体ドラム１は、導電性基体１１上に光導電層１２が形成されており、帯電部材２から上記各部材３〜７の配置順に従って(図１の矢印Ｄ１方向)回転可能となっている。
【００３３】
まず、像担持体ドラム１の表面(光導電層１２)は、帯電部材２によって所定の電位となるまで帯電される。所定電位まで帯電された像担持体ドラム１の表面は、像担持体ドラム１の回転によって露光部材３の位置まで到達する。この露光部材３は書き込み手段であり、画像情報に基づいて、例えばレーザ光等の光によって帯電している像担持体ドラム１の表面上に画像を書き込む。これによって、像担持体ドラム１上に静電潜像が形成される。静電潜像が形成された像担持体ドラム１の表面は、その像担持体ドラム１の回転によって現像装置４の位置まで到達する。
【００３４】
現像装置４では、現像剤搬送部材４１上を搬送される現像剤(トナー)Ｔによって、像担持体ドラム１の表面の静電潜像を現像剤像として現像する。現像剤Ｔが担持された像担持体ドラム１の表面は、この像担持体ドラム１の回転によって転写部材５の位置まで到達する。
【００３５】
転写部材５は、像担持体ドラム１の表面上の現像剤Ｔを用紙Ｐ上に転写する。像担持体ドラム１から用紙Ｐ上に転写された現像剤像は定着装置８によって用紙Ｐ上に定着される。
【００３６】
現像剤像が転写された後の像担持体ドラム１の表面は、この像担持体ドラム１の回転によってクリーニング部材６の位置まで到達する。クリーニング部材６は、像担持体ドラム１の表面に残留している現像剤Ｔや紙粉等を除去する。クリーニング部材６によってクリーニングされた像担持体ドラム１の表面は、この像担持体ドラム１の回転によって除電部材７の位置まで到達する。
【００３７】
除電部材７は、像担持体ドラム１の表面に残留している電位を除去する。そして、上述した一連の動作によって一回の画像形成が終了する。
【００３８】
像担持体ドラム１としては、例えばアルミニウム等で製作された導電性基体(金属ドラム)の外周面に、アモルファスシリコン(ａ−Ｓｉ)、セレン(Ｓｅ)や有機光半導体(ＯＰＣ)等の光導電層が薄膜状に形成されてなる構成が挙げられるが、特に限定されるものではない。
【００３９】
帯電部材２としては、例えばタングステンワイヤ等の導電線、金属性のシールド板、グリッド板からなるコロナ帯電器や帯電ローラ、帯電ブラシ等の構成が挙げられるが、特に限定されるものではない。
【００４０】
露光部材３としては、例えば半導体レーザや発光ダイオード等が挙げられるが、特に限定されるものではない。
【００４１】
転写部材５としては、例えば、コロナ転写器、転写ローラ、転写ブラシ等が挙げられるが、特に限定されるものではない。
【００４２】
クリーニング部材６としては、クリーニングブレード等が挙げられるが、特に限定されるものではない。
【００４３】
除電部材７としては、除電ランプ等が挙げられるが、特に限定されるものではない。
【００４４】
次に、本実施形態１における現像装置４について説明する。この現像装置４は、図２に示すように、ケーシング４０、現像剤搬送部材４１、ミキシングパドル４２、支持部材４３、現像剤供給部材４４、現像剤回収部材４５、現像剤層厚規制部材４６、画像補正部材４９、及び、除去部材５０等によって構成されている。
【００４５】
ケーシング４０は、現像剤Ｔを内部に収容するものであり、又、必要に応じて現像装置４を構成する部材を支持するものである。
【００４６】
ミキシングパドル４２は、ケーシング４０内に収容されている現像剤Ｔを混合するためのものであり、矢印Ｄ２の方向に回転する。
【００４７】
現像剤搬送部材４１は、像担持体ドラム１の現像領域Ｅに対向し、若干傾斜した略平面状の部材である。尚、図２では現像剤搬送部材４１として略平面状のものを示しているが、現像剤搬送部材の形状は、これに限定されるものではなく、例えば、半円弧状又は緩やかな曲面を形成するような形状であっても構わない。
【００４８】
又、現像剤搬送部材４１が上記配置を保持できるように、現像剤Ｔを搬送する表面と反対側の表面に、現像剤搬送部材４１を保持する支持部材４３がケーシング４０に設けられている。
【００４９】
現像剤搬送部材４１の下方端部には、現像剤搬送部材４１の表面上を搬送される現像剤Ｔを供給する現像剤供給部材４４が設けられており、この現像剤供給部材４４は矢印Ｄ３の方向に回転する。現像剤搬送部材４１の上方端部には、現像剤搬送部材４１の表面の未使用現像剤Ｔをケーシング４０内部に収容するための現像剤回収部材４５が設けられている。尚、この例では、現像剤回収部材４５が現像剤搬送部材４１の表面に回転可能に接触している形態としているが、これに限定されるものではなく、非接触の形態や回動しない形態であってもよい。
【００５０】
現像剤供給部材４４は、ケーシング４０内に収容されている現像剤Ｔを現像剤搬送部材４１に供給するためのものであり、現像剤搬送部材４１に所定の圧力で当接した状態で設けられている。現像剤供給部材４４と現像剤搬送部材４１との接触圧力は、ばね等により所望の接触圧力が与えられるようにしてもよいし、現像剤供給部材４４及び現像剤搬送部材４１の弾性率を調整して両者の位置関係を制御するようにしてもよい。現像剤供給部材４４には、その表面上に形成する現像剤層の層厚を規制するための現像剤層厚規制部材４６が当接している。
