現像装置及びこれを用いた画像形成装置
【課題】トナー保持体と飛翔電極部材との間の振動電界によりトナーを飛翔させて像保持体の潜像を現像するにあたり、飛翔電極部材の先端部位でのトナーの凝集物の形成を抑え、像保持体側へ向かうトナー量を長期に亘り安定化させる。
【解決手段】静電潜像が保持された像保持体１に対向して配置され且つトナーＴを外周面に保持して回転するトナー保持体３と、このトナー保持体３に対向して離間配置され且つトナー保持体３との間にトナー保持体３上のトナーＴが飛翔させられる振動電界Ｅｓを作用させる飛翔電極部材４と、この飛翔電極部材４とトナー保持体３との間に振動電界Ｅｓを生成する振動電界生成手段５と、飛翔電極部材４のトナー保持体３との対向面のうち少なくともトナー保持体３の回転方向における下流側の先端部位に対して、前記対向面に沿って当たる気流Ｇｆを形成する気流形成手段６と、を備える。
【解決手段】静電潜像が保持された像保持体１に対向して配置され且つトナーＴを外周面に保持して回転するトナー保持体３と、このトナー保持体３に対向して離間配置され且つトナー保持体３との間にトナー保持体３上のトナーＴが飛翔させられる振動電界Ｅｓを作用させる飛翔電極部材４と、この飛翔電極部材４とトナー保持体３との間に振動電界Ｅｓを生成する振動電界生成手段５と、飛翔電極部材４のトナー保持体３との対向面のうち少なくともトナー保持体３の回転方向における下流側の先端部位に対して、前記対向面に沿って当たる気流Ｇｆを形成する気流形成手段６と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置及びこれを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、現像スリーブに電極を有する板状部材を接触させ、この電極と現像スリーブ間に第１の振動電界を形成し、現像スリーブと感光体との間に第１の振動電界と同位相の第２の振動電界を形成し、第１の振動電界でトナーを飛翔させて現像を行う方式が開示されている。
また、特許文献２には、帯電したトナーを搬送基板の電極に３相の駆動電圧を印加することで、搬送基板上を移動させ、搬送速度を徐々に増加させて最後は感光体に向けて噴射するようにした現像装置が開示されている。
更に、特許文献３には、トナークラウドを利用する現像装置において、現像ハウジングからのトナー放出等を防ぐため、現像領域周りで安定した大気流（吸引方式）を形成し、トナー微粒子を捕集する方式が開示されている。
そして、特許文献４には、エアーで噴射させた状態の粉体をそのまま帯電させる粉体帯電装置を用い、この粉体帯電装置のノズル先端から吹き出した帯電トナーを感光体の現像に適用することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１９２８９号公報（実施例、図１）
【特許文献２】特開２００２−８２５２４号公報（発明の実施の形態、図２）
【特許文献３】特開平１０−４８９４７号公報（発明の実施の形態、図２）
【特許文献４】特開２００３−９８８２２号公報（実施例１４、図１４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、トナー保持体と飛翔電極部材との間の振動電界によりトナーを飛翔させて像保持体の潜像を現像するにあたり、飛翔電極部材の先端部位でのトナーの凝集物の形成を抑え、像保持体側へ向かうトナー量を長期に亘り安定化させた現像装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る発明は、静電潜像が保持された像保持体に対向して配置され且つトナーを外周面に保持して回転するトナー保持体と、このトナー保持体に対向して離間配置され且つ前記トナー保持体との間にトナー保持体上のトナーが飛翔させられる振動電界を作用させる飛翔電極部材と、この飛翔電極部材と前記トナー保持体との間に前記振動電界を生成する振動電界生成手段と、前記飛翔電極部材の前記トナー保持体との対向面のうち少なくともトナー保持体の回転方向における下流側の先端部位に対して、前記対向面に沿って当たる気流を形成する気流形成手段と、を備えることを特徴とする現像装置である。
【０００６】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る現像装置において、前記気流形成手段は、前記飛翔電極部材の前記先端部位よりもトナー保持体の回転方向における上流側且つ前記飛翔電極部材と前記トナー保持体との間に前記先端部位に向かう気流の送出源を有していることを特徴とする現像装置である。
請求項３に係る発明は、請求項１に係る現像装置において、前記気流形成手段は、前記飛翔電極部材に対し、当該飛翔電極部材の前記トナー保持体との対向面のうちトナー保持体の回転方向における下流側部位で且つ先端部位を除く部位からトナー保持体の回転方向における上流側に向かって傾斜する貫通孔をトナー保持体の回転軸方向に並べて複数設け、前記トナー保持体の回転に伴って前記貫通孔を経由した気流が前記先端部位に当たるようにしたことを特徴とする現像装置である。
請求項４に係る発明は、請求項１又は２に係る現像装置において、前記気流形成手段は、前記飛翔電極部材と前記トナー保持体との間に前記振動電界生成手段による振動電界が作用している場合には連続して前記気流を形成することを特徴とする現像装置である。
請求項５に係る発明は、請求項１乃至４のいずれかに係る現像装置において、前記飛翔電極部材は、少なくともトナーが接触する部位に絶縁性の被覆処理がなされていることを特徴とする現像装置である。
請求項６に係る発明は、請求項１乃至５のいずれかに係る現像装置において、前記飛翔電極部材は、前記トナー保持体との対向面のうち少なくともトナー保持体の回転方向における下流側の先端部位での表面粗さの最大高さＲｚが、５μｍから３０μｍの範囲内に設定されていることを特徴とする現像装置である。
請求項７に係る発明は、静電潜像を保持して搬送する像保持体と、この像保持体に対向して離間配置され且つ前記像保持体上に保持された静電潜像をトナーにて現像する請求項１乃至６のいずれかに係る現像装置と、を備え、前記飛翔電極部材は、前記像保持体と前記トナー保持体とが対向する対向領域のうちトナー保持体の回転方向における上流側に偏って配置されることを特徴とする画像形成装置である。
請求項８に係る発明は、請求項７に係る画像形成装置において、最大画像形成領域以上の周面を有する回転可能な支持体並びにこの支持体上に当該支持体の回転方向及びこの回転方向に交差する交差方向に沿って画素単位毎に行列配列された画素電極を有する像保持体と、前記交差方向に沿った各行の画素電極群のうち走査信号によって選択された行の夫々の画素電極に対応して画像信号に基づいた潜像電圧を印加することにより潜像を書き込む潜像書込手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に係る発明によれば、トナー保持体と飛翔電極部材との間の振動電界によりトナーを飛翔させて像保持体の潜像を現像するにあたり、飛翔電極部材の先端部位でのトナーの凝集物の形成を抑え、像保持体側へ向かうトナー量を長期に亘り安定化できる。
請求項２に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、飛翔電極部材の先端部位でのトナーの凝集物の形成を抑えることができる。
請求項３に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、気流を形成するための特別な部材を要することなく、飛翔電極部材の先端部位でのトナーの凝集物の形成を抑えることができる。
請求項４に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、飛翔電極部材の先端部位でのトナーの凝集物の形成を有効に抑えると共に安定した現像条件を確保できる。
請求項５に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、トナーの電荷量の変化を抑えることができる。
請求項６に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べ、飛翔電極部材の先端部位でのトナーの凝集物の形成をより一層抑えることができる。
請求項７に係る発明によれば、トナー保持体と飛翔電極部材との間の振動電界によりトナーを飛翔させて像保持体の潜像を現像するにあたり、飛翔電極部材の先端部位でのトナーの凝集物の形成を抑え、像保持体側へ向かうトナー量を長期に亘り安定化できる画像形成装置を提供できる。
請求項８に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べ、帯電工程を実施する際の画質低下を考慮することなく、非画像部でのかぶりが抑えられた高画質画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】（ａ）は本発明が適用された現像装置を用いた画像形成装置の実施の形態モデルの概要を示す説明図であり、（ｂ）は気流がない場合の飛翔電極部材とトナー保持体との間の作用を示す説明図である。
【図２】実施の形態１に係る画像形成装置の全体構成の概要を示す説明図である。
【図３】実施の形態１の像保持体の構成を示す説明図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は画素電極の構成を示す説明図であり、（ｃ）は等価回路を示す説明図である。
【図５】画素電極の駆動方式を示す説明図である。
【図６】実施の形態１の現像装置の概要を示す説明図である。
【図７】（ａ）は実施の形態１の気流形成装置の概要を示す説明図であり、（ｂ）は（ａ）のノズル部分を示す斜視図である。
【図８】（ａ），（ｂ）は導電性トナーを示す説明図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は気流のない場合の像保持体と現像ロールとの対向領域でのトナーの挙動を示す説明図であり、（ｄ）は気流が付加された場合のトナーの挙動を示す説明図である。
【図１０】実施の形態２の現像装置の概要を示す説明図である。
【図１１】実施の形態３の現像装置の概要を示す説明図である。
【図１２】（ａ），（ｂ）は実施の形態４の現像装置の概要を示す説明図である。
【図１３】（ａ）〜（ｃ）は実施の形態５の現像装置の概要を示す説明図である。
【図１４】参考の形態の現像装置の概要を示す説明図である。
【図１５】参考の形態での粗面化の効果を説明する説明図である。
【図１６】実施例１の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
◎実施の形態の概要
図１（ａ）は、本発明を具現化する実施の形態モデルに係る画像形成装置の概要であって、静電潜像を保持して搬送する像保持体１と、この像保持体１に対向して離間配置され且つ像保持体１上に保持された静電潜像をトナーＴにて現像する現像装置２と、を備えたものとなっている。
【００１０】
現像装置２は、静電潜像が保持された像保持体１に対向して配置され且つトナーＴを外周面に保持して回転するトナー保持体３と、このトナー保持体３に対向して離間配置され且つトナー保持体３との間にトナー保持体３上のトナーＴが飛翔させられる振動電界Ｅｓを作用させる飛翔電極部材４と、この飛翔電極部材４とトナー保持体３との間に振動電界Ｅｓを生成する振動電界生成手段５と、飛翔電極部材４のトナー保持体３との対向面のうち少なくともトナー保持体３の回転方向における下流側の先端部位に対して、前記対向面に沿って当たる気流Ｇｆを形成する気流形成手段６と、を備えている。
【００１１】
ここで、像保持体１やトナー保持体３としてはドラム状、ベルト状いずれでもよく、トナーＴを保持して回転できるようになっていればよい。
また、飛翔電極部材４は、例えば金属等の導電性材料のみで構成される態様、絶縁性基材と導電性材料とを重ねた構成の態様等、特に限定されず、トナー保持体３との間に振動電界生成手段５による振動電界Ｅｓが作用でき、この振動電界Ｅｓによってトナー保持体３からトナーＴが飛翔できるような構成のものであればよい。尚、飛翔電極部材４よりトナー保持体３と離れる側に他の電極部材、例えば飛翔電極部材４に対するトナーＴの付着を抑えるような電界を作用させる電極部材等を設けることは差し支えない。
【００１２】
更に、気流Ｇｆとしては、代表的には大気（エアー）を利用する態様が挙げられるが、例えば窒素ガス等の他の気体を利用するようにしても差し支えない。
そして、気流形成手段６は、飛翔電極部材４のトナー保持体３との対向面のうち、少なくともトナー保持体３の回転方向における下流側の先端部位に、この対向面に沿った気流Ｇｆが当たるようになっていればよく、必ずしも飛翔電極部材４の対向面全域に亘って気流Ｇｆを当てる必要はない。
【００１３】
ここで、気流Ｇｆを形成するに至った背景について説明する。
図１（ｂ）は、気流Ｇｆがない場合のトナー保持体３と飛翔電極部材４との間の作用を示すもので、トナー保持体３と飛翔電極部材４との間に作用する振動電界Ｅｓは、特に、飛翔電極部材４の先端部位ではトナー保持体３との間でその場振動し易くなる。また、この先端部位では、端部効果も手伝って強電界が集中し易くなる。
このような場合、トナー保持体３の回転速度を大きくすれば、この回転によるトナー保持体３の周囲の大気の動きに連れ、トナーＴは飛翔電極部材４の先端部位から外方（トナー保持体３の回転方向における下流側）に移動し易くなり、その外方に移動したトナーＴが図示外の像保持体１側の潜像電位による電界作用によって画像部に吸引されるようになる。しかしながら、トナー保持体３の回転速度を大きくし過ぎると、飛翔電極部材４より外方に移動したトナーＴは、回転方向に沿った運動エネルギが大きいため、トナーＴはトナー保持体３の接線方向へ向かってしまい、像保持体１側に向かう量が少なくなる。このため、このようなトナーＴを吸引するための像保持体１側の潜像電位も大きくする必要がある。
【００１４】
しかし、像保持体１として、例えば画素電極を用いるような態様では、潜像電位を高くすることは消費電力の観点から好ましくないため、トナー保持体３の回転速度はある程度抑える必要がある。
このような場合、飛翔電極部材４の先端部位では振動電界Ｅｓによって徐々にトナーＴの凝集が生じ、その後、すだれ状のトナーＴの凝集物が形成されるようにもなる。このようなすだれ状のトナーＴの凝集物が形成されると、振動電界Ｅｓでトナー保持体３から飛翔したトナーＴは十分クラウド化がなされずに、有効に像保持体１側に供給されず、像保持体１側に供給されるトナー量が不足し、例えば濃度不足等の現象として現れる。