【００５１】
現像剤供給部材４４の材質としては特に限定されるものではないが、例えば、シリコーン、ウレタン、ＥＰＤＭ(エチレン−プロピレン−ジエン−メチレン共重合体)等のソリッドゴム、発泡ゴム等が挙げられる。又、カーボンブラックやイオン導電剤を添加することによって導電性を付与してもよい(電圧印加も可能)。尚、現像剤供給部材４４と現像剤搬送部材４１に印加する電圧値を適切な値に設定し、現像剤供給部材４４に現像剤Ｔを帯電させる機能を付加するようにしてもよい。又、現像剤供給部材４４の前段に、例えば薄板状のブレード(材料としては、現像剤供給部材４４と同じものが使用可能)を設けて現像剤Ｔを帯電させるようにしても構わない。
【００５２】
現像剤回収部材４５は、像担持体ドラム１上の静電潜像の現像に寄与しない現像剤Ｔを回収してケーシング４０内に戻すためのものであり、矢印Ｄ４の方向に回転する。その材質としては、特に限定されないが、例えば現像剤供給部材４４と同様のものを使用することができる。
【００５３】
支持部材４３は、現像剤搬送部材４１を像担持体ドラム１の現像領域Ｅに対向した状態を保持するためのもので、その構成は特に限定されるものではない。例えば、ＡＢＳ(アクリロニトリルブタジエンスチレン)樹脂等を挙げることができる。
【００５４】
現像剤搬送部材４１は、電界カーテン作用により現像剤Ｔを搬送するものであり、図３に示すように、絶縁層からなる基材４１ａ上に、電界カーテン作用を発生させる進行波発生電極４１ｂが、４本を１組として複数組が順次連続して配設されている。この現像剤搬送部材４１の表面側は表面保護部材４１ｃによって覆われている。又、現像剤搬送部材４１は、現像剤搬送部材４１と像担持体ドラム１の表面の光導電層１２との間のギャップ１(図２、図３のｄ１)が、０．１ｍｍ〜１ｍｍとなるように配設されている。
【００５５】
そして、現像剤搬送部材４１の進行波発生電極４１ｂ，・・，４１ｂに、現像多相交流電源４７として、例えば図４に示すような多相の交流電圧が印加されることにより、現像剤搬送部材４１の表面に平行となる方向に電界カーテンが発生する。この電界カーテンの作用によって、現像剤Ｔを下方から上方に向かって(図２の矢印Ｃの方向)現像領域Ｅまで搬送するようになっている。即ち、現像領域Ｅ付近では、像担持体ドラム１の表面の移動方向と、現像剤Ｔの搬送方向とは同じ方向である。又、進行波発生電極４１ｂ，・・，４１ｂには現像バイアス直流電源４８にてバイアス電圧が印加される。
【００５６】
現像剤搬送部材４１の具体例な構成材料としては、例えば、基材４１ａとしてポリイミド(厚さ２５μｍ)を、進行波発生電極４１ｂとして銅(厚さ１８μｍ)を、又、表面保護層４１ｃとしてポリイミド(厚さ２５μｍ)を用いることができる。
【００５７】
進行波発生電極４１ｂは、約５０ｄｐｉ(dot per inch)〜３００ｄｐｉ、即ち、約５００μｍ〜８５μｍのピッチの間隔(図３のλ)を保って互いに平行に配置されており、電極ピッチにもよるが幅(図３のＷ)は４０〜２５０μｍ程度の微小電極となっている。
【００５８】
尚、この例では、４本の微小電極４１ｂを１組とし、これら各組の進行波発生電極４１ｂに対して、例えば図４に示すような電圧波形の４相の交番電圧を印加し、進行波発生電極４１ｂ，・・，４１ｂ上に進行波電界を形成しているが、特にこれに限定されるものではなく、３本の微小電極を１組として３相の交番電圧を印加しても構わない。
【００５９】
上記電圧波形は正弦波や台形波等でもよく、電圧値の範囲としては１００Ｖ〜３ｋＶ程度が好ましい。又、周波数の範囲としては、１００Ｈｚ〜５ｋＨｚが好ましい。但し、これらの電圧値や周波数については、進行波発生電極４１ｂの形状、現像剤Ｔの搬送速度、現像剤Ｔの使用材料等によって適性値を設定すればよく、特に限定されるものではない。
【００６０】
進行波発生電極４１ｂを用いた電界カーテン(進行波電界)を利用する方法は、ジャンピング法等とは異なり、現像方向の強い振動電界が無いため、ソフトな非接触現像を行なうことができる。そのため、像担持体上の微小な潜像での弱い電界変化に対する現像剤の追従が優れ、高解像化に対して良好な特性を示す。
【００６１】
画像補正部材４９は、本発明の特徴的な構成要素である。この画像補正部材４９は、図２に示すように、形状が円筒形状のローラで金属製であり、このローラの軸は、像担持体ドラム１の表面と平行、即ち、像担持体ドラム１の中心軸と平行に配設される。又、画像補正部材４９は、像担持体ドラム１と現像剤搬送部材４１との間に形成される現像領域Ｅにおける像担持体ドラム１の回転方向の下流側に、像担持体ドラム１と現像剤搬送部材４１とのいずれにも非接触状態で設けられる。この画像補正部材４９が配設される位置は、現像剤搬送部材４１によって搬送される現像剤Ｔの搬送方向の下流側でもある。
【００６２】
又、画像補正部材４９は、像担持体ドラム１の表面と画像補正部材４９とのギャップ２(図２のｄ２)が、数十μｍ〜数百μｍ、望ましくは１００〜５００μｍとなるように配設される。又、画像補正部材４９は、図示されていない駆動装置により、像担持体ドラム１と同じ方向(図２の矢印Ｄ５の方向)に回転する。従って、相互に対面する像担持体ドラム１の表面と画像補正部材４９の表面とは、互いに逆方向に移動する。
【００６３】
画像補正部材４９には、直流に交流を重畳した電圧が印加される。即ち、画像補正部材４９には、画像補正多相交流電源４９ａと画像補正バイアス直流電源４９ｂとが直列に接続される。画像補正バイアス直流電圧としては、例えば、トナーが負帯電の場合、マイナス数百ボルト程度、画像補正多相交流電圧としては、数百ボルト〜数キロボルト程度、又、その周波数としては、数百ヘルツ〜数キロヘルツ程度である。
【００６４】
この電圧印加により、次のような効果を得ることができる。従来、図５に示すように、像担持体ドラム１の表面に形成された静電潜像の現像剤像では、そのエッジ部１２ａ付近における電界の回りこみの影響を受けて、現像剤像のエッジやせが多く生じていた。この現像剤像のエッジやせを、上記の電圧印加により抑制することができる。即ち、図６に示すように、画像補正部材４９に交番電圧を印加することで、像担持体ドラム１上の静電潜像のエッジ部１２ａに偏った現像剤像Ｔを一旦引き剥がし、再度像担持体ドラム１に付着させて静電潜像を再配置現像する。この際、画像補正部材４９による強い交番電界の作用で、静電潜像エッジ部１２ａにも現像剤Ｔを付着させることが可能となり、静電潜像エッジ部１２ａの画像欠陥を補正することができる。又、画像濃度の均一化や地かぶりの除去等の効果も生じる。
【００６５】
画像補正部材４９に印加する電圧としては、次のような条件を満たすのが好ましい。それは、画像補正部材４９に印加する交番電圧成分である画像補正多相交流電源４９ａのピークツーピーク電圧をＶPPとし、直流電圧成分である画像補正バイアス直流電源４９ｂのバイアス電圧をＶDCとすると、ＶPP及びＶDCは、次の条件を満たすような電圧である。
【００６６】
即ち、
画像補正部材４９への印加電圧の絶対値の最大値は、Ｖmax＝|ＶDC|＋１/２ＶPP
画像補正部材４９への印加電圧の絶対値の最小値は、Ｖmin＝|ＶDC|−１/２ＶPP
となり、又、像担持体ドラム１の表面の非画像部の電位をＶ0とし、同じく画像部の電位をＶLとし、
Ｘ＝(Ｖmax)−|ＶL|＝(|ＶDC|＋１/２ＶPP)−|ＶL|
Ｙ＝|Ｖ0|−(Ｖmin)＝|Ｖ0|−(|ＶDC|−１/２ＶPP)
とすると、ＶPP及びＶDCは、Ｘ＞Ｙを満たすような電圧とするのである。
【００６７】
例えば、像担持体ドラム１の回転速度が１００ｍｍ／秒、ギャップ２(ｄ２)が１５０μｍ、画像補正多相交流電源４９ａの周波数が１ｋＨｚ、Ｖ0＝−６００(Ｖ)、ＶL＝−５０(Ｖ)の場合に、ＶPP＝１０００(Ｖ)、ＶDC＝−５００(Ｖ)、とすると、Ｘ＝９５０(Ｖ)、Ｙ＝６００(Ｖ)となり、Ｘ＞Ｙを満たす。図７は、この場合の各電圧の状況を示したものである。
【００６８】
上記の条件を満たすことにより、次のような効果を奏する。即ち、上記のＸは、像担持体の表面上に静電潜像が形成されている部分である画像部と画像補正部材４９との間の最大電圧であり、Ｙは、像担持体ドラム１の表面上に静電潜像が形成されていない部分である非画像部と画像補正部材４９との間の最大電圧である。Ｘ＞Ｙを満たすことにより、現像剤像に付着している現像剤により再配置現像する際に、現像する方向の電界を強めることができ、画像濃度の低下を防止することができるのである。Ｘ＞Ｙを満たさないと、像担持体上の現像剤像に付着している現像剤の画像補正部材４９へ移動する量が多くなり、現像領域Ｅにおける現像に使用される現像剤量が減少し、画像濃度の低下を生じやすくなるからである。
【００６９】
除去部材５０は、一種のスクレパーであり、画像補正部材４９に付着した現像剤を除去するために設けられている。この除去部材５０により、画像補正部材４９に付着した現像剤を容易に除去することができ、現像剤搬送部材やベルト部材に回収することができる。
【００７０】
本実施の形態１では、画像補正部材４９は金属製のローラであるが、放電防止のためにローラの表面をフッ素系やシリコーン系の材料でコーティングするようにしてもよく、或いは、導電性のゴムローラを用いるようにしてもよい。このようにすることにより、画像補正部材４９に付着した現像剤Ｔを除去しやすくすることができる。
【００７１】
又、上述したように、相互に対面する像担持体ドラム１の表面と画像補正部材４９の表面とは、互いに逆方向に移動しているので、画像補正部材４９と像担持体ドラム１との間で飛翔している現像剤Ｔの飛散を抑制することができる。
【００７２】
又、上述したように、画像補正部材４９が配設される位置は、像担持体ドラム１の回転方向の現像領域Ｅの下流側であり、この位置は、現像剤搬送部材４１によって搬送される現像剤Ｔの搬送方向の下流側でもある。従って、現像剤を搬送するための進行波電界に、悪影響を与えることを避けることができ、安定した現像剤搬送性を維持することができる。即ち、もし、画像補正部材４９の配設位置が、現像領域Ｅの上流側であるとすると、画像補正部材に印加する交番電圧の影響で、現像剤を搬送するための進行波電界に、悪影響を与えることになるからである。又、画像補正部材４９に付着した現像剤を除去部材５０により除去した際に、この除去された現像剤が現像剤を搬送するための進行波電界に悪影響を与えることになるからである。