それ故、気流Ｇｆを用いてこのようなトナーＴの凝集物の形成を抑えるようにすれば、像保持体１側へ供給されるトナー量も安定するようになる。
【００１５】
したがって、気流形成手段６による気流Ｇｆの形成は、必ずしも振動電界生成手段５による振動電界Ｅｓが作用している場合に限らない。つまり、振動電界Ｅｓが作用している場合、連続的に気流Ｇｆを形成してもよいし、間欠的に気流Ｇｆを形成するようにしてもよい。また、振動電界Ｅｓが作用していないときにも気流Ｇｆを形成するようにしてもよい。気流Ｇｆによって飛翔電極部材４の先端部位にすだれ状のトナーＴの凝集物が形成されないようにすればよい。
【００１６】
このような気流Ｇｆを形成する気流形成手段６としては、飛翔電極部材４の先端部位に気流Ｇｆを当てる構成のものであればよく、気流Ｇｆとしては、気体を送出する態様や気体を吸引する態様が挙げられる。その中で、飛翔電極部材４の先端部位に効果的に気流Ｇｆを当てる観点からすれば、気流形成手段６は、飛翔電極部材４の先端部位よりもトナー保持体３の回転方向における上流側且つ飛翔電極部材４とトナー保持体３との間に前記先端部位に向かう気流Ｇｆの送出源を有していることが好ましい。このような気流Ｇｆの送出源を用いることで、飛翔電極部材４のトナー保持体３との対向面に選択的に気流Ｇｆを当てることも容易であり、また、飛翔電極部材４とトナー保持体３との間隙を利用することで、先端部位からある程度の距離を隔てた位置からの気流Ｇｆの送出も容易になされるようになる。尚、このような気流Ｇｆの送出源としては、エアーポンプ、ブロアーやファンからの送風をノズルによって供給する態様、圧電振動子を用いて送風する態様等の各種態様が挙げられる。
【００１７】
一方、気流形成手段６として、気体を吸引する方式を採用する態様では、飛翔電極部材４よりトナー保持体３の回転方向における下流側に隣り合う位置から飛翔電極部材４の先端部位に向かって、例えば先端がノズル状の吸引部材を設けるようにすればよい。この場合、吸引部材によって吸引されて生じる気流Ｇｆは、飛翔電極部材４とトナー保持体３との間隙を経由するものと、飛翔電極部材４のトナー保持体３とは離れる側（つまり、飛翔電極部材４と像保持体１との間隙側に相当する）を経由するものとが含まれるため、より効果的に吸引するには、吸引部材を飛翔電極部材４とトナー保持体３との間隙に近付けるようにすればよい。
尚、気流形成手段６としては、上述した気流Ｇｆの送出源と、上述した吸引部材との両方を備える態様であっても差し支えない。
【００１８】
また、飛翔電極部材４の先端部位でのトナーＴの凝集物の形成を有効に抑えながら安定した現像条件を確保する観点からすれば、気流形成手段６は、飛翔電極部材４とトナー保持体３との間に振動電界生成手段５による振動電界Ｅｓが作用している場合には連続して気流Ｇｆを形成することが好ましい。飛翔電極部材４の先端部位に形成されるトナーＴの凝集物は、振動電界Ｅｓが作用している場合に形成されるため、このように振動電界Ｅｓが作用している場合に気流Ｇｆを形成することで凝集物の形成が抑えられるようになる。また、このように振動電界Ｅｓが作用している場合に連続して気流Ｇｆを形成することにより、現像条件の安定化も図られるようになる。
【００１９】
そして、気流形成手段６の他の態様としては、飛翔電極部材４に対し、当該飛翔電極部材４のトナー保持体３との対向面のうちトナー保持体３の回転方向における下流側部位で且つ先端部位を除く部位からトナー保持体３の回転方向における上流側に向かって傾斜する貫通孔をトナー保持体３の回転軸方向に並べて複数設け、トナー保持体３の回転に伴って前記貫通孔を経由した気流Ｇｆが前記先端部位に当たるようにする態様が挙げられる。
この場合、飛翔電極部材４に設けた貫通孔では、トナー保持体３の回転によってトナー保持体３に向かう方向の気流Ｇｆが発生し、この気流Ｇｆが飛翔電極部材４の先端部位にも到達するようになる。
【００２０】
更に、トナー保持体３から飛翔したトナーＴが飛翔電極部材４に接触しても電荷量の変化を抑える観点から、飛翔電極部材４は、少なくともトナーＴが接触する部位に絶縁性の被覆処理がなされていることが好ましい。このような被覆処理としては、飛翔電極部材４の一部のみならず、全面を覆うようにしてもよい。このような被覆処理は、特に、トナーＴとして注入帯電型のものを使用する場合に有効で、トナーＴが飛翔電極部材４に接触しても飛翔電極部材４からの電荷注入が抑えられ、トナーＴの帯電量の変化が抑えられる。
このような被覆処理層は、厚すぎるとトナー保持体３上のトナーＴに作用する振動電界Ｅｓの電界強度が小さくなり、また、厚い被覆処理層によって作用する電界に電界ムラが生じ易くなることから、通常、１０μｍ以下の厚さのものが選定される。そして、このような被覆処理層の絶縁性は、この被覆処理層に振動電界Ｅｓで飛翔したトナーＴが接触しても、トナーＴ自体の帯電状態の変化が抑えられる程度の絶縁性を有していればよく、通常、１０１０Ω・ｃｍ以上の体積抵抗率を有するものが用いられる。
【００２１】
また、飛翔電極部材４の先端部位でのトナーＴの凝集物は、振動電界ＥｓによってトナーＴが垂直方向にその場振動する方が形成され易いため、飛翔電極部材４は、トナー保持体３との対向面のうち少なくともトナー保持体３の回転方向における下流側の先端部位での表面粗さの最大高さＲｚが、５μｍから３０μｍの範囲内に設定されていることが好ましい。
この点については、次の様に想定される。つまり、飛翔電極部材４の先端部位を粗面化することで、この部位での振動電界Ｅｓの方向が、粗面化部分では粗面化されていない場合に比べてよりランダムな方向に向かうようになり、振動電界Ｅｓの方向が変化し易く、トナーＴがランダムな方向に振動しやすくなる。また粗面にトナーＴが衝突することで、跳ね返る方向がランダムになり、その結果全体のトナーＴの振動がランダムになる。これにより、トナーＴの凝集が抑えられ、すだれ状のトナーＴの凝集物が形成され難くなる。
【００２２】
そして、このような現像装置２を画像形成装置に適用する態様としては、静電潜像を保持して搬送する像保持体１と、この像保持体１に対向して離間配置され且つ像保持体１上に保持された静電潜像をトナーＴにて現像する上述の現像装置２と、を備え、飛翔電極部材４は、像保持体１とトナー保持体３とが対向する対向領域のうちトナー保持体３の回転方向における上流側に偏って配置されることが好ましい。このとき、飛翔電極部材４はトナーＴへの電界作用を発揮でき、トナーＴをトナー保持体３から飛翔できればよく、対向領域の例えば上流側から中央付近に亘って設けるようにすればよい。仮に、対向領域のうち下流側にも広く設けるようにすると、像保持体１側に向かうトナー量が却って少なくなり、現像に供するトナー量を十分確保できなくなる虞がある。尚、対向領域のうち下流側で現像を阻害しない部分に別部材等によるトナーＴの像保持体１側への移動を遮蔽する遮蔽部材を設けるようにしても差し支えない。
【００２３】
更に、本実施の形態モデルの現像装置２を適用する好適な画像形成装置の一例としては次のものが挙げられる。すなわち、最大画像形成領域以上の周面を有する回転可能な支持体並びにこの支持体上に当該支持体の回転方向及びこの回転方向に交差する交差方向に沿って画素単位毎に行列配列された画素電極を有する像保持体１と、前記交差方向に沿った各行の画素電極群のうち走査信号によって選択された行の夫々の画素電極に対応して画像信号に基づいた潜像電圧を印加することにより潜像を書き込む潜像書込手段と、を備える態様の画像形成装置が挙げられる。
【００２４】
次に、図面に示す実施の形態に基づいて本発明を更に詳細に説明する。
◎実施の形態１
図２は、本発明が適用された実施の形態１の画像形成装置の全体構成を示す。
＜画像形成装置の全体構成＞
同図において、本実施の形態の画像形成装置は、所謂タンデム型のカラー画像形成装置であり、装置筐体１５内に例えば電子写真方式にて各色成分（例えばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ））の各色トナー像が形成される四色の像保持体２０（２０ａ〜２０ｄ）を略鉛直方向に並列配置したものである。
四色の像保持体２０ａ〜２０ｄに対向する位置には、二つの張架ロール６１、６２に記録材を吸着して搬送する記録材搬送ベルト６０が掛け渡され、例えば張架ロール６１を駆動ロールとして循環回転するようになっている。また、張架ロール６２と記録材搬送ベルト６０を挟んで対向する位置には、記録材を記録材搬送ベルト６０に吸着するための帯電器６３が設けられている。そして、各色の像保持体２０の周囲には、像保持体２０上に形成された静電潜像をトナーにて現像して可視像化する現像装置４０と、像保持体２０上の残留トナーを清掃する清掃器６５とが設けられ、更に、像保持体２０と記録材搬送ベルト６０を挟んで対向する位置には、記録材搬送ベルト６０によって搬送される記録材上に像保持体２０上のトナー像を転写する転写器６４が設けられている。尚、符号４１は現像装置４０（詳細は後述する）内にて像保持体２０にトナーを供給する現像ロールを示している。
【００２５】
また、装置筐体１５内の下方には、記録材を供給する記録材供給装置７０が設けられ、例えば供給容器７１内に収容された記録材が、ピックアップロール７２によって供給容器７１から送り出された後、フィードロール及びリタードロールの対構成による捌き機構７３にて一枚毎に鉛直方向に延びる記録材搬送路７４に向かって供給される。
そして、記録材供給装置７０から記録材搬送路７４に供給された記録材は、記録材搬送路７４の下流側に配置された位置合わせロール（レジストロール）７８にて一旦位置合わせされた後、予め決めたタイミングで記録材搬送路７４を更に搬送される。搬送された記録材は、帯電器６３によって記録材搬送ベルト６０に吸着され、そのまま記録材搬送ベルト６０の回転と共に搬送される。記録材搬送ベルト６０上の記録材には、各色の転写器６４によって夫々のトナー像が順次転写されて多重化される。トナー像が多重化された記録材は定着器７６にて定着された後、排出ロール７７から装置筐体１５の一部で構成される記録材排出受け１６に排出される。尚、記録材搬送路７４には、記録材を搬送するための搬送部材（例えば搬送ロール等）７９が適宜設けられる一方、記録材搬送ベルト６０の出口近く（張架ロール６１の近く）には図示外の剥離部材が設けられ、記録材搬送ベルト６０から記録材の剥離が容易になされるようになっている。
【００２６】
＜像保持体＞
次に、本実施の形態で用いられる像保持体２０について詳述する。
本実施の形態における像保持体２０は、例えば図３に示すように、フィルム上に多数の画素電極３４が行列配列状（所謂マトリクス状）に形成された画素電極フィルム３０を回転可能な支持体である剛体ドラム２１上に巻き付けて固定支持したものとなっている。
本例において、画素電極フィルム３０は、例えばポリイミドフィルム基体上に、所謂ＩＣ製造プロセス等で用いられる薄膜技術を利用して作製されたもので、画素電極３４が行列配列されている。そして、このように行列配列された画素電極３４は、例えば剛体ドラム２１の回転軸方向に沿った方向をデータライン、剛体ドラム２１の回転方向に沿った方向を走査ラインとし、各画素電極３４に対応するデータライン及び走査ラインはまとめられて適宜数のデータ用ドライバ３１及び走査用ドライバ３２に接続されている。尚、画素電極フィルム３０は画素電極３４を覆うように全体が図示外の保護膜で覆われており、また、図中符号２１ａは、剛体ドラム２１の外周面の一部に回転軸方向に沿って開口された溝である。
【００２７】
−画素電極の周辺構造−
次に、画素電極フィルム３０の画素電極３４及びその周辺構造について説明する。
本実施の形態において、画素電極フィルム３０は、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、画素電極３４が行列配列されており、各画素電極３４は、所謂アクティブマトリクス方式で構成され、スイッチング素子として例えばＴＦＴ（Thin Film Transistor）３３を用い、蓄積容量３５及び配線（ソース線Ｌｓ、ゲート線Ｌｇ等）が夫々付加されている。
そして、各画素電極３４間の結線は、データライン毎にＴＦＴ３３のソースｓが結線されるソース線Ｌｓ、走査ライン毎にＴＦＴ３３のゲートｇが結線されるゲート線Ｌｇとしてまとめられている。また、ＴＦＴ３３のドレインｄには画素電極３４と蓄積容量３５が並列に接続され、蓄積容量３５の一方は走査ライン毎にまとめられ（図示せず）、図４（ｃ）のような等価回路を呈するように構成されている。
【００２８】
画素電極３４は画素電極フィルム３０に対しマトリクス状に多数並べられた構成のために、画素電極３４の駆動回路は次のように行われる。
つまり、画素電極フィルム３０には、図５に示すように、データライン及び走査ライン毎に予め決めた数の画素電極３４が配列されており、各画素電極３４をスイッチングするＴＦＴ３３のソースｓ側がデータライン毎に夫々データ用ドライバ３１へ接続される一方、ＴＦＴ３３のゲートｇ側が走査ライン毎に夫々走査用ドライバ３２に接続されている。また、これらのデータ用ドライバ３１及び走査用ドライバ３２は、像保持体２０に設けられた像書込制御装置８０によって駆動され、像書込制御装置８０によってデータ用ドライバ３１及び走査用ドライバ３２を駆動することで、目的の画素電極３４に画像信号に基づいた潜像電圧が印加され、蓄積容量３５によって保持される。尚、図５では画素電極３４は省略しているが、図４（ｃ）に示すように、ＴＦＴ３３と蓄積容量３５との間に画素電極３４が接続されていることは言うまでもない。
【００２９】
＜現像装置＞
−現像装置の構成例−
本実施の形態における各色の現像装置４０は、用いるトナーが異なる他は略同様の構成が採用されているため、ここでは一つの現像装置４０について説明する。
図６は、現像装置４０の概略構成を示すもので、トナー（本実施の形態では導電性トナーを使用している）が収容される現像容器４０ａを有している。本実施の形態の現像装置４０は、現像容器４０ａに像保持体２０に対向して現像用開口４０ｂを開設すると共に、この現像用開口４０ｂに面して像保持体２０と離間配置され且つ対向部位で同方向に回転するトナー保持体としての現像ロール４１を配設し、像保持体２０と現像ロール４１との対向部位にて像保持体２０上に形成された潜像を現像して可視像化するものである。
【００３０】
また、現像ロール４１の像保持体２０側と異なる側には、現像ロール４１との間にてトナーに電荷注入を行う電荷注入ロール４３が設けられ、互いに軽く接触又は微小間隙をもって支持された状態で対向部位では互いに同方向に回転している。本例では、電荷注入ロール４３の周速が現像ロール４１の周速より速くなるように設定されている。そして、現像ロール４１と電荷注入ロール４３との間には、両者の対向部位にあるトナーに対して電荷注入を行うための注入電界を形成する注入電源９１が設けられている。つまり、本実施の形態では電荷注入ロール４３や注入電源９１等でトナーに対する電荷注入がなされ、現像ロール４１上には安定した帯電量が与えられたトナーが供される。