【００７３】
＜実施形態２＞
次に、上述した実施形態１の画像形成装置Ｘに用いられる、本発明の現像装置の別の例として、図８に示す形態を挙げることができる。この図８に示す実施形態２における現像装置１００は、現像剤搬送部材４１の表面を覆うように無端状のベルト部材(無端ベルト１０１)を設けた点に特徴がある。このようなベルト部材を設けた構造とすることにより、以下の利点がある。
【００７４】
まず、上述した図２に示すような現像装置４の場合、長期の使用により、現像剤搬送部材４１上に現像剤が付着し、これが固着した場合に現像剤の搬送性に悪影響を及ぼすことがある。又、現像剤搬送部材４１の表面は電極部材の保護や、リークの発生を防止するために誘電体からなる表面保護層４１ｃ(図３参照)を設けているが、現像剤Ｔの搬送により、現像剤と表面保護層である誘電体との接触によって、誘電体層(表面保護層４１ｃ)が帯電し、現像剤の搬送状態の乱れや、像担持体ドラム１との電位差、即ち、現像電位差に経時変化が生じて、安定な現像作用を阻害する場合がある。これを防止するために、無端状のベルト部材(無端ベルト１０１)を設け、これを回動させて付着現像剤のクリーニングや無端ベルト１０１の除電を行なうことで、上記した問題を解決できる。
【００７５】
以下、このベルト部材被覆型の現像装置１００について図８を参照しながら詳細に説明する。図８に示す現像装置１００は、ケーシング１０３、ミキシングパドル１０４、現像剤供給部材１０５、現像剤回収部材１０６、現像剤層厚規制部材１０７、クリーニングブレード１０８、現像剤搬送部材４１、無端ベルト１０１、支持部材１０２、画像補正部材４９、及び、除去部材５０等を備えている。
【００７６】
ケーシング１０３は、現像剤Ｔを内部に収容するものであり、又、必要に応じて現像装置１００を構成する部材を支持する。ミキシングパドル１０４は、ケーシング１０３内に収容されている現像剤Ｔを混合するものである。又、現像剤回収部材１０６は、現像工程で未使用となった現像剤が飛散しないようにケーシング１０３内に回収するものである。
【００７７】
現像剤搬送部材４１は、図９に示すように、像担持体ドラム１の現像領域Ｅに対向して無端ベルト１０１を案内する案内面が凸形状の曲面に形成されており、その現像領域Ｅにおいては、現像剤搬送部材４１の凸曲面部が像担持体ドラム１に対して最も接近するようになっている。
【００７８】
現像剤搬送部材４１は、図３のものと同じ構造であり、絶縁層からなる基材４１ａ上に、電界カーテン作用を発生させる進行波発生電極４１ｂが、４本を１組として複数組が順次連続して配設されている。又、現像剤搬送部材４１には、現像多相交流電源４７及び現像バイアス直流電源４８が接続されている。この現像剤搬送部材４１の表面側は、表面保護部材４１ｃによって覆われている。そして、これらの進行波発生電極４１ｂ，・・，４１ｂには、現像多相交流電源４７から、実施形態１と同様、図４に示すような多相の交流電圧が印加されることにより、現像剤搬送部材４１の表面に平行となる方向に電界カーテンが発生し、これによって現像領域Ｅまで電界カーテン作用により現像剤Ｔを搬送するようになっている。
【００７９】
無端ベルト１０１は、現像剤搬送部材４１の表面(像担持体ドラム１との対向面)に、その表面を周方向に覆うように設けられている。
【００８０】
又、無端ベルト１０１は、ベルト駆動部材１１１、駆動補助部材１１２及び上下のベルトガイド部材１１３，１１４に張架されており、ベルト駆動部材１１１の回動によって現像剤Ｔの搬送方向(図８の矢印Ｄ６の方向)に所定の周速度で移動(回動)される。
【００８１】
無端ベルト１０１上への現像剤層の形成は、現像剤層厚規制部材１０７によって、現像剤供給部材１０５上に、所望の厚み・付着量に制御された現像剤層を形成し、その現像剤供給部材１０５上の現像剤層を無端ベルト１０１上に転写するという方法で行われる。そして、無端ベルト１０１の移動(回動)により、現像剤層が現像剤搬送部材４１の進行波発生電極４１ｂが存在する領域(図８及び図９参照)まで移送され、現像剤搬送部材４１によって形成される進行波電界により現像領域Ｅに現像剤Ｔが搬送される。
【００８２】
例えば、無端ベルト１０１上に現像剤薄層(付着量０．２〜２ｍｇ/ｃｍ2程度)を形成し、無端ベルト１０１を数１０〜百数１０ｍｍ／秒で回動させ、進行波電界形成領域まで現像剤を移動させ、現像剤搬送・現像工程を行なう。
【００８３】
尚、無端ベルト１０１上に現像剤層を形成する方法として、無端ベルト１０１上に現像剤層厚規制部材を当接させて、直接現像剤層を形成するというような方法を採用してもよい。又、無端ベルト１０１の回転方向(図８の矢印Ｄ６方向)の上流側にスポンジローラー等を当接させるか、もしくは、非接触の多角形状や粗面化した回転部材等を設けて、現像剤供給補助を行なうようにしてもよい。
【００８４】
そして、この例の現像装置１００では、上述のように、無端ベルト１０１が所定の周速度で回動することによって、現像剤搬送部材４１の表面が常に刷新され、この現像剤搬送部材４１の表面上での帯電及び現像剤Ｔの固着が防止される。尚、後述するが、無端ベルト１０１の駆動速度は、無端ベルト１０１上の現像剤量と、像担持体ドラム１上で必要な現像剤量及び像担持体ドラム１の周速度により決定される。
【００８５】
又、無端ベルト１０１には、現像剤搬送部材４１の表面に対し密着した状態となるように一定の張力が付与されており、その表面上において進行波発生電極４１ｂにより形成された進行波電界(電界カーテン)が均一に作用するようになっている。
【００８６】
無端ベルト１０１の材料としては、例えば、ポリイミド、ＰＥＴ(ポリエチレンテレフタレート)、ポリ４フッ化エチレン、ポリフッ化エチレンプロプレン、ＰＴＦＥ(ポリテトラフルオロエチレン)、ＰＶＤＦ(ポリビニデンフロリド)、ポリアミドイミド系、ナイロン等の有機材料や、シリコーン、イソプレン、ブタジエン等のゴム材料を挙げることができる。これらのベルト部材材料は絶縁性もしくは導電剤を分散させた高抵抗(体積抵抗率ρ：１Ｅ＋９〜１４Ω・ｃｍ、１００Ｖ印加)としたものが好適である。伝導性付与に関しては、電子伝導タイプあるいはイオン導電タイプのものを用いることができる。
【００８７】
ベルト駆動部材１１１としては、ＳＵＳ(ステンレス)又は鉄等の金属ローラ部材や、これを芯金にしてその表面にゴム、フィルムやスポンジ等の部材を被覆したものが用いられる。
【００８８】
さらに、この例においては、無端ベルト１０１の回動をスムーズにするために、無端ベルト１０１に当接するように駆動補助部材１１２が設けられている。無端ベルト１０１はベルト駆動部材１１１との摩擦力が大きくなるように、駆動補助部材１１２にて押し込まれた状態となっており、ベルト駆動部材１１１との接触性が高く、高い駆動力を得られる構造となっている。さらには、無端ベルト１０１の生産バラツキ、経時使用、使用環境による周長変化が発生した際にも、駆動補助部材１１２により現像剤搬送部材４１との接触状態を安定に保つ作用も付与できる。
【００８９】
駆動補助部材１１２としては、ベルト駆動部材１１１と同様に、ＳＵＳ又は鉄等の金属ローラ部材や、これを芯金にしてその表面にゴム、フィルムやスポンジ等の部材を被覆したものを挙げることができる。又、駆動補助部材１１２の形状は、ローラ状だけでなく、板状あるいは角状であってもよい。
【００９０】
さらに、駆動補助部材１１２には、ベルト駆動部材１１１に対して加圧当接させるための加圧手段(図示せず)が設けられていてもよい。その加圧手段としては、例えば板ばねやコイルばね等、押付け力を付与できるものを挙げることができる。
【００９１】
駆動補助部材１１２の回動機構としては、無端ベルト１０１との接触による従動回転機構、ギヤ又はプーリーとベルト部材にてベルト駆動部材１１１の駆動源に連結する連結駆動機構等を挙げることができる。又、駆動補助部材１１２には別の駆動源を設けてもよいし、あるいは、駆動補助部材１１２を電気的に接地することにより、無端ベルト１０１の表面に帯電した電位を除電することができる。
【００９２】
さらに、この例においては、無端ベルト１０１上に付着した現像剤Ｔを除去するためのクリーニング部材として、ベルト駆動部材１１１に無端ベルト１０１を介して当接するクリーニングブレード１０８を設けている。クリーニングブレード１０８はケーシング１０３の一部に固定されている。クリーニングブレード１０８の材質としては、ＳＵＳ、ニッケルコートを施した鉄、ウレタン又はシリコンゴム等が挙げられる。
【００９３】
クリーニングブレード１０８は、無端ベルト１０１上に残留した現像剤Ｔを掻き取り、無端ベルト１０１の表面をクリーニングすると共に、ケーシング１０３の現像剤蓄積部１０３ａに現像剤Ｔを戻す機能を有している。尚、図８の構造では、クリーニングブレード１０８と現像剤供給部材１０５との間の領域に存在する無端ベルト１０１に、現像剤Ｔが付着しないように、無端ベルト１０１側と、現像剤蓄積部１０３ａ側とを隔てるための隔壁部材１０９が設けられており、無端ベルト１０１のクリーニングをより有効に行なえる構造となっている。
【００９４】
現像剤搬送部材４１の下方端部には、無端ベルト１０１に対して現像剤Ｔを供給するローラ部材からなる現像剤供給部材１０５が設けられている。又、現像剤搬送部材４１の上方端部には、無端ベルト１０１の表面の現像剤Ｔをケーシング１０３の内部に回収するためのローラ部材からなる現像剤回収部材１０６が設けられている。尚、この例では、現像剤回収部材１０６が無端ベルト１０１の表面に回転可能に接触している形態としているが、これに限定されるものではなく、非接触の形態、あるいは回動しない形態であってもよい。
【００９５】
現像剤供給部材１０５は、ケーシング１０３内に収容されている現像剤Ｔを無端ベルト１０１上に載せて現像領域Ｅまで供給するためのものであり、無端ベルト１０１に対して所定の接触圧で当接した状態に設けられている。現像剤供給部材１０５と無端ベルト１０１(ベルトガイド部材１１４)との圧接力はばね等によって与えられる。現像剤供給部材１０５には、その表面上に形成する現像剤層の層厚を規制するための現像剤層厚規制部材１０７が当接している。