【００３１】
また、本実施の形態では、現像ロール４１と電荷注入ロール４３との対向部位より電荷注入ロール４３の回転方向上流側に、電荷注入ロール４３上にトナーの薄層を形成する層規制ブレード４５が設けられており、この層規制ブレード４５によって電荷注入ロール４３上のトナーの層厚規制がなされることで、層厚規制がなされたトナーが現像ロール４１との対向部位に搬送されて電荷注入がなされる。
更に、現像容器４０ａ内の電荷注入ロール４３の奥側にはトナーを攪拌するアジテータ４８が設けられ、電荷注入ロール４３側へのトナーの供給を行うようになっている。
【００３２】
本実施の形態における現像ロール４１は、例えば表面をアルマイト処理したアルミニウム製のロールで構成され、電荷注入ロール４３は、例えばサンドブラスト法や化学エッチング法等により表面に小さく均一な凹凸面を形成したアルミニウム製のロールから構成され、現像ロール４１と電荷注入ロール４３とは軽く接触又は微小間隙をもって支持されている。また、層規制ブレード４５は例えば厚さ０．０３〜０．３ｍｍ程度のステンレスの板ばねにシリコーンゴムやＥＰＤＭゴムを接着剤等により接着したものであり、この層規制ブレード４５の一端は、電荷注入ロール４３の表面に軽く接触し、他端は現像容器４０ａの一部に支持されている。尚、上述した部材の構成はこれに限られるものではないことは言うまでもない。
【００３３】
また、本実施の形態の現像装置４０には、現像ロール４１と像保持体２０との対向部位のうち、ほぼ中央位置から現像ロール４１の回転方向における上流側に向かって飛翔電極部材５０が配置されており、この飛翔電極部材５０と現像ロール４１との間には振動電界生成手段としての振動電源９０が設けられ、現像ロール４１からトナーを飛翔させるための振動電界が両者間に形成されている。この飛翔電極部材５０のトナーが接触する部位にはその表面に絶縁性塗膜が施されている。尚、絶縁性の処理としては塗膜によるものに限られず、物理めっき処理等の公知の処理を用いて行うようにすればよい。
【００３４】
本実施の形態での飛翔電極部材５０の関連寸法の代表例としては、像保持体２０と現像ロール４１との対向領域の中央位置にて、飛翔電極部材５０と現像ロール４１との間隙が１００〜３００μｍ、飛翔電極部材５０の厚さが１００μｍ、飛翔電極部材５０と像保持体２０との間隙が１００〜３００μｍのものとなっている。
【００３５】
−気流形成装置−
更に、本実施の形態では、飛翔電極部材５０の現像ロール４１との対向面のうち少なくとも現像ロール４１の回転方向における下流側の先端部位に対して、対向面に沿って当たる気流を形成する気流形成手段としての気流形成装置１００が設けられている。
図７（ａ）は、本実施の形態における気流形成装置１００の概要を示すもので、飛翔電極部材５０の先端部位よりも現像ロール４１の回転方向における上流側で、飛翔電極部材５０と現像ロール４１との間に気流の送出源を有するものとなっている。
【００３６】
本実施の形態の気流形成装置１００は、大気を送出する例えばエアーポンプ等からなる大気送出部１１０と、飛翔電極部材５０と現像ロール４１との間に気流を導く導通部１２０とで構成されている。導通部１２０は、図７（ｂ）に示すように、現像ロール４１の回転方向に沿って窄む形状のノズル１２１と、ノズル１２１から交差する方向に曲がって延びる円筒状のスリーブ１２２と、このスリーブ１２２と大気送出部１１０との間を結ぶ例えばゴムチューブ等からなる誘導ホース１２３で構成される。尚、図中符号１１１は、大気送出部１１０からの圧力を調整する圧力ゲージである。
【００３７】
また、ノズル１２１の先端は、飛翔電極部材５０の先端部位に向かって開口されており、その開口は現像ロール４１の回転軸方向に沿って繋がったものとなっている。更に、このノズル１２１の内部には、スリーブ１２２から送出される大気（エアー）がノズル１２１の開口全域に亘って一様に広がるように、図示外の仕切り部材等が適宜設けられている。
【００３８】
−導電性トナーの構成例−
本実施の形態で用いられるトナー（導電性トナー）は、例えば図８（ａ）に示すように、導電性を有する材料からなる導電性トナー基体（導電性コア）８１を有し、この導電性コア８１の周囲を絶縁性被覆層（例えば絶縁性樹脂層）８２で被覆すると共に、導電性コア８１の一部が露出するように絶縁性被覆層８２に適宜数の凹部８３を設けたものが用いられる。導電性トナーは、重合法や各種公知のカプセル化技術等で作製することができる。この時、導電性コア８１は、ポリエステル系樹脂やスチレンアクリル系樹脂等に導電性カーボンやＩＴＯ等の透明導電粉などの導電剤を分散させたり、ポリエステル系樹脂やスチレンアクリル系樹脂等からなる粒子表面を前記導電剤により被覆することによって、作製される。
【００３９】
このような態様の導電性トナーに対し高電界を印加すると低抵抗化する傾向を示す。そして、低抵抗化する電界の大きさについては、トナーの主として凹部８３の占有割合、あるいは、絶縁性被覆層８２の厚さなどに依存する。
このメカニズムについては、次のように推測される。つまり、導電性コア８１が絶縁性被覆層８２にて被覆されているため、導電性コア８１自体がコア同士接触することや直接電極部材等に接触することが殆どなく、絶縁性被覆層８２を介して一定の微小間隙を保つことになり、この結果、例えば高電界が印加された時、トンネル効果等により導通することによる。
【００４０】
また、導電性トナーの他の態様としては、例えば図８（ｂ）に示すように、導電性コア８１を絶縁性若しくは半導電性の被覆層８４にて被覆し、被覆層８４の厚さｈを適宜調整することにより、トナーの抵抗を調整可能としたものが挙げられる。このとき、半導電性の被覆層８４については、それ自体半導電性の材料を用いるようにしてもよいし、例えば絶縁性樹脂に、酸化チタンや酸化すず等の金属酸化物や導電性カーボンを微量含有させた半導電性樹脂を用いるようにしてもよい。そして、導電性コア８１としては、例えば通常の絶縁性トナーからなる絶縁性トナー基体（絶縁性コア）の外表面近傍に導電性微粒子を付着させる態様や、絶縁性コアの内部に導電性微粒子を混入させるものなど適宜選定して差し支えない。
【００４１】
＜画像形成装置の作動＞
次に、本実施の形態に係る画像形成装置の作動についてその概要を説明する。
−像保持体の潜像形成−
先ず、像保持体２０での潜像形成について説明する。図５に示す像書込制御装置８０によって、各色成分の像保持体２０ａ〜２０ｄ（図２参照）の各画素電極３４（図４参照）に対して画像信号に対応した潜像電圧が印加されて保持され、これが、現像時の像保持体２０側の潜像電位となる。
【００４２】
−現像装置の作動−
次に、現像装置４０での作動を説明するが、先ず、図６を用いて導電性トナーに対する電荷注入工程を中心に説明する。
アジテータ４８により攪拌されたトナーは、電荷注入ロール４３側に供給された後、電荷注入ロール４３の回転に伴って搬送され、層規制ブレード４５にてその層厚が規制されて電荷注入ロール４３上には略均一なトナー層が形成される。この均一に形成されたトナー層は、電荷注入ロール４３と現像ロール４１とが対向する対向部位にて互いに同方向に回転する両者間に挟まれた状態で擦られながら、注入電源９１による注入電界によって電荷注入される。このとき、特に本実施の形態では、電荷注入ロール４３の周速が現像ロール４１の周速より速く設定されているため、トナーへの有効な擦りがなされ、良好な電荷注入がなされる。
【００４３】
この場合、電荷注入ロール４３と現像ロール４１との間に挟まれたトナーは電荷注入ロール４３と接触する確率が高められ、しかも、トナーとの接触抵抗を小さくすることが可能になり、その結果、トナーの見かけ上の抵抗が小さくなり、トナーは低抵抗な状態のまま有効に電荷注入がなされる。そのため、注入電界としては、比較的低電界であってもトナーには効率的に電荷注入が行われる。
【００４４】
このように、単層以下になったトナーに対して電荷注入を行うことで、トナーに対する電荷注入が効果的になされ、ＷＳＴ（Wrong Sign Toner：トナー本来の帯電極性とは異なる逆極性に帯電されたトナー）の発生が抑えられる。そして、電荷注入ロール４３との対向部位を経た現像ロール４１上には、略均一な電荷注入がなされた単層以下のトナー層が形成され、現像ロール４１と像保持体２０との対向領域に搬送される。尚、このような電荷注入方式にあっては、トナー層間にせん断力が与えられるため、トナー同士が分極状態で重なることが防止され、注入電界が仮に高電界の場合であってもＷＳＴの発生は防止される。
【００４５】
−対向領域でのトナーの挙動−
次に、本実施の形態における像保持体２０と現像ロール４１との対向領域でのトナーの挙動について、図９を用いて、先ず比較例を説明する。
現像ロール４１に付着しているトナーを飛翔させるには、ある程度強電界を必要とするため、飛翔電極部材５０と現像ロール４１との間の振動電界Ｅｓにて強電界を形成し、現像ロール４１からトナーを飛翔させ、飛翔したトナーをクラウド化させる。
この場合、特に本実施の形態のように使用するトナーとして注入帯電型のトナーを用いると、飛翔可能な電界（振動電界Ｅｓ）下ではトナーの電気抵抗が低下（誘電率が増加）する。このため、トナーとしては電界方向に沿って誘電分極され、トナーの持つ帯電量による静電気力以外に、電気双極子による静電気力が無視できないようになる。この電気双極子による静電気力は、トナー間のみならず、トナーと現像ロール４１間、トナーと飛翔電極部材５０間にも作用する。
【００４６】
また、このような振動電界Ｅｓによる作用は、図９（ａ）に示すように、飛翔電極部材５０の端部効果も手伝って、特に、飛翔電極部材５０の先端部位（現像ロール４１の回転方向における下流側）で強くなる。更に、この部位では、振動電界Ｅｓ自体がその場振動しているため、結果的に、飛翔電極部材５０の先端部位には、（ｂ）に示すように、トナーＴが数珠状に連なった所謂すだれ状のトナーＴの凝集物Ｃが形成されるようになる。このようなすだれ状の凝集物Ｃが形成されると、現像ロール４１から飛翔したトナーＴは凝集物Ｃに補足され、クラウド化がされ難くなり、飛翔電極部材５０より下流側の現像領域に搬送されるものが少なくなる。そのため、像保持体２０の潜像に対してトナー付着量が少なくなり、濃度不足等の画像欠陥を生じ易くなる。
【００４７】
更に、飛翔電極部材５０の先端部位でのトナーＴの凝集物Ｃは、現像ロール４１から飛翔されるトナーＴを強く補足するようになり、（ｃ）に示すように、すだれ状の凝集物Ｃは、飛翔電極部材５０の先端部位から徐々に上流側に向かって広がりを示す。これに伴い、現像ロール４１から飛翔されるトナーＴは益々これらの凝集物Ｃに補足され、クラウド化も不十分となり、飛翔電極部材５０の下流側の現像領域に搬送されるトナーＴは益々少なくなる。
【００４８】
このような事態を解決するために、本実施の形態では、振動電界Ｅｓが作用している場合には、気流形成装置１００（図７参照）にて飛翔電極部材５０の先端部位に大気による気流Ｇｆを連続して当てるようにしている。
このような気流Ｇｆを飛翔電極部材５０の先端部位に当てると、図９（ｄ）に示すように、飛翔電極部材５０と現像ロール４１との間の振動電界Ｅｓによって飛翔したトナーＴは、気流Ｇｆによって凝集物Ｃの発生が抑えられるため、十分クラウド化され、更に、気流Ｇｆも手伝って、飛翔電極部材５０の下流側の領域（現像領域に相当）にも十分なトナー量が搬送され易くなる。
【００４９】
更に、本実施の形態では、飛翔電極部材５０に絶縁性の被覆処理が施されているため、電荷注入されたトナーがこれらの部材に接触しても、トナーの電荷量の変化が抑えられ、安定した現像がなされる。
【００５０】
本実施の形態の気流形成装置１００は、図７に示すように、大気送出部１１０としてエアーポンプを用いる構成を示したが、これに限らず、例えばブロアー、シロッコファン等の送風機を用いるようにしてもよい。また、例えばバイモルフ型の圧電素子の変形を利用して送風するようにしてもよい。ただし、このような気流形成装置１００による気流の大きさとしては、飛翔電極部材５０の先端部位での凝集物の形成を抑える程度の大きさのものであり、大きすぎるとクラウド化したトナーが像保持体２０の有する潜像電位の静電気力を妨げるようにもなる。
【００５１】
本実施の形態では、画像形成装置として四色に対応する像保持体２０を用いた構成のものを示したが、これに限られず、単色のものであってもよい。
また、本実施の形態では像保持体２０として画素電極３４を使用した構成のものとしたが、例えば画素電極３４を用いない感光体を適用することも可能であり、この場合、感光体側の潜像電位を小さく設定してもかぶりの発生が抑えられるようになり、感光体自体の長寿命化が実現される。
更に、トナーとして電荷注入型のものを示したが、例えば摩擦帯電型のトナーを用いるようにしてもよく、この場合、潜像電圧が非画像部にかぶりを生じない程度の大きさの潜像電圧になるようにすればよい。尚、この場合、飛翔電極部材５０への絶縁性被覆処理は省略する方がよい。
【００５２】
また、本実施の形態では、振動電界Ｅｓが作用している場合には、連続して気流を形成するようにしたが、例えば間欠的に気流を形成するようにしてもよい。更には、振動電界Ｅｓが作用していない状態にも気流を形成するようにしても差し支えない。あるいは、例えば画像形成の前後の振動電界Ｅｓが作用していない状態においても気流を形成するようにしてもよく、この場合、気流が形成されないものに比べ飛翔電極部材５０の先端部位でのすだれ状の凝集物の形成が抑えられる。つまり、仮に、僅かな凝集物があったとしても、これを取り除くことで、振動電界Ｅｓが作用している際の安定したクラウド化が促進される。更に、この場合、振動電界Ｅｓが作用している場合に比べ、気流の大きさ（強さ）を大きくすることも可能になる。尚、この気流にて搬送されるトナーが現像装置４０から漏れ出すことがないようになっていることは言うまでもない。
【００５３】
◎実施の形態２
図１０は、実施の形態２の現像装置４０の概要を示す説明図である。
本実施の形態の現像装置４０は、実施の形態１の現像装置４０（例えば図７参照）と異なり、飛翔電極部材５０とは別に、飛翔電極部材５０と像保持体２０との間に飛翔電極部材５０によって現像ロール４１から飛翔されてクラウド化されたトナーの飛翔能力を抑制するための抑制電極部材５５を設けたものとなっている。尚、実施の形態１と同様の構成要素には同様の符号を付し、ここではその詳細な説明は省略する。
【００５４】