【００９６】
現像剤供給部材１０５の素材としては、特に限定されるものではないが、例えばシリコーン、ウレタン、ＥＰＤＭ(エチレン−プロピレン−ジエン−メチレン共重合体)等のソリッドゴム、発泡ゴム等が挙げられる。又、カーボンブラックやイオン導電剤を添加することによって導電性を付与してもよい(電圧印加も可能)。
【００９７】
尚、現像剤供給部材１０５及び無端ベルト１０１(ベルトガイド部材１１４)の弾性率を調整して両者の位置関係を制御するようにしてもよい。さらに、現像剤供給部材１０５に印加する電圧を適切な値に設定し、現像剤供給部材１０５に現像剤Ｔを帯電させる機能を付加するようにしてもよい。あるいは、現像剤供給部材１０５の前段に、例えば薄板状のブレード(材料としては、現像剤供給手段と同じものが使用可能)を設けて現像剤Ｔを帯電させるようにしても構わない。
【００９８】
現像剤回収部材１０６は、像担持体ドラム１上の静電潜像の現像に寄与しない現像剤Ｔを回収してケーシング１０３内に戻すためのものであり、その材質としては、特に限定されないが、例えば現像剤供給部材１０５と同様のものを使用することができる。
【００９９】
支持部材１０２は、現像剤搬送部材４１を像担持体ドラム１の現像領域Ｅに対向した状態を保持するためのもので、その構成は特に限定されるものではない。その素材として、例えば、ＡＢＳ(アクリロニトリルブタジエンスチレン)樹脂等を挙げることができる。
【０１００】
画像補正部材４９は、実施形態１の現像装置４と同様、本発明の特徴的な構成要素であり、その構成や配設位置、動作状態、使用条件等は、実施形態１の現像装置４と全く同じである。従って、実施形態１の現像装置４における画像補正部材４９と同様の作用、効果を有する。
【０１０１】
除去部材５０も、実施形態１の現像装置４と同様の構成であり、実施形態１の現像装置４における除去部材５０と同様の作用、効果を有する。
【０１０２】
又、画像補正部材４９が配設される位置は、実施形態１の現像装置４の場合と同様、像担持体ドラム１の回転方向の現像領域Ｅの下流側であり、この位置は、現像剤搬送部材４１によって搬送される現像剤Ｔの搬送方向の下流側でもある。従って、進行波電界が形成されるエリアの手前において、無端ベルト１０１上に形成される現像剤層に悪影響を与えることを避けることができ、安定した現像剤搬送性を維持することができる。即ち、もし、画像補正部材４９の配設位置が、現像領域Ｅの上流であるとすると、画像補正部材に印加する交番電圧の影響で、無端ベルト１０１上に形成される現像剤層に、悪影響を与えることになるからである。又、画像補正部材４９に付着した現像剤を除去部材５０により除去した際に、この除去された現像剤が無端ベルト１０１上に形成される現像剤層に悪影響を与えることになるからである。
【０１０３】
又、実施形態１の現像装置４の場合には、画像補正部材４９と対峙する領域では、画像補正部材４９に印加する交番電圧の作用で、その部分での進行波電界が乱れ、現像剤搬送性が変化してしまうおそれがある。これに対して、無端ベルト１０１を用いる実施形態２の現像装置１００の場合、画像補正部材４９と対峙する領域では進行波電界を発生させる必要がなくなるため、進行波電界に対する影響を考慮する必要がなく、画像補正部材４９は現像剤像の補正に専念させることができる。従って、実施形態２の現像装置１００では、現像剤搬送と補正効果とをそれぞれ最適な条件で行なうことが出来る。
【０１０４】
上記の実施形態２において、図１０に示すように、画像補正部材４９を無端ベルト１０１に当接して配設するようにしてもよい。このようにすることにより、現像剤搬送部材４１の進行波発生電極４１ｂと無端ベルト１０１との密着性を向上させることができ、安定した現像剤搬送を行なうことができる。
【０１０５】
この場合、さらに、画像補正部材４９の無端ベルト１０１と接する部分が無端ベルト１０１の移動方向と同じ方向に移動するように、モータ等の駆動源を用いて画像補正部材４９を矢印Ｄ５の方向に回転させるようにしてもよい。このようにすることにより、画像補正部材４９と無端ベルト１０１間の摩擦力により、無端ベルト１０１を引っ張る作用が働き、現像剤搬送部材４１の進行波発生電極４１ｂと無端ベルト１０１との密着性をより向上させることができる。
【０１０６】
又、上記の実施形態２において、図１１に示すように、無端ベルト１０１を介して画像補正部材４９と対向する位置に捕集電極１０９を備えることにより、画像補正部材４９に付着した現像剤を捕集電極１０９の発生する電界によって無端ベルト１０１へ移動させて無端ベルト１０１に付着させるようにしてもよい。このようにすることにより、画像補正部材４９に付着した現像剤を無端ベルト１０１の方に引き付けることができ、画像補正部材４９に付着した現像剤を取り除きやすくすることができることから、画像補正部材４９に現像剤が固着するのを防止でき、画像補正部材４９の長寿命化を図ることができる。
【０１０７】
この場合、捕集電極１０９へ印加する電圧を、画像補正部材４９に印加する画像補正バイアス直流の電圧と同じとすると、所望の極性の現像剤と、逆極性の現像剤の双方を同等に除去することができる。