本実施の形態では、飛翔電極部材５０と現像ロール４１との間に振動電源９０による振動電界Ｅｓが作用すると共に、第二の振動電源９５によって、この振動電界Ｅｓとは非同位相の第二の振動電界Ｅｘを飛翔電極部材５０と抑制電極部材５５との間に作用させるようになっている。
また、飛翔電極部材５０と現像ロール４１との間隙には、気流形成装置１００による気流が形成され、飛翔電極部材５０の先端部位でのトナーの凝集物の形成が抑えられる。
【００５５】
本実施の形態では、このような構成を有することで、飛翔電極部材５０によって現像ロール４１から飛翔したトナーは、十分クラウド化されて、飛翔電極部材５０より下流側に搬送されるが、図中α領域では、抑制電極部材５５による第二の振動電界Ｅｘの作用によって、像保持体２０側に向かう運動エネルギが低減されるようになる。そのため、像保持体２０の非画像部に対してかぶり現象が抑えられるようになる。
また、このとき、第二の振動電界Ｅｘを振動電界Ｅｓとは逆位相にすることで、かぶり現象が一層抑えられるようになる。
【００５６】
◎実施の形態３
図１１は、実施の形態３の現像装置４０の概要を示すものである。
本実施の形態の現像装置４０に用いられる気流形成装置１００は、実施の形態１の気流形成装置１００（図７参照）と異なり、像保持体２０と現像ロール４１との対向領域に対して、気流を吸引する方式を採用したものとなっている。尚、実施の形態１と同様の構成要素には同様の符号を付し、ここではその詳細な説明は省略する。
【００５７】
本実施の形態の気流形成装置１００は、吸引ポンプ１３０とこの吸引ポンプ１３０から飛翔電極部材５０の近くまで延ばしたノズル１４０によって構成されている。また、ノズル１４０の先端は、飛翔電極部材５０と現像ロール４１との間隙に近い位置まで延ばされた開口の小さな形状となっており、このノズル１４０の先端から大気を吸引することで、飛翔電極部材５０と現像ロール４１との間に気流が形成される。
【００５８】
そして、この形成された気流によって、飛翔電極部材５０の先端部位ではトナーのすだれ状の凝集物の形成が抑えられ、振動電界Ｅｓによって現像ロール４１から飛翔したトナーが十分クラウド化され、飛翔電極部材５０の下流側の現像領域に搬送される。
また、このような吸引方式を採用する場合、ノズル１４０によって吸引される大気の方向が重要となるが、ノズル１４０を飛翔電極部材５０と現像ロール４１との間隙に近付け、更に、像保持体２０より現像ロール４１の回転速度の方が上回っていれば、吸引される大気は現像ロール４１と飛翔電極部材５０との間の方が大きくなるため、飛翔電極部材５０の先端部位でのすだれ状の凝集物の形成がより一層抑えられる。尚、吸引力の大きさは、この吸引力によってクラウド化されたトナーが像保持体２０側に向かわなくなることがないような吸引力であることは言うまでもない。
【００５９】
更に、本実施の形態の気流形成装置１００に実施の形態１の気流形成装置１００を組み合わせる方式、つまり、大気の送出源を有する方式と大気を吸引する方式との両方を組み合わせるようにしてもよいことは言うまでもない。
【００６０】
◎実施の形態４
図１２は、実施の形態４の現像装置４０を示す。
本実施の形態の現像装置４０に用いられる気流形成装置１００は、実施の形態１や実施の形態３の気流形成装置１００と異なり、飛翔電極部材５０そのものを利用した構成のものとなっている。尚、実施の形態１と同様の構成要素には同様の符号を付し、ここではその詳細な説明は省略する。
【００６１】
本実施の形態の気流形成装置１００は、図１２（ａ）に示すように、飛翔電極部材５０に対し、この飛翔電極部材５０の現像ロール４１との対向面のうち現像ロール４１の回転方向下流側部位で且つ先端部位を除く部位から現像ロール４１の回転方向上流側に向かって傾斜する貫通孔５０１を設けたものである。また、この貫通孔５０１は、飛翔電極部材５０に対して、現像ロール４１の回転軸方向に並べて複数設けられている。
【００６２】
このような飛翔電極部材５０を像保持体２０と現像ロール４１との間に配置すると、特に、像保持体２０よりも現像ロール４１の回転速度の方が大きい場合には、（ｂ）に示すように、飛翔電極部材５０の貫通孔５０１に像保持体２０側から現像ロール４１側へ向かう気流Ｇｆが発生する。この気流Ｇｆは、更に、飛翔電極部材５０と現像ロール４１との間隙を経由して飛翔電極部材５０の先端部位に当たるようになる。そのため、飛翔電極部材５０の先端部位でのすだれ状の凝集物の形成が抑えられる。
また、このような貫通孔５０１が飛翔電極部材５０の先端部位から少し離間した部位に設けられているため、飛翔電極部材５０と現像ロール４１との間に振動電界Ｅｓが作用しても、この貫通孔５０１の影響は軽微に抑えられ、トナーのクラウド化を阻害する虞は殆どない。
【００６３】
◎実施の形態５
図１３（ａ）〜（ｃ）は、実施の形態５の現像装置４０を示すもので、本形態では、飛翔電極部材５０が実施の形態１のものと異なる。ここで、（ｂ）は（ａ）の図中矢印Ｂ方向から見た図であり、（ｃ）は（ｂ）の飛翔電極部材５０を図中矢印Ｃ方向から見た図である。尚、実施の形態１と同様の構成要素には同様の符号を付し、ここではその詳細な説明は省略する。
【００６４】
同図において、本態様の飛翔電極部材５０は、現像ロール４１との対向面に対して、現像ロール４１の回転方向に沿って複数の矩形状の溝５０ａが設けられている。
飛翔電極部材５０の現像ロール４１との対向面にこのような溝５０ａを設けることで、気流形成装置１００によって形成された気流が、この溝５０ａを経由して飛翔電極部材５０の先端部位に到達し易くなり、飛翔電極部材５０での現像ロール４１の回転軸方向全域に亘って、現像ロール４１の回転方向に沿った気流が確保されるようになる。更に、このような溝５０ａを設けることで、飛翔電極部材５０が粗面化されるものと同様の効果があり、すだれ状の凝集物の形成を抑えるようにもなる。
【００６５】
ここでは、溝５０ａの形状を矩形のものとして示したが、これに限らず、気流が現像ロール４１の回転方向に沿う形状であればよく、例えば半円形、三角形状等適宜選定するようにすればよい。
【００６６】
◎実施の形態６
本実施の形態の現像装置４０は、実施の形態１と略同様に構成され、飛翔電極部材５０の表面粗さを実施の形態１と異なるものにした構成となっている。
実施の形態１では、飛翔電極部材５０の表面粗さは略平滑（最大高さＲｚが５μｍ未満のもの）としたが、飛翔電極部材５０の表面粗さの最大高さＲｚが、５μｍ以上３０μｍ以下の範囲に設定した。尚、表面粗さの最大高さＲｚは、ＪＩＳ Ｂ０６０１：’０１に準拠した。
このように、飛翔電極部材５０の先端部位の表面粗さを大きくすることで、振動電界Ｅｓがその場振動し難くなる分、すだれ状の凝集物の形成が抑えられるようになるが、粗面化の利点の詳細については、後述する参考の形態にて説明する。
【００６７】
◎参考の形態
図１４（ａ）は、本発明に係る参考形態として、気流形成装置１００を用いずに、また、実施の形態１で用いられる飛翔電極部材５０の表面粗さを粗くした構成の飛翔電極部材５１を用いた現像装置４０の概要を示すものである。
同図において、本形態では、飛翔電極部材５１の現像ロール４１に面する側の表面粗さが粗いものとなっている。
【００６８】
このような構成の飛翔電極部材５１と現像ロール４１との間に振動電界Ｅｓを作用させると、図１４（ｂ）に示すように、飛翔電極部材５１の先端部位では電気力線の向かう方向が粗面化されている分、ランダム方向に向かうようになり、その場振動が抑えられ、トナーの凝集物の発生が抑えられるようになる。
一方、（ｃ）のように、飛翔電極部材５０が粗面化されていない場合には、飛翔電極部材５０の先端部位では電気力線は同じ方向に向かい易く、その分、その場振動を繰り返し易くなる。したがって、（ｂ）のように粗面化されたものに比べ、トナーの凝集物の形成が起こりやすい。
【００６９】
本参考の形態では、粗面化の効果について、次のような実験を行い確認した。
飛翔電極部材５１の表面粗さとして、最大高さＲｚが２μｍ以下のもの（敢えて粗面化処理を行わなかったもの）と、最大高さＲｚが１０μｍのもの（本例ではブラスト処理にて粗面化したもの）とで、画像形成を実施した後の、飛翔電極部材５１でのすだれ状の凝集物の発生状況並びにＤＭＡ（Developed toner Mass Area）を確認した。尚、最大高さＲｚは、ＪＩＳ Ｂ ６０１：’０１に準拠して測定した。
【００７０】
その結果、飛翔電極部材５１の先端部位の状況は、Ｒｚが２μｍ以下のもの（凹凸なし）の場合は、すだれ状の凝集物の発生が確認されたが、Ｒｚが１０μｍのもの（凹凸あり）では凝集物は確認されなかった。
一方、ＤＭＡは図１５に示すように、Ｒｚが２μｍ以下のもの（凹凸なし）の場合よりもＲｚが１０μｍのもの（凹凸あり）の方が高い値であることが確認された。
以上のことから、粗面化された飛翔電極部材５１を用いることで、先端部位でのすだれ状の凝集物の形成を抑えることが可能であり、クラウド化されたトナーが有効に現像領域に搬送されることが確認された。
【００７１】
更に、このような粗面化された飛翔電極部材５１と、エアー吐出を併用することで、飛翔電極部材５１の先端部位でのすだれ状の凝集物の形成が一層抑えられ、長期に亘る現像特性の安定化が図られることが確認された。
また、このように飛翔電極部材の現像ロールとの対向面を粗面化することは、飛翔電極部材の対向面全面に亘って粗面化処理行わなくても、少なくとも飛翔電極部材の先端部位にそのような粗面化処理を行うようにすれば、先端部位でのすだれ状の凝集物の形成が抑えられることも確認された。
【００７２】
本件発明者らは、更に、飛翔電極部材の表面粗さについて最大高さを因子として実験を重ねた結果、表面粗さについて、最大高さＲｚが５μｍから３０μｍの範囲内であれば、本実施例と同様の結果が得られることを確認した。
【実施例】
【００７３】
◎実施例１
本実施例は、実施の形態１の構成に近似した構成のモデル機を用い、エアーポンプの吐出圧力（ゲージ圧）と像保持体上のＤＭＡ（Developed toner Mass Area）との関係を確認するために、次の実験条件にて行った。
飛翔電極部材の幅（現像ロールの回転軸方向に沿った長さ）：１０ｍｍ。
飛翔電極部材と現像ロール間の間隙：１５０μｍ。
飛翔電極部材と像保持体間の間隙：１００μｍ。
現像ロールへの印加電圧（振動電界に相当）：１．６ｋＶpp、１０ｋＨｚ。
像保持体（平板ガラス上に幅１０ｍｍの電極が形成されたもの）の電位：１００Ｖ。
現像ロール上のトナー層：３ｇ／ｍ２。
【００７４】
結果は、図１６に示すように、エアー吐出圧力を大きくすると、ＤＭＡも大きくなる傾向が確認された。
つまり、エアー吐出圧力が高いほど、クラウド化されたトナーの搬送量が増えるため、現像領域に供給されるトナー量が多くなり、その分、現像量も増加する。しかしながら、吐出圧力が高すぎると、クラウド化したトナーが現像に供される前に、下流側に向かって搬送されるため、現像に十分に寄与されなくなる虞がある。
更に、現像ロール上のトナー量は固定されているため、現像に供するトナー量を十分確保するようにしても、どこかで飽和傾向となる。そのため、吐出圧力には適正な箇所が存在する。
その後、各種間隙を変化させた構成にて同様の実験を行ったところ、エアー吐出圧力が０．１５〜０．２ＭＰａ程度でＤＭＡが飽和する傾向の結果も得られた。それ故、エアー吐出圧力として、０．１５〜０．２ＭＰａの領域が好適と判断された。
【符号の説明】
【００７５】
１…像保持体，２…現像装置，３…トナー保持体，４…飛翔電極部材，５…振動電界生成手段，６…気流形成手段，Ｅｓ…振動電界，Ｇｆ…気流，Ｔ…トナー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置及びこれを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、現像スリーブに電極を有する板状部材を接触させ、この電極と現像スリーブ間に第１の振動電界を形成し、現像スリーブと感光体との間に第１の振動電界と同位相の第２の振動電界を形成し、第１の振動電界でトナーを飛翔させて現像を行う方式が開示されている。
また、特許文献２には、帯電したトナーを搬送基板の電極に３相の駆動電圧を印加することで、搬送基板上を移動させ、搬送速度を徐々に増加させて最後は感光体に向けて噴射するようにした現像装置が開示されている。
更に、特許文献３には、トナークラウドを利用する現像装置において、現像ハウジングからのトナー放出等を防ぐため、現像領域周りで安定した大気流（吸引方式）を形成し、トナー微粒子を捕集する方式が開示されている。
そして、特許文献４には、エアーで噴射させた状態の粉体をそのまま帯電させる粉体帯電装置を用い、この粉体帯電装置のノズル先端から吹き出した帯電トナーを感光体の現像に適用することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１９２８９号公報（実施例、図１）
【特許文献２】特開２００２−８２５２４号公報（発明の実施の形態、図２）
【特許文献３】特開平１０−４８９４７号公報（発明の実施の形態、図２）
【特許文献４】特開２００３−９８８２２号公報（実施例１４、図１４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、トナー保持体と飛翔電極部材との間の振動電界によりトナーを飛翔させて像保持体の潜像を現像するにあたり、飛翔電極部材の先端部位でのトナーの凝集物の形成を抑え、像保持体側へ向かうトナー量を長期に亘り安定化させた現像装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る発明は、静電潜像が保持された像保持体に対向して配置され且つトナーを外周面に保持して回転するトナー保持体と、このトナー保持体に対向して離間配置され且つ前記トナー保持体との間にトナー保持体上のトナーが飛翔させられる振動電界を作用させる飛翔電極部材と、この飛翔電極部材と前記トナー保持体との間に前記振動電界を生成する振動電界生成手段と、前記飛翔電極部材の前記トナー保持体との対向面のうち少なくともトナー保持体の回転方向における下流側の先端部位に対して、前記対向面に沿って当たる気流を形成する気流形成手段と、を備えることを特徴とする現像装置である。
【０００６】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る現像装置において、前記気流形成手段は、前記飛翔電極部材の前記先端部位よりもトナー保持体の回転方向における上流側且つ前記飛翔電極部材と前記トナー保持体との間に前記先端部位に向かう気流の送出源を有していることを特徴とする現像装置である。
請求項３に係る発明は、請求項１に係る現像装置において、前記気流形成手段は、前記飛翔電極部材に対し、当該飛翔電極部材の前記トナー保持体との対向面のうちトナー保持体の回転方向における下流側部位で且つ先端部位を除く部位からトナー保持体の回転方向における上流側に向かって傾斜する貫通孔をトナー保持体の回転軸方向に並べて複数設け、前記トナー保持体の回転に伴って前記貫通孔を経由した気流が前記先端部位に当たるようにしたことを特徴とする現像装置である。
請求項４に係る発明は、請求項１又は２に係る現像装置において、前記気流形成手段は、前記飛翔電極部材と前記トナー保持体との間に前記振動電界生成手段による振動電界が作用している場合には連続して前記気流を形成することを特徴とする現像装置である。
請求項５に係る発明は、請求項１乃至４のいずれかに係る現像装置において、前記飛翔電極部材は、少なくともトナーが接触する部位に絶縁性の被覆処理がなされていることを特徴とする現像装置である。
請求項６に係る発明は、請求項１乃至５のいずれかに係る現像装置において、前記飛翔電極部材は、前記トナー保持体との対向面のうち少なくともトナー保持体の回転方向における下流側の先端部位での表面粗さの最大高さＲｚが、５μｍから３０μｍの範囲内に設定されていることを特徴とする現像装置である。
請求項７に係る発明は、静電潜像を保持して搬送する像保持体と、この像保持体に対向して離間配置され且つ前記像保持体上に保持された静電潜像をトナーにて現像する請求項１乃至６のいずれかに係る現像装置と、を備え、前記飛翔電極部材は、前記像保持体と前記トナー保持体とが対向する対向領域のうちトナー保持体の回転方向における上流側に偏って配置されることを特徴とする画像形成装置である。
請求項８に係る発明は、請求項７に係る画像形成装置において、最大画像形成領域以上の周面を有する回転可能な支持体並びにこの支持体上に当該支持体の回転方向及びこの回転方向に交差する交差方向に沿って画素単位毎に行列配列された画素電極を有する像保持体と、前記交差方向に沿った各行の画素電極群のうち走査信号によって選択された行の夫々の画素電極に対応して画像信号に基づいた潜像電圧を印加することにより潜像を書き込む潜像書込手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に係る発明によれば、トナー保持体と飛翔電極部材との間の振動電界によりトナーを飛翔させて像保持体の潜像を現像するにあたり、飛翔電極部材の先端部位でのトナーの凝集物の形成を抑え、像保持体側へ向かうトナー量を長期に亘り安定化できる。
請求項２に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、飛翔電極部材の先端部位でのトナーの凝集物の形成を抑えることができる。
請求項３に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、気流を形成するための特別な部材を要することなく、飛翔電極部材の先端部位でのトナーの凝集物の形成を抑えることができる。
請求項４に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、飛翔電極部材の先端部位でのトナーの凝集物の形成を有効に抑えると共に安定した現像条件を確保できる。
請求項５に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、トナーの電荷量の変化を抑えることができる。
請求項６に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べ、飛翔電極部材の先端部位でのトナーの凝集物の形成をより一層抑えることができる。
請求項７に係る発明によれば、トナー保持体と飛翔電極部材との間の振動電界によりトナーを飛翔させて像保持体の潜像を現像するにあたり、飛翔電極部材の先端部位でのトナーの凝集物の形成を抑え、像保持体側へ向かうトナー量を長期に亘り安定化できる画像形成装置を提供できる。
請求項８に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べ、帯電工程を実施する際の画質低下を考慮することなく、非画像部でのかぶりが抑えられた高画質画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】（ａ）は本発明が適用された現像装置を用いた画像形成装置の実施の形態モデルの概要を示す説明図であり、（ｂ）は気流がない場合の飛翔電極部材とトナー保持体との間の作用を示す説明図である。
【図２】実施の形態１に係る画像形成装置の全体構成の概要を示す説明図である。
【図３】実施の形態１の像保持体の構成を示す説明図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は画素電極の構成を示す説明図であり、（ｃ）は等価回路を示す説明図である。
【図５】画素電極の駆動方式を示す説明図である。
【図６】実施の形態１の現像装置の概要を示す説明図である。
【図７】（ａ）は実施の形態１の気流形成装置の概要を示す説明図であり、（ｂ）は（ａ）のノズル部分を示す斜視図である。
【図８】（ａ），（ｂ）は導電性トナーを示す説明図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は気流のない場合の像保持体と現像ロールとの対向領域でのトナーの挙動を示す説明図であり、（ｄ）は気流が付加された場合のトナーの挙動を示す説明図である。
【図１０】実施の形態２の現像装置の概要を示す説明図である。
【図１１】実施の形態３の現像装置の概要を示す説明図である。
【図１２】（ａ），（ｂ）は実施の形態４の現像装置の概要を示す説明図である。
【図１３】（ａ）〜（ｃ）は実施の形態５の現像装置の概要を示す説明図である。
【図１４】参考の形態の現像装置の概要を示す説明図である。
【図１５】参考の形態での粗面化の効果を説明する説明図である。
【図１６】実施例１の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
◎実施の形態の概要
図１（ａ）は、本発明を具現化する実施の形態モデルに係る画像形成装置の概要であって、静電潜像を保持して搬送する像保持体１と、この像保持体１に対向して離間配置され且つ像保持体１上に保持された静電潜像をトナーＴにて現像する現像装置２と、を備えたものとなっている。
【００１０】
現像装置２は、静電潜像が保持された像保持体１に対向して配置され且つトナーＴを外周面に保持して回転するトナー保持体３と、このトナー保持体３に対向して離間配置され且つトナー保持体３との間にトナー保持体３上のトナーＴが飛翔させられる振動電界Ｅｓを作用させる飛翔電極部材４と、この飛翔電極部材４とトナー保持体３との間に振動電界Ｅｓを生成する振動電界生成手段５と、飛翔電極部材４のトナー保持体３との対向面のうち少なくともトナー保持体３の回転方向における下流側の先端部位に対して、前記対向面に沿って当たる気流Ｇｆを形成する気流形成手段６と、を備えている。
【００１１】
ここで、像保持体１やトナー保持体３としてはドラム状、ベルト状いずれでもよく、トナーＴを保持して回転できるようになっていればよい。
また、飛翔電極部材４は、例えば金属等の導電性材料のみで構成される態様、絶縁性基材と導電性材料とを重ねた構成の態様等、特に限定されず、トナー保持体３との間に振動電界生成手段５による振動電界Ｅｓが作用でき、この振動電界Ｅｓによってトナー保持体３からトナーＴが飛翔できるような構成のものであればよい。尚、飛翔電極部材４よりトナー保持体３と離れる側に他の電極部材、例えば飛翔電極部材４に対するトナーＴの付着を抑えるような電界を作用させる電極部材等を設けることは差し支えない。
【００１２】
更に、気流Ｇｆとしては、代表的には大気（エアー）を利用する態様が挙げられるが、例えば窒素ガス等の他の気体を利用するようにしても差し支えない。
そして、気流形成手段６は、飛翔電極部材４のトナー保持体３との対向面のうち、少なくともトナー保持体３の回転方向における下流側の先端部位に、この対向面に沿った気流Ｇｆが当たるようになっていればよく、必ずしも飛翔電極部材４の対向面全域に亘って気流Ｇｆを当てる必要はない。
【００１３】
ここで、気流Ｇｆを形成するに至った背景について説明する。
図１（ｂ）は、気流Ｇｆがない場合のトナー保持体３と飛翔電極部材４との間の作用を示すもので、トナー保持体３と飛翔電極部材４との間に作用する振動電界Ｅｓは、特に、飛翔電極部材４の先端部位ではトナー保持体３との間でその場振動し易くなる。また、この先端部位では、端部効果も手伝って強電界が集中し易くなる。
このような場合、トナー保持体３の回転速度を大きくすれば、この回転によるトナー保持体３の周囲の大気の動きに連れ、トナーＴは飛翔電極部材４の先端部位から外方（トナー保持体３の回転方向における下流側）に移動し易くなり、その外方に移動したトナーＴが図示外の像保持体１側の潜像電位による電界作用によって画像部に吸引されるようになる。しかしながら、トナー保持体３の回転速度を大きくし過ぎると、飛翔電極部材４より外方に移動したトナーＴは、回転方向に沿った運動エネルギが大きいため、トナーＴはトナー保持体３の接線方向へ向かってしまい、像保持体１側に向かう量が少なくなる。このため、このようなトナーＴを吸引するための像保持体１側の潜像電位も大きくする必要がある。
【００１４】
しかし、像保持体１として、例えば画素電極を用いるような態様では、潜像電位を高くすることは消費電力の観点から好ましくないため、トナー保持体３の回転速度はある程度抑える必要がある。
このような場合、飛翔電極部材４の先端部位では振動電界Ｅｓによって徐々にトナーＴの凝集が生じ、その後、すだれ状のトナーＴの凝集物が形成されるようにもなる。このようなすだれ状のトナーＴの凝集物が形成されると、振動電界Ｅｓでトナー保持体３から飛翔したトナーＴは十分クラウド化がなされずに、有効に像保持体１側に供給されず、像保持体１側に供給されるトナー量が不足し、例えば濃度不足等の現象として現れる。
それ故、気流Ｇｆを用いてこのようなトナーＴの凝集物の形成を抑えるようにすれば、像保持体１側へ供給されるトナー量も安定するようになる。
【００１５】
したがって、気流形成手段６による気流Ｇｆの形成は、必ずしも振動電界生成手段５による振動電界Ｅｓが作用している場合に限らない。つまり、振動電界Ｅｓが作用している場合、連続的に気流Ｇｆを形成してもよいし、間欠的に気流Ｇｆを形成するようにしてもよい。また、振動電界Ｅｓが作用していないときにも気流Ｇｆを形成するようにしてもよい。気流Ｇｆによって飛翔電極部材４の先端部位にすだれ状のトナーＴの凝集物が形成されないようにすればよい。
【００１６】
このような気流Ｇｆを形成する気流形成手段６としては、飛翔電極部材４の先端部位に気流Ｇｆを当てる構成のものであればよく、気流Ｇｆとしては、気体を送出する態様や気体を吸引する態様が挙げられる。その中で、飛翔電極部材４の先端部位に効果的に気流Ｇｆを当てる観点からすれば、気流形成手段６は、飛翔電極部材４の先端部位よりもトナー保持体３の回転方向における上流側且つ飛翔電極部材４とトナー保持体３との間に前記先端部位に向かう気流Ｇｆの送出源を有していることが好ましい。このような気流Ｇｆの送出源を用いることで、飛翔電極部材４のトナー保持体３との対向面に選択的に気流Ｇｆを当てることも容易であり、また、飛翔電極部材４とトナー保持体３との間隙を利用することで、先端部位からある程度の距離を隔てた位置からの気流Ｇｆの送出も容易になされるようになる。尚、このような気流Ｇｆの送出源としては、エアーポンプ、ブロアーやファンからの送風をノズルによって供給する態様、圧電振動子を用いて送風する態様等の各種態様が挙げられる。
【００１７】
一方、気流形成手段６として、気体を吸引する方式を採用する態様では、飛翔電極部材４よりトナー保持体３の回転方向における下流側に隣り合う位置から飛翔電極部材４の先端部位に向かって、例えば先端がノズル状の吸引部材を設けるようにすればよい。この場合、吸引部材によって吸引されて生じる気流Ｇｆは、飛翔電極部材４とトナー保持体３との間隙を経由するものと、飛翔電極部材４のトナー保持体３とは離れる側（つまり、飛翔電極部材４と像保持体１との間隙側に相当する）を経由するものとが含まれるため、より効果的に吸引するには、吸引部材を飛翔電極部材４とトナー保持体３との間隙に近付けるようにすればよい。
尚、気流形成手段６としては、上述した気流Ｇｆの送出源と、上述した吸引部材との両方を備える態様であっても差し支えない。
【００１８】
また、飛翔電極部材４の先端部位でのトナーＴの凝集物の形成を有効に抑えながら安定した現像条件を確保する観点からすれば、気流形成手段６は、飛翔電極部材４とトナー保持体３との間に振動電界生成手段５による振動電界Ｅｓが作用している場合には連続して気流Ｇｆを形成することが好ましい。飛翔電極部材４の先端部位に形成されるトナーＴの凝集物は、振動電界Ｅｓが作用している場合に形成されるため、このように振動電界Ｅｓが作用している場合に気流Ｇｆを形成することで凝集物の形成が抑えられるようになる。また、このように振動電界Ｅｓが作用している場合に連続して気流Ｇｆを形成することにより、現像条件の安定化も図られるようになる。
【００１９】
そして、気流形成手段６の他の態様としては、飛翔電極部材４に対し、当該飛翔電極部材４のトナー保持体３との対向面のうちトナー保持体３の回転方向における下流側部位で且つ先端部位を除く部位からトナー保持体３の回転方向における上流側に向かって傾斜する貫通孔をトナー保持体３の回転軸方向に並べて複数設け、トナー保持体３の回転に伴って前記貫通孔を経由した気流Ｇｆが前記先端部位に当たるようにする態様が挙げられる。
この場合、飛翔電極部材４に設けた貫通孔では、トナー保持体３の回転によってトナー保持体３に向かう方向の気流Ｇｆが発生し、この気流Ｇｆが飛翔電極部材４の先端部位にも到達するようになる。
【００２０】
更に、トナー保持体３から飛翔したトナーＴが飛翔電極部材４に接触しても電荷量の変化を抑える観点から、飛翔電極部材４は、少なくともトナーＴが接触する部位に絶縁性の被覆処理がなされていることが好ましい。このような被覆処理としては、飛翔電極部材４の一部のみならず、全面を覆うようにしてもよい。このような被覆処理は、特に、トナーＴとして注入帯電型のものを使用する場合に有効で、トナーＴが飛翔電極部材４に接触しても飛翔電極部材４からの電荷注入が抑えられ、トナーＴの帯電量の変化が抑えられる。