【０１０８】
又、捕集電極１０９へ印加する電圧と画像補正バイアス直流の電圧とに差を設けることにより、現像工程で未使用になった無端ベルト１０１上の現像剤を、画像補正部材４９へ移動しないようにすることができ、画像補正部材４９の表面を清浄に保つことができる。例えば、負帯電の光導電層（一般的なＯＰＣ等）及び、負帯電トナーを用いる場合に、上述したＶDCが−５００(Ｖ)の例において、捕集電極１０９へ印加する電圧ＶCをＶDCより＋側の電位である−２００〜−３００(Ｖ)にすることにより、この効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】実施形態１における画像形成装置の構成図である。
【図２】実施形態１における現像装置の構成図である。
【図３】実施形態１における現像装置の現像剤搬送部材の構成を示した図である。
【図４】実施形態１における現像剤搬送部材に印加する４相の交流電圧の波形を示した図である。
【図５】従来例における現像剤像のエッジやせの説明図である。
【図６】実施形態１における静電潜像の再配置現像の説明図である。
【図７】実施形態１における画像補正部材への印加電圧及びこの印加電圧と関係する電圧の状態を示した図である。
【図８】実施形態２における現像装置の構成図である。
【図９】図８の部分拡大図である。
【図１０】実施形態２の現像装置における他の例の画像補正部材の無端ベルトへの当接状態を示した図である。
【図１１】実施形態２の現像装置における捕集電極を示した図である。
【符号の説明】
【０１１０】
Ｘ 画像形成装置
１ 像担持体ドラム(像担持体)
１１ 導電性基体
１２ 光導電層
１２a 静電潜像エッジ部
２ 帯電部材
３ 露光部材
４ 現像装置
４０ ケーシング
４１ 現像剤搬送部材
４１ａ 基材
４１ｂ 進行波発生電極
４１ｃ 表面保護層(誘電体)
４２ ミキシングパドル
４３ 支持部材
４４ 現像剤供給部材
４５ 現像剤回収部材
４６ 現像剤層厚規制部材
４７ 現像多相交流電源
４８ 現像バイアス直流電源
４９ 画像補正部材
４９ａ 画像補正多相交流電源
４９ｂ 画像補正バイアス直流電源
５０ 除去部材
５ 転写部材
６ クリーニング部材
７ 除電部材
８ 定着装置
１００ 現像装置
１０１ 無端ベルト(ベルト部材)
１１１ ベルト駆動部材
１１２ 駆動補助部材
１１３，１１４ ベルトガイド部材
１０２ 支持部材
１０３ ケーシング
１０４ ミキシングパドル
１０５ 現像剤供給部材
１０６ 現像剤回収部材
１０７ 現像剤層厚規制部材
１０８ クリーニングブレード
１０９ 捕集電極
Ｃ 矢印
Ｄ１ 矢印
Ｄ２ 矢印
Ｄ３ 矢印
Ｄ４ 矢印
Ｄ５ 矢印
Ｄ６ 矢印
ｄ１ ギャップ１
ｄ２ ギャップ２
Ｅ 現像領域
Ｐ 用紙
Ｔ 現像剤(トナー)
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動する像担持体の表面上に形成される静電潜像が、現像領域で現像剤によって現像剤像として可視化されて現像される現像装置であって、基材上に所定の間隔をおいて配列された複数の進行波発生電極を有し、互いに異なる位相の複数種の交番電圧が前記各進行波発生電極に印加されることにより形成される進行波電界によって前記現像剤が前記現像領域に搬送される現像剤搬送部材を備えた現像装置において、
前記像担持体が移動する方向における前記現像領域の下流側に配設されていると共に、交番電圧成分を含む電圧が印加される画像補正部材を備えており、該画像補正部材の発生する電界によって、前記静電潜像が前記現像剤像に付着している現像剤で再配置現像されることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記画像補正部材は、前記現像剤の搬送方向の下流側に配設されている請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記画像補正部材へ印加される電圧の交番電圧成分のピークツーピーク電圧をＶPP、直流電圧成分をＶDC、前記像担持体の非画像部の電位をＶ0、前記像担持体の画像部の電位をＶLとし、Ｘ＝(|ＶDC|＋１/２ＶPP)−|ＶL|、Ｙ＝|Ｖ0|−(|ＶDC|−１/２ＶPP)とすると、Ｘ＞Ｙを満たす請求項２記載の現像装置。
【請求項４】
前記画像補正部材は、円筒形状でその軸が前記像担持体の表面と略平行に配設されており、前記像担持体の表面の移動方向と、前記画像補正部材における前記像担持体の表面と対面している表面の移動方向とが、逆になるように回転する請求項１〜３のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項５】
前記画像補正部材に付着した現像剤を取り除く除去部材を備えた請求項４記載の現像装置。
【請求項６】
前記現像剤搬送部材の表面を覆い、且つ、該表面上を現像剤搬送方向に移動するベルト部材を備えており、