このような被覆処理層は、厚すぎるとトナー保持体３上のトナーＴに作用する振動電界Ｅｓの電界強度が小さくなり、また、厚い被覆処理層によって作用する電界に電界ムラが生じ易くなることから、通常、１０μｍ以下の厚さのものが選定される。そして、このような被覆処理層の絶縁性は、この被覆処理層に振動電界Ｅｓで飛翔したトナーＴが接触しても、トナーＴ自体の帯電状態の変化が抑えられる程度の絶縁性を有していればよく、通常、１０１０Ω・ｃｍ以上の体積抵抗率を有するものが用いられる。
【００２１】
また、飛翔電極部材４の先端部位でのトナーＴの凝集物は、振動電界ＥｓによってトナーＴが垂直方向にその場振動する方が形成され易いため、飛翔電極部材４は、トナー保持体３との対向面のうち少なくともトナー保持体３の回転方向における下流側の先端部位での表面粗さの最大高さＲｚが、５μｍから３０μｍの範囲内に設定されていることが好ましい。
この点については、次の様に想定される。つまり、飛翔電極部材４の先端部位を粗面化することで、この部位での振動電界Ｅｓの方向が、粗面化部分では粗面化されていない場合に比べてよりランダムな方向に向かうようになり、振動電界Ｅｓの方向が変化し易く、トナーＴがランダムな方向に振動しやすくなる。また粗面にトナーＴが衝突することで、跳ね返る方向がランダムになり、その結果全体のトナーＴの振動がランダムになる。これにより、トナーＴの凝集が抑えられ、すだれ状のトナーＴの凝集物が形成され難くなる。
【００２２】
そして、このような現像装置２を画像形成装置に適用する態様としては、静電潜像を保持して搬送する像保持体１と、この像保持体１に対向して離間配置され且つ像保持体１上に保持された静電潜像をトナーＴにて現像する上述の現像装置２と、を備え、飛翔電極部材４は、像保持体１とトナー保持体３とが対向する対向領域のうちトナー保持体３の回転方向における上流側に偏って配置されることが好ましい。このとき、飛翔電極部材４はトナーＴへの電界作用を発揮でき、トナーＴをトナー保持体３から飛翔できればよく、対向領域の例えば上流側から中央付近に亘って設けるようにすればよい。仮に、対向領域のうち下流側にも広く設けるようにすると、像保持体１側に向かうトナー量が却って少なくなり、現像に供するトナー量を十分確保できなくなる虞がある。尚、対向領域のうち下流側で現像を阻害しない部分に別部材等によるトナーＴの像保持体１側への移動を遮蔽する遮蔽部材を設けるようにしても差し支えない。
【００２３】
更に、本実施の形態モデルの現像装置２を適用する好適な画像形成装置の一例としては次のものが挙げられる。すなわち、最大画像形成領域以上の周面を有する回転可能な支持体並びにこの支持体上に当該支持体の回転方向及びこの回転方向に交差する交差方向に沿って画素単位毎に行列配列された画素電極を有する像保持体１と、前記交差方向に沿った各行の画素電極群のうち走査信号によって選択された行の夫々の画素電極に対応して画像信号に基づいた潜像電圧を印加することにより潜像を書き込む潜像書込手段と、を備える態様の画像形成装置が挙げられる。
【００２４】
次に、図面に示す実施の形態に基づいて本発明を更に詳細に説明する。
◎実施の形態１
図２は、本発明が適用された実施の形態１の画像形成装置の全体構成を示す。
＜画像形成装置の全体構成＞
同図において、本実施の形態の画像形成装置は、所謂タンデム型のカラー画像形成装置であり、装置筐体１５内に例えば電子写真方式にて各色成分（例えばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ））の各色トナー像が形成される四色の像保持体２０（２０ａ〜２０ｄ）を略鉛直方向に並列配置したものである。
四色の像保持体２０ａ〜２０ｄに対向する位置には、二つの張架ロール６１、６２に記録材を吸着して搬送する記録材搬送ベルト６０が掛け渡され、例えば張架ロール６１を駆動ロールとして循環回転するようになっている。また、張架ロール６２と記録材搬送ベルト６０を挟んで対向する位置には、記録材を記録材搬送ベルト６０に吸着するための帯電器６３が設けられている。そして、各色の像保持体２０の周囲には、像保持体２０上に形成された静電潜像をトナーにて現像して可視像化する現像装置４０と、像保持体２０上の残留トナーを清掃する清掃器６５とが設けられ、更に、像保持体２０と記録材搬送ベルト６０を挟んで対向する位置には、記録材搬送ベルト６０によって搬送される記録材上に像保持体２０上のトナー像を転写する転写器６４が設けられている。尚、符号４１は現像装置４０（詳細は後述する）内にて像保持体２０にトナーを供給する現像ロールを示している。
【００２５】
また、装置筐体１５内の下方には、記録材を供給する記録材供給装置７０が設けられ、例えば供給容器７１内に収容された記録材が、ピックアップロール７２によって供給容器７１から送り出された後、フィードロール及びリタードロールの対構成による捌き機構７３にて一枚毎に鉛直方向に延びる記録材搬送路７４に向かって供給される。
そして、記録材供給装置７０から記録材搬送路７４に供給された記録材は、記録材搬送路７４の下流側に配置された位置合わせロール（レジストロール）７８にて一旦位置合わせされた後、予め決めたタイミングで記録材搬送路７４を更に搬送される。搬送された記録材は、帯電器６３によって記録材搬送ベルト６０に吸着され、そのまま記録材搬送ベルト６０の回転と共に搬送される。記録材搬送ベルト６０上の記録材には、各色の転写器６４によって夫々のトナー像が順次転写されて多重化される。トナー像が多重化された記録材は定着器７６にて定着された後、排出ロール７７から装置筐体１５の一部で構成される記録材排出受け１６に排出される。尚、記録材搬送路７４には、記録材を搬送するための搬送部材（例えば搬送ロール等）７９が適宜設けられる一方、記録材搬送ベルト６０の出口近く（張架ロール６１の近く）には図示外の剥離部材が設けられ、記録材搬送ベルト６０から記録材の剥離が容易になされるようになっている。
【００２６】
＜像保持体＞
次に、本実施の形態で用いられる像保持体２０について詳述する。
本実施の形態における像保持体２０は、例えば図３に示すように、フィルム上に多数の画素電極３４が行列配列状（所謂マトリクス状）に形成された画素電極フィルム３０を回転可能な支持体である剛体ドラム２１上に巻き付けて固定支持したものとなっている。
本例において、画素電極フィルム３０は、例えばポリイミドフィルム基体上に、所謂ＩＣ製造プロセス等で用いられる薄膜技術を利用して作製されたもので、画素電極３４が行列配列されている。そして、このように行列配列された画素電極３４は、例えば剛体ドラム２１の回転軸方向に沿った方向をデータライン、剛体ドラム２１の回転方向に沿った方向を走査ラインとし、各画素電極３４に対応するデータライン及び走査ラインはまとめられて適宜数のデータ用ドライバ３１及び走査用ドライバ３２に接続されている。尚、画素電極フィルム３０は画素電極３４を覆うように全体が図示外の保護膜で覆われており、また、図中符号２１ａは、剛体ドラム２１の外周面の一部に回転軸方向に沿って開口された溝である。
【００２７】
−画素電極の周辺構造−
次に、画素電極フィルム３０の画素電極３４及びその周辺構造について説明する。
本実施の形態において、画素電極フィルム３０は、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、画素電極３４が行列配列されており、各画素電極３４は、所謂アクティブマトリクス方式で構成され、スイッチング素子として例えばＴＦＴ（Thin Film Transistor）３３を用い、蓄積容量３５及び配線（ソース線Ｌｓ、ゲート線Ｌｇ等）が夫々付加されている。
そして、各画素電極３４間の結線は、データライン毎にＴＦＴ３３のソースｓが結線されるソース線Ｌｓ、走査ライン毎にＴＦＴ３３のゲートｇが結線されるゲート線Ｌｇとしてまとめられている。また、ＴＦＴ３３のドレインｄには画素電極３４と蓄積容量３５が並列に接続され、蓄積容量３５の一方は走査ライン毎にまとめられ（図示せず）、図４（ｃ）のような等価回路を呈するように構成されている。
【００２８】
画素電極３４は画素電極フィルム３０に対しマトリクス状に多数並べられた構成のために、画素電極３４の駆動回路は次のように行われる。
つまり、画素電極フィルム３０には、図５に示すように、データライン及び走査ライン毎に予め決めた数の画素電極３４が配列されており、各画素電極３４をスイッチングするＴＦＴ３３のソースｓ側がデータライン毎に夫々データ用ドライバ３１へ接続される一方、ＴＦＴ３３のゲートｇ側が走査ライン毎に夫々走査用ドライバ３２に接続されている。また、これらのデータ用ドライバ３１及び走査用ドライバ３２は、像保持体２０に設けられた像書込制御装置８０によって駆動され、像書込制御装置８０によってデータ用ドライバ３１及び走査用ドライバ３２を駆動することで、目的の画素電極３４に画像信号に基づいた潜像電圧が印加され、蓄積容量３５によって保持される。尚、図５では画素電極３４は省略しているが、図４（ｃ）に示すように、ＴＦＴ３３と蓄積容量３５との間に画素電極３４が接続されていることは言うまでもない。
【００２９】
＜現像装置＞
−現像装置の構成例−
本実施の形態における各色の現像装置４０は、用いるトナーが異なる他は略同様の構成が採用されているため、ここでは一つの現像装置４０について説明する。
図６は、現像装置４０の概略構成を示すもので、トナー（本実施の形態では導電性トナーを使用している）が収容される現像容器４０ａを有している。本実施の形態の現像装置４０は、現像容器４０ａに像保持体２０に対向して現像用開口４０ｂを開設すると共に、この現像用開口４０ｂに面して像保持体２０と離間配置され且つ対向部位で同方向に回転するトナー保持体としての現像ロール４１を配設し、像保持体２０と現像ロール４１との対向部位にて像保持体２０上に形成された潜像を現像して可視像化するものである。
【００３０】
また、現像ロール４１の像保持体２０側と異なる側には、現像ロール４１との間にてトナーに電荷注入を行う電荷注入ロール４３が設けられ、互いに軽く接触又は微小間隙をもって支持された状態で対向部位では互いに同方向に回転している。本例では、電荷注入ロール４３の周速が現像ロール４１の周速より速くなるように設定されている。そして、現像ロール４１と電荷注入ロール４３との間には、両者の対向部位にあるトナーに対して電荷注入を行うための注入電界を形成する注入電源９１が設けられている。つまり、本実施の形態では電荷注入ロール４３や注入電源９１等でトナーに対する電荷注入がなされ、現像ロール４１上には安定した帯電量が与えられたトナーが供される。
【００３１】
また、本実施の形態では、現像ロール４１と電荷注入ロール４３との対向部位より電荷注入ロール４３の回転方向上流側に、電荷注入ロール４３上にトナーの薄層を形成する層規制ブレード４５が設けられており、この層規制ブレード４５によって電荷注入ロール４３上のトナーの層厚規制がなされることで、層厚規制がなされたトナーが現像ロール４１との対向部位に搬送されて電荷注入がなされる。
更に、現像容器４０ａ内の電荷注入ロール４３の奥側にはトナーを攪拌するアジテータ４８が設けられ、電荷注入ロール４３側へのトナーの供給を行うようになっている。
【００３２】
本実施の形態における現像ロール４１は、例えば表面をアルマイト処理したアルミニウム製のロールで構成され、電荷注入ロール４３は、例えばサンドブラスト法や化学エッチング法等により表面に小さく均一な凹凸面を形成したアルミニウム製のロールから構成され、現像ロール４１と電荷注入ロール４３とは軽く接触又は微小間隙をもって支持されている。また、層規制ブレード４５は例えば厚さ０．０３〜０．３ｍｍ程度のステンレスの板ばねにシリコーンゴムやＥＰＤＭゴムを接着剤等により接着したものであり、この層規制ブレード４５の一端は、電荷注入ロール４３の表面に軽く接触し、他端は現像容器４０ａの一部に支持されている。尚、上述した部材の構成はこれに限られるものではないことは言うまでもない。
【００３３】
また、本実施の形態の現像装置４０には、現像ロール４１と像保持体２０との対向部位のうち、ほぼ中央位置から現像ロール４１の回転方向における上流側に向かって飛翔電極部材５０が配置されており、この飛翔電極部材５０と現像ロール４１との間には振動電界生成手段としての振動電源９０が設けられ、現像ロール４１からトナーを飛翔させるための振動電界が両者間に形成されている。この飛翔電極部材５０のトナーが接触する部位にはその表面に絶縁性塗膜が施されている。尚、絶縁性の処理としては塗膜によるものに限られず、物理めっき処理等の公知の処理を用いて行うようにすればよい。
【００３４】
本実施の形態での飛翔電極部材５０の関連寸法の代表例としては、像保持体２０と現像ロール４１との対向領域の中央位置にて、飛翔電極部材５０と現像ロール４１との間隙が１００〜３００μｍ、飛翔電極部材５０の厚さが１００μｍ、飛翔電極部材５０と像保持体２０との間隙が１００〜３００μｍのものとなっている。
【００３５】
−気流形成装置−
更に、本実施の形態では、飛翔電極部材５０の現像ロール４１との対向面のうち少なくとも現像ロール４１の回転方向における下流側の先端部位に対して、対向面に沿って当たる気流を形成する気流形成手段としての気流形成装置１００が設けられている。
図７（ａ）は、本実施の形態における気流形成装置１００の概要を示すもので、飛翔電極部材５０の先端部位よりも現像ロール４１の回転方向における上流側で、飛翔電極部材５０と現像ロール４１との間に気流の送出源を有するものとなっている。
【００３６】
本実施の形態の気流形成装置１００は、大気を送出する例えばエアーポンプ等からなる大気送出部１１０と、飛翔電極部材５０と現像ロール４１との間に気流を導く導通部１２０とで構成されている。導通部１２０は、図７（ｂ）に示すように、現像ロール４１の回転方向に沿って窄む形状のノズル１２１と、ノズル１２１から交差する方向に曲がって延びる円筒状のスリーブ１２２と、このスリーブ１２２と大気送出部１１０との間を結ぶ例えばゴムチューブ等からなる誘導ホース１２３で構成される。尚、図中符号１１１は、大気送出部１１０からの圧力を調整する圧力ゲージである。
【００３７】
また、ノズル１２１の先端は、飛翔電極部材５０の先端部位に向かって開口されており、その開口は現像ロール４１の回転軸方向に沿って繋がったものとなっている。更に、このノズル１２１の内部には、スリーブ１２２から送出される大気（エアー）がノズル１２１の開口全域に亘って一様に広がるように、図示外の仕切り部材等が適宜設けられている。
【００３８】
−導電性トナーの構成例−
本実施の形態で用いられるトナー（導電性トナー）は、例えば図８（ａ）に示すように、導電性を有する材料からなる導電性トナー基体（導電性コア）８１を有し、この導電性コア８１の周囲を絶縁性被覆層（例えば絶縁性樹脂層）８２で被覆すると共に、導電性コア８１の一部が露出するように絶縁性被覆層８２に適宜数の凹部８３を設けたものが用いられる。導電性トナーは、重合法や各種公知のカプセル化技術等で作製することができる。この時、導電性コア８１は、ポリエステル系樹脂やスチレンアクリル系樹脂等に導電性カーボンやＩＴＯ等の透明導電粉などの導電剤を分散させたり、ポリエステル系樹脂やスチレンアクリル系樹脂等からなる粒子表面を前記導電剤により被覆することによって、作製される。
【００３９】
このような態様の導電性トナーに対し高電界を印加すると低抵抗化する傾向を示す。そして、低抵抗化する電界の大きさについては、トナーの主として凹部８３の占有割合、あるいは、絶縁性被覆層８２の厚さなどに依存する。
このメカニズムについては、次のように推測される。つまり、導電性コア８１が絶縁性被覆層８２にて被覆されているため、導電性コア８１自体がコア同士接触することや直接電極部材等に接触することが殆どなく、絶縁性被覆層８２を介して一定の微小間隙を保つことになり、この結果、例えば高電界が印加された時、トンネル効果等により導通することによる。
【００４０】
また、導電性トナーの他の態様としては、例えば図８（ｂ）に示すように、導電性コア８１を絶縁性若しくは半導電性の被覆層８４にて被覆し、被覆層８４の厚さｈを適宜調整することにより、トナーの抵抗を調整可能としたものが挙げられる。このとき、半導電性の被覆層８４については、それ自体半導電性の材料を用いるようにしてもよいし、例えば絶縁性樹脂に、酸化チタンや酸化すず等の金属酸化物や導電性カーボンを微量含有させた半導電性樹脂を用いるようにしてもよい。そして、導電性コア８１としては、例えば通常の絶縁性トナーからなる絶縁性トナー基体（絶縁性コア）の外表面近傍に導電性微粒子を付着させる態様や、絶縁性コアの内部に導電性微粒子を混入させるものなど適宜選定して差し支えない。
【００４１】
＜画像形成装置の作動＞
次に、本実施の形態に係る画像形成装置の作動についてその概要を説明する。
−像保持体の潜像形成−
先ず、像保持体２０での潜像形成について説明する。図５に示す像書込制御装置８０によって、各色成分の像保持体２０ａ〜２０ｄ（図２参照）の各画素電極３４（図４参照）に対して画像信号に対応した潜像電圧が印加されて保持され、これが、現像時の像保持体２０側の潜像電位となる。
【００４２】
−現像装置の作動−
次に、現像装置４０での作動を説明するが、先ず、図６を用いて導電性トナーに対する電荷注入工程を中心に説明する。
アジテータ４８により攪拌されたトナーは、電荷注入ロール４３側に供給された後、電荷注入ロール４３の回転に伴って搬送され、層規制ブレード４５にてその層厚が規制されて電荷注入ロール４３上には略均一なトナー層が形成される。この均一に形成されたトナー層は、電荷注入ロール４３と現像ロール４１とが対向する対向部位にて互いに同方向に回転する両者間に挟まれた状態で擦られながら、注入電源９１による注入電界によって電荷注入される。このとき、特に本実施の形態では、電荷注入ロール４３の周速が現像ロール４１の周速より速く設定されているため、トナーへの有効な擦りがなされ、良好な電荷注入がなされる。
【００４３】
この場合、電荷注入ロール４３と現像ロール４１との間に挟まれたトナーは電荷注入ロール４３と接触する確率が高められ、しかも、トナーとの接触抵抗を小さくすることが可能になり、その結果、トナーの見かけ上の抵抗が小さくなり、トナーは低抵抗な状態のまま有効に電荷注入がなされる。そのため、注入電界としては、比較的低電界であってもトナーには効率的に電荷注入が行われる。
【００４４】
このように、単層以下になったトナーに対して電荷注入を行うことで、トナーに対する電荷注入が効果的になされ、ＷＳＴ（Wrong Sign Toner：トナー本来の帯電極性とは異なる逆極性に帯電されたトナー）の発生が抑えられる。そして、電荷注入ロール４３との対向部位を経た現像ロール４１上には、略均一な電荷注入がなされた単層以下のトナー層が形成され、現像ロール４１と像保持体２０との対向領域に搬送される。尚、このような電荷注入方式にあっては、トナー層間にせん断力が与えられるため、トナー同士が分極状態で重なることが防止され、注入電界が仮に高電界の場合であってもＷＳＴの発生は防止される。
【００４５】
−対向領域でのトナーの挙動−
次に、本実施の形態における像保持体２０と現像ロール４１との対向領域でのトナーの挙動について、図９を用いて、先ず比較例を説明する。
現像ロール４１に付着しているトナーを飛翔させるには、ある程度強電界を必要とするため、飛翔電極部材５０と現像ロール４１との間の振動電界Ｅｓにて強電界を形成し、現像ロール４１からトナーを飛翔させ、飛翔したトナーをクラウド化させる。
この場合、特に本実施の形態のように使用するトナーとして注入帯電型のトナーを用いると、飛翔可能な電界（振動電界Ｅｓ）下ではトナーの電気抵抗が低下（誘電率が増加）する。このため、トナーとしては電界方向に沿って誘電分極され、トナーの持つ帯電量による静電気力以外に、電気双極子による静電気力が無視できないようになる。この電気双極子による静電気力は、トナー間のみならず、トナーと現像ロール４１間、トナーと飛翔電極部材５０間にも作用する。
【００４６】
また、このような振動電界Ｅｓによる作用は、図９（ａ）に示すように、飛翔電極部材５０の端部効果も手伝って、特に、飛翔電極部材５０の先端部位（現像ロール４１の回転方向における下流側）で強くなる。更に、この部位では、振動電界Ｅｓ自体がその場振動しているため、結果的に、飛翔電極部材５０の先端部位には、（ｂ）に示すように、トナーＴが数珠状に連なった所謂すだれ状のトナーＴの凝集物Ｃが形成されるようになる。このようなすだれ状の凝集物Ｃが形成されると、現像ロール４１から飛翔したトナーＴは凝集物Ｃに補足され、クラウド化がされ難くなり、飛翔電極部材５０より下流側の現像領域に搬送されるものが少なくなる。そのため、像保持体２０の潜像に対してトナー付着量が少なくなり、濃度不足等の画像欠陥を生じ易くなる。
【００４７】
更に、飛翔電極部材５０の先端部位でのトナーＴの凝集物Ｃは、現像ロール４１から飛翔されるトナーＴを強く補足するようになり、（ｃ）に示すように、すだれ状の凝集物Ｃは、飛翔電極部材５０の先端部位から徐々に上流側に向かって広がりを示す。これに伴い、現像ロール４１から飛翔されるトナーＴは益々これらの凝集物Ｃに補足され、クラウド化も不十分となり、飛翔電極部材５０の下流側の現像領域に搬送されるトナーＴは益々少なくなる。
【００４８】
このような事態を解決するために、本実施の形態では、振動電界Ｅｓが作用している場合には、気流形成装置１００（図７参照）にて飛翔電極部材５０の先端部位に大気による気流Ｇｆを連続して当てるようにしている。
このような気流Ｇｆを飛翔電極部材５０の先端部位に当てると、図９（ｄ）に示すように、飛翔電極部材５０と現像ロール４１との間の振動電界Ｅｓによって飛翔したトナーＴは、気流Ｇｆによって凝集物Ｃの発生が抑えられるため、十分クラウド化され、更に、気流Ｇｆも手伝って、飛翔電極部材５０の下流側の領域（現像領域に相当）にも十分なトナー量が搬送され易くなる。
【００４９】
更に、本実施の形態では、飛翔電極部材５０に絶縁性の被覆処理が施されているため、電荷注入されたトナーがこれらの部材に接触しても、トナーの電荷量の変化が抑えられ、安定した現像がなされる。
【００５０】
本実施の形態の気流形成装置１００は、図７に示すように、大気送出部１１０としてエアーポンプを用いる構成を示したが、これに限らず、例えばブロアー、シロッコファン等の送風機を用いるようにしてもよい。また、例えばバイモルフ型の圧電素子の変形を利用して送風するようにしてもよい。ただし、このような気流形成装置１００による気流の大きさとしては、飛翔電極部材５０の先端部位での凝集物の形成を抑える程度の大きさのものであり、大きすぎるとクラウド化したトナーが像保持体２０の有する潜像電位の静電気力を妨げるようにもなる。
【００５１】
本実施の形態では、画像形成装置として四色に対応する像保持体２０を用いた構成のものを示したが、これに限られず、単色のものであってもよい。
また、本実施の形態では像保持体２０として画素電極３４を使用した構成のものとしたが、例えば画素電極３４を用いない感光体を適用することも可能であり、この場合、感光体側の潜像電位を小さく設定してもかぶりの発生が抑えられるようになり、感光体自体の長寿命化が実現される。
更に、トナーとして電荷注入型のものを示したが、例えば摩擦帯電型のトナーを用いるようにしてもよく、この場合、潜像電圧が非画像部にかぶりを生じない程度の大きさの潜像電圧になるようにすればよい。尚、この場合、飛翔電極部材５０への絶縁性被覆処理は省略する方がよい。
【００５２】
また、本実施の形態では、振動電界Ｅｓが作用している場合には、連続して気流を形成するようにしたが、例えば間欠的に気流を形成するようにしてもよい。更には、振動電界Ｅｓが作用していない状態にも気流を形成するようにしても差し支えない。あるいは、例えば画像形成の前後の振動電界Ｅｓが作用していない状態においても気流を形成するようにしてもよく、この場合、気流が形成されないものに比べ飛翔電極部材５０の先端部位でのすだれ状の凝集物の形成が抑えられる。つまり、仮に、僅かな凝集物があったとしても、これを取り除くことで、振動電界Ｅｓが作用している際の安定したクラウド化が促進される。更に、この場合、振動電界Ｅｓが作用している場合に比べ、気流の大きさ（強さ）を大きくすることも可能になる。尚、この気流にて搬送されるトナーが現像装置４０から漏れ出すことがないようになっていることは言うまでもない。
【００５３】
◎実施の形態２
図１０は、実施の形態２の現像装置４０の概要を示す説明図である。
本実施の形態の現像装置４０は、実施の形態１の現像装置４０（例えば図７参照）と異なり、飛翔電極部材５０とは別に、飛翔電極部材５０と像保持体２０との間に飛翔電極部材５０によって現像ロール４１から飛翔されてクラウド化されたトナーの飛翔能力を抑制するための抑制電極部材５５を設けたものとなっている。尚、実施の形態１と同様の構成要素には同様の符号を付し、ここではその詳細な説明は省略する。
【００５４】
本実施の形態では、飛翔電極部材５０と現像ロール４１との間に振動電源９０による振動電界Ｅｓが作用すると共に、第二の振動電源９５によって、この振動電界Ｅｓとは非同位相の第二の振動電界Ｅｘを飛翔電極部材５０と抑制電極部材５５との間に作用させるようになっている。
また、飛翔電極部材５０と現像ロール４１との間隙には、気流形成装置１００による気流が形成され、飛翔電極部材５０の先端部位でのトナーの凝集物の形成が抑えられる。
【００５５】
本実施の形態では、このような構成を有することで、飛翔電極部材５０によって現像ロール４１から飛翔したトナーは、十分クラウド化されて、飛翔電極部材５０より下流側に搬送されるが、図中α領域では、抑制電極部材５５による第二の振動電界Ｅｘの作用によって、像保持体２０側に向かう運動エネルギが低減されるようになる。そのため、像保持体２０の非画像部に対してかぶり現象が抑えられるようになる。
また、このとき、第二の振動電界Ｅｘを振動電界Ｅｓとは逆位相にすることで、かぶり現象が一層抑えられるようになる。
【００５６】
◎実施の形態３
図１１は、実施の形態３の現像装置４０の概要を示すものである。
本実施の形態の現像装置４０に用いられる気流形成装置１００は、実施の形態１の気流形成装置１００（図７参照）と異なり、像保持体２０と現像ロール４１との対向領域に対して、気流を吸引する方式を採用したものとなっている。尚、実施の形態１と同様の構成要素には同様の符号を付し、ここではその詳細な説明は省略する。
【００５７】
本実施の形態の気流形成装置１００は、吸引ポンプ１３０とこの吸引ポンプ１３０から飛翔電極部材５０の近くまで延ばしたノズル１４０によって構成されている。また、ノズル１４０の先端は、飛翔電極部材５０と現像ロール４１との間隙に近い位置まで延ばされた開口の小さな形状となっており、このノズル１４０の先端から大気を吸引することで、飛翔電極部材５０と現像ロール４１との間に気流が形成される。
【００５８】
そして、この形成された気流によって、飛翔電極部材５０の先端部位ではトナーのすだれ状の凝集物の形成が抑えられ、振動電界Ｅｓによって現像ロール４１から飛翔したトナーが十分クラウド化され、飛翔電極部材５０の下流側の現像領域に搬送される。
また、このような吸引方式を採用する場合、ノズル１４０によって吸引される大気の方向が重要となるが、ノズル１４０を飛翔電極部材５０と現像ロール４１との間隙に近付け、更に、像保持体２０より現像ロール４１の回転速度の方が上回っていれば、吸引される大気は現像ロール４１と飛翔電極部材５０との間の方が大きくなるため、飛翔電極部材５０の先端部位でのすだれ状の凝集物の形成がより一層抑えられる。尚、吸引力の大きさは、この吸引力によってクラウド化されたトナーが像保持体２０側に向かわなくなることがないような吸引力であることは言うまでもない。
【００５９】
更に、本実施の形態の気流形成装置１００に実施の形態１の気流形成装置１００を組み合わせる方式、つまり、大気の送出源を有する方式と大気を吸引する方式との両方を組み合わせるようにしてもよいことは言うまでもない。
【００６０】
◎実施の形態４
図１２は、実施の形態４の現像装置４０を示す。
本実施の形態の現像装置４０に用いられる気流形成装置１００は、実施の形態１や実施の形態３の気流形成装置１００と異なり、飛翔電極部材５０そのものを利用した構成のものとなっている。尚、実施の形態１と同様の構成要素には同様の符号を付し、ここではその詳細な説明は省略する。
【００６１】
本実施の形態の気流形成装置１００は、図１２（ａ）に示すように、飛翔電極部材５０に対し、この飛翔電極部材５０の現像ロール４１との対向面のうち現像ロール４１の回転方向下流側部位で且つ先端部位を除く部位から現像ロール４１の回転方向上流側に向かって傾斜する貫通孔５０１を設けたものである。また、この貫通孔５０１は、飛翔電極部材５０に対して、現像ロール４１の回転軸方向に並べて複数設けられている。
【００６２】
このような飛翔電極部材５０を像保持体２０と現像ロール４１との間に配置すると、特に、像保持体２０よりも現像ロール４１の回転速度の方が大きい場合には、（ｂ）に示すように、飛翔電極部材５０の貫通孔５０１に像保持体２０側から現像ロール４１側へ向かう気流Ｇｆが発生する。この気流Ｇｆは、更に、飛翔電極部材５０と現像ロール４１との間隙を経由して飛翔電極部材５０の先端部位に当たるようになる。そのため、飛翔電極部材５０の先端部位でのすだれ状の凝集物の形成が抑えられる。
また、このような貫通孔５０１が飛翔電極部材５０の先端部位から少し離間した部位に設けられているため、飛翔電極部材５０と現像ロール４１との間に振動電界Ｅｓが作用しても、この貫通孔５０１の影響は軽微に抑えられ、トナーのクラウド化を阻害する虞は殆どない。