該ベルト部材上に現像剤層が形成されると共に、該ベルト部材は、前記現像剤搬送部材により前記進行波電界が形成される領域に、前記現像剤層の現像剤を移送するように構成されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項７】
前記画像補正部材は、円筒形状でその軸が前記像担持体の表面と略平行に配設されており、前記像担持体の表面の移動方向と、前記画像補正部材の前記像担持体の表面と対面している表面の移動方向とが、逆になるように回転していると共に、前記ベルト部材に当接して配設されている請求項６記載の現像装置。
【請求項８】
前記ベルト部材を介して前記画像補正部材と対向する位置に捕集電極を備えており、前記画像補正部材に付着した現像剤が前記捕集電極の発生する電界によって前記ベルト部材へ移動して付着する請求項６又は７記載の現像装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の現像装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
移動する像担持体の表面上に形成される静電潜像が、現像領域で現像剤によって現像剤像として可視化されて現像される現像装置であって、基材上に所定の間隔をおいて配列された複数の進行波発生電極を有し、互いに異なる位相の複数種の交番電圧が前記各進行波発生電極に印加されることにより形成される進行波電界によって前記現像剤が前記現像領域に搬送される現像剤搬送部材を備えた現像装置において、
前記像担持体が移動する方向における前記現像領域の下流側に配設されていると共に、交番電圧成分を含む電圧が印加される画像補正部材を備えており、該画像補正部材の発生する電界によって、前記静電潜像が前記現像剤像に付着している現像剤で再配置現像されることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記画像補正部材は、前記現像剤の搬送方向の下流側に配設されている請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記画像補正部材へ印加される電圧の交番電圧成分のピークツーピーク電圧をＶPP、直流電圧成分をＶDC、前記像担持体の非画像部の電位をＶ0、前記像担持体の画像部の電位をＶLとし、Ｘ＝(|ＶDC|＋１/２ＶPP)−|ＶL|、Ｙ＝|Ｖ0|−(|ＶDC|−１/２ＶPP)とすると、Ｘ＞Ｙを満たす請求項２記載の現像装置。
【請求項４】
前記画像補正部材は、円筒形状でその軸が前記像担持体の表面と略平行に配設されており、前記像担持体の表面の移動方向と、前記画像補正部材における前記像担持体の表面と対面している表面の移動方向とが、逆になるように回転する請求項１〜３のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項５】
前記画像補正部材に付着した現像剤を取り除く除去部材を備えた請求項４記載の現像装置。
【請求項６】
前記現像剤搬送部材の表面を覆い、且つ、該表面上を現像剤搬送方向に移動するベルト部材を備えており、
該ベルト部材上に現像剤層が形成されると共に、該ベルト部材は、前記現像剤搬送部材により前記進行波電界が形成される領域に、前記現像剤層の現像剤を移送するように構成されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項７】
前記画像補正部材は、円筒形状でその軸が前記像担持体の表面と略平行に配設されており、前記像担持体の表面の移動方向と、前記画像補正部材の前記像担持体の表面と対面している表面の移動方向とが、逆になるように回転していると共に、前記ベルト部材に当接して配設されている請求項６記載の現像装置。
【請求項８】
前記ベルト部材を介して前記画像補正部材と対向する位置に捕集電極を備えており、前記画像補正部材に付着した現像剤が前記捕集電極の発生する電界によって前記ベルト部材へ移動して付着する請求項６又は７記載の現像装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の現像装置を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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００６−５８５４７（Ｐ２００６−５８５４７Ａ）
【公開日】平成１８年３月２日（２００６．３．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２３９６００（Ｐ２００４−２３９６００）
【出願日】平成１６年８月１９日（２００４．８．１９）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月２日（２００６．３．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月１９日（２００４．８．１９）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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