【００６３】
◎実施の形態５
図１３（ａ）〜（ｃ）は、実施の形態５の現像装置４０を示すもので、本形態では、飛翔電極部材５０が実施の形態１のものと異なる。ここで、（ｂ）は（ａ）の図中矢印Ｂ方向から見た図であり、（ｃ）は（ｂ）の飛翔電極部材５０を図中矢印Ｃ方向から見た図である。尚、実施の形態１と同様の構成要素には同様の符号を付し、ここではその詳細な説明は省略する。
【００６４】
同図において、本態様の飛翔電極部材５０は、現像ロール４１との対向面に対して、現像ロール４１の回転方向に沿って複数の矩形状の溝５０ａが設けられている。
飛翔電極部材５０の現像ロール４１との対向面にこのような溝５０ａを設けることで、気流形成装置１００によって形成された気流が、この溝５０ａを経由して飛翔電極部材５０の先端部位に到達し易くなり、飛翔電極部材５０での現像ロール４１の回転軸方向全域に亘って、現像ロール４１の回転方向に沿った気流が確保されるようになる。更に、このような溝５０ａを設けることで、飛翔電極部材５０が粗面化されるものと同様の効果があり、すだれ状の凝集物の形成を抑えるようにもなる。
【００６５】
ここでは、溝５０ａの形状を矩形のものとして示したが、これに限らず、気流が現像ロール４１の回転方向に沿う形状であればよく、例えば半円形、三角形状等適宜選定するようにすればよい。
【００６６】
◎実施の形態６
本実施の形態の現像装置４０は、実施の形態１と略同様に構成され、飛翔電極部材５０の表面粗さを実施の形態１と異なるものにした構成となっている。
実施の形態１では、飛翔電極部材５０の表面粗さは略平滑（最大高さＲｚが５μｍ未満のもの）としたが、飛翔電極部材５０の表面粗さの最大高さＲｚが、５μｍ以上３０μｍ以下の範囲に設定した。尚、表面粗さの最大高さＲｚは、ＪＩＳ Ｂ０６０１：’０１に準拠した。
このように、飛翔電極部材５０の先端部位の表面粗さを大きくすることで、振動電界Ｅｓがその場振動し難くなる分、すだれ状の凝集物の形成が抑えられるようになるが、粗面化の利点の詳細については、後述する参考の形態にて説明する。
【００６７】
◎参考の形態
図１４（ａ）は、本発明に係る参考形態として、気流形成装置１００を用いずに、また、実施の形態１で用いられる飛翔電極部材５０の表面粗さを粗くした構成の飛翔電極部材５１を用いた現像装置４０の概要を示すものである。
同図において、本形態では、飛翔電極部材５１の現像ロール４１に面する側の表面粗さが粗いものとなっている。
【００６８】
このような構成の飛翔電極部材５１と現像ロール４１との間に振動電界Ｅｓを作用させると、図１４（ｂ）に示すように、飛翔電極部材５１の先端部位では電気力線の向かう方向が粗面化されている分、ランダム方向に向かうようになり、その場振動が抑えられ、トナーの凝集物の発生が抑えられるようになる。
一方、（ｃ）のように、飛翔電極部材５０が粗面化されていない場合には、飛翔電極部材５０の先端部位では電気力線は同じ方向に向かい易く、その分、その場振動を繰り返し易くなる。したがって、（ｂ）のように粗面化されたものに比べ、トナーの凝集物の形成が起こりやすい。
【００６９】
本参考の形態では、粗面化の効果について、次のような実験を行い確認した。
飛翔電極部材５１の表面粗さとして、最大高さＲｚが２μｍ以下のもの（敢えて粗面化処理を行わなかったもの）と、最大高さＲｚが１０μｍのもの（本例ではブラスト処理にて粗面化したもの）とで、画像形成を実施した後の、飛翔電極部材５１でのすだれ状の凝集物の発生状況並びにＤＭＡ（Developed toner Mass Area）を確認した。尚、最大高さＲｚは、ＪＩＳ Ｂ ６０１：’０１に準拠して測定した。
【００７０】
その結果、飛翔電極部材５１の先端部位の状況は、Ｒｚが２μｍ以下のもの（凹凸なし）の場合は、すだれ状の凝集物の発生が確認されたが、Ｒｚが１０μｍのもの（凹凸あり）では凝集物は確認されなかった。
一方、ＤＭＡは図１５に示すように、Ｒｚが２μｍ以下のもの（凹凸なし）の場合よりもＲｚが１０μｍのもの（凹凸あり）の方が高い値であることが確認された。
以上のことから、粗面化された飛翔電極部材５１を用いることで、先端部位でのすだれ状の凝集物の形成を抑えることが可能であり、クラウド化されたトナーが有効に現像領域に搬送されることが確認された。
【００７１】
更に、このような粗面化された飛翔電極部材５１と、エアー吐出を併用することで、飛翔電極部材５１の先端部位でのすだれ状の凝集物の形成が一層抑えられ、長期に亘る現像特性の安定化が図られることが確認された。
また、このように飛翔電極部材の現像ロールとの対向面を粗面化することは、飛翔電極部材の対向面全面に亘って粗面化処理行わなくても、少なくとも飛翔電極部材の先端部位にそのような粗面化処理を行うようにすれば、先端部位でのすだれ状の凝集物の形成が抑えられることも確認された。
【００７２】
本件発明者らは、更に、飛翔電極部材の表面粗さについて最大高さを因子として実験を重ねた結果、表面粗さについて、最大高さＲｚが５μｍから３０μｍの範囲内であれば、本実施例と同様の結果が得られることを確認した。
【実施例】
【００７３】
◎実施例１
本実施例は、実施の形態１の構成に近似した構成のモデル機を用い、エアーポンプの吐出圧力（ゲージ圧）と像保持体上のＤＭＡ（Developed toner Mass Area）との関係を確認するために、次の実験条件にて行った。
飛翔電極部材の幅（現像ロールの回転軸方向に沿った長さ）：１０ｍｍ。
飛翔電極部材と現像ロール間の間隙：１５０μｍ。
飛翔電極部材と像保持体間の間隙：１００μｍ。
現像ロールへの印加電圧（振動電界に相当）：１．６ｋＶpp、１０ｋＨｚ。
像保持体（平板ガラス上に幅１０ｍｍの電極が形成されたもの）の電位：１００Ｖ。
現像ロール上のトナー層：３ｇ／ｍ２。
【００７４】
結果は、図１６に示すように、エアー吐出圧力を大きくすると、ＤＭＡも大きくなる傾向が確認された。
つまり、エアー吐出圧力が高いほど、クラウド化されたトナーの搬送量が増えるため、現像領域に供給されるトナー量が多くなり、その分、現像量も増加する。しかしながら、吐出圧力が高すぎると、クラウド化したトナーが現像に供される前に、下流側に向かって搬送されるため、現像に十分に寄与されなくなる虞がある。
更に、現像ロール上のトナー量は固定されているため、現像に供するトナー量を十分確保するようにしても、どこかで飽和傾向となる。そのため、吐出圧力には適正な箇所が存在する。
その後、各種間隙を変化させた構成にて同様の実験を行ったところ、エアー吐出圧力が０．１５〜０．２ＭＰａ程度でＤＭＡが飽和する傾向の結果も得られた。それ故、エアー吐出圧力として、０．１５〜０．２ＭＰａの領域が好適と判断された。
【符号の説明】
【００７５】
１…像保持体，２…現像装置，３…トナー保持体，４…飛翔電極部材，５…振動電界生成手段，６…気流形成手段，Ｅｓ…振動電界，Ｇｆ…気流，Ｔ…トナー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像が保持された像保持体に対向して配置され且つトナーを外周面に保持して回転するトナー保持体と、
このトナー保持体に対向して離間配置され且つ前記トナー保持体との間にトナー保持体上のトナーが飛翔させられる振動電界を作用させる飛翔電極部材と、
この飛翔電極部材と前記トナー保持体との間に前記振動電界を生成する振動電界生成手段と、
前記飛翔電極部材の前記トナー保持体との対向面のうち少なくともトナー保持体の回転方向における下流側の先端部位に対して、前記対向面に沿って当たる気流を形成する気流形成手段と、
を備えることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１記載の現像装置において、
前記気流形成手段は、前記飛翔電極部材の前記先端部位よりもトナー保持体の回転方向における上流側且つ前記飛翔電極部材と前記トナー保持体との間に前記先端部位に向かう気流の送出源を有していることを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１記載の現像装置において、
前記気流形成手段は、
前記飛翔電極部材に対し、当該飛翔電極部材の前記トナー保持体との対向面のうちトナー保持体の回転方向における下流側部位で且つ先端部位を除く部位からトナー保持体の回転方向における上流側に向かって傾斜する貫通孔をトナー保持体の回転軸方向に並べて複数設け、
前記トナー保持体の回転に伴って前記貫通孔を経由した気流が前記先端部位に当たるようにしたことを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の現像装置において、
前記気流形成手段は、前記飛翔電極部材と前記トナー保持体との間に前記振動電界生成手段による振動電界が作用している場合には連続して前記気流を形成することを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の現像装置において、
前記飛翔電極部材は、少なくともトナーが接触する部位に絶縁性の被覆処理がなされていることを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の現像装置において、
前記飛翔電極部材は、前記トナー保持体との対向面のうち少なくともトナー保持体の回転方向における下流側の先端部位での表面粗さの最大高さＲｚが、５μｍから３０μｍの範囲内に設定されていることを特徴とする現像装置。
【請求項７】
静電潜像を保持して搬送する像保持体と、
この像保持体に対向して離間配置され且つ前記像保持体上に保持された静電潜像をトナーにて現像する請求項１乃至６のいずれかに記載の現像装置と、を備え、
前記飛翔電極部材は、前記像保持体と前記トナー保持体とが対向する対向領域のうちトナー保持体の回転方向における上流側に偏って配置されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項７記載の画像形成装置において、
最大画像形成領域以上の周面を有する回転可能な支持体並びにこの支持体上に当該支持体の回転方向及びこの回転方向に交差する交差方向に沿って画素単位毎に行列配列された画素電極を有する像保持体と、
前記交差方向に沿った各行の画素電極群のうち走査信号によって選択された行の夫々の画素電極に対応して画像信号に基づいた潜像電圧を印加することにより潜像を書き込む潜像書込手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
静電潜像が保持された像保持体に対向して配置され且つトナーを外周面に保持して回転するトナー保持体と、
このトナー保持体に対向して離間配置され且つ前記トナー保持体との間にトナー保持体上のトナーが飛翔させられる振動電界を作用させる飛翔電極部材と、
この飛翔電極部材と前記トナー保持体との間に前記振動電界を生成する振動電界生成手段と、
前記飛翔電極部材の前記トナー保持体との対向面のうち少なくともトナー保持体の回転方向における下流側の先端部位に対して、前記対向面に沿って当たる気流を形成する気流形成手段と、
を備えることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１記載の現像装置において、
前記気流形成手段は、前記飛翔電極部材の前記先端部位よりもトナー保持体の回転方向における上流側且つ前記飛翔電極部材と前記トナー保持体との間に前記先端部位に向かう気流の送出源を有していることを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１記載の現像装置において、
前記気流形成手段は、
前記飛翔電極部材に対し、当該飛翔電極部材の前記トナー保持体との対向面のうちトナー保持体の回転方向における下流側部位で且つ先端部位を除く部位からトナー保持体の回転方向における上流側に向かって傾斜する貫通孔をトナー保持体の回転軸方向に並べて複数設け、
前記トナー保持体の回転に伴って前記貫通孔を経由した気流が前記先端部位に当たるようにしたことを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の現像装置において、
前記気流形成手段は、前記飛翔電極部材と前記トナー保持体との間に前記振動電界生成手段による振動電界が作用している場合には連続して前記気流を形成することを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の現像装置において、
前記飛翔電極部材は、少なくともトナーが接触する部位に絶縁性の被覆処理がなされていることを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の現像装置において、
前記飛翔電極部材は、前記トナー保持体との対向面のうち少なくともトナー保持体の回転方向における下流側の先端部位での表面粗さの最大高さＲｚが、５μｍから３０μｍの範囲内に設定されていることを特徴とする現像装置。
【請求項７】
静電潜像を保持して搬送する像保持体と、
この像保持体に対向して離間配置され且つ前記像保持体上に保持された静電潜像をトナーにて現像する請求項１乃至６のいずれかに記載の現像装置と、を備え、
前記飛翔電極部材は、前記像保持体と前記トナー保持体とが対向する対向領域のうちトナー保持体の回転方向における上流側に偏って配置されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項７記載の画像形成装置において、
最大画像形成領域以上の周面を有する回転可能な支持体並びにこの支持体上に当該支持体の回転方向及びこの回転方向に交差する交差方向に沿って画素単位毎に行列配列された画素電極を有する像保持体と、
前記交差方向に沿った各行の画素電極群のうち走査信号によって選択された行の夫々の画素電極に対応して画像信号に基づいた潜像電圧を印加することにより潜像を書き込む潜像書込手段と、
を備え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】
【公開番号】特開２０１２−４２５５６（Ｐ２０１２−４２５５６Ａ）
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８１６４４（Ｐ２０１０−１８１６４４）
【出願日】平成２２年８月１６日（２０１０．８．１６）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月１６日（２０１０．８．１６）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]