現像装置及びこれを用いた画像形成装置
【課題】トナー保持体上のトナーを振動電界によってクラウド化させて現像する方式にあって、現像量を確保しながらかぶりの発生も抑える。
【解決手段】トナー保持体３の外周面に対向して配置される第一の電極部材４と、第一の振動電界Ｅ１を第一の電極部材４とトナー保持体３との間に形成する第一の電界形成手段８と、第一の電極部材４に対しトナー保持体３の回転方向下流側に延びるように絶縁部５を介して設けられる第二の電極部材６と、この第二の電極部材６のうち現像領域に対応する位置に開けられる開口７と、第二の電極部材６とトナー保持体３との間に第一の振動電界Ｅ１を形成した場合に比べてトナーＴの振動を抑制し且つ開口７から現像領域で必要とされる予め決められたトナー量を飛翔させるような第二の振動電界Ｅ２を第二の電極部材６とトナー保持体３との間に形成する第二の電界形成手段９と、を備える。
【解決手段】トナー保持体３の外周面に対向して配置される第一の電極部材４と、第一の振動電界Ｅ１を第一の電極部材４とトナー保持体３との間に形成する第一の電界形成手段８と、第一の電極部材４に対しトナー保持体３の回転方向下流側に延びるように絶縁部５を介して設けられる第二の電極部材６と、この第二の電極部材６のうち現像領域に対応する位置に開けられる開口７と、第二の電極部材６とトナー保持体３との間に第一の振動電界Ｅ１を形成した場合に比べてトナーＴの振動を抑制し且つ開口７から現像領域で必要とされる予め決められたトナー量を飛翔させるような第二の振動電界Ｅ２を第二の電極部材６とトナー保持体３との間に形成する第二の電界形成手段９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、現像剤搬送体と像形成体との間に二層構成の電極を設けた態様が記載されている。
また、特許文献２には、飛翔電極とトナー保持電極との間の収容空間で導電性トナーをクラウド化させ、飛翔電極から飛翔したトナーを複数の穴に対応して設けられた制御電極にて制御することで、所望の穴からトナーを飛翔させて記録材上に画像を形成する構成が記載されている。
更に、特許文献３には、複数の電極を有するトナー担持体上にホッピング電界を形成してトナーをクラウド化させ、夫々制御電極を有する複数の穴を設けたトナー制御手段にて、所望の穴からのトナーを流出させて記録材上に画像を形成する構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２２０８５３号公報（実施例、図３）
【特許文献２】特開２０１０−１９４８８８号公報（第１実施形態、図２）
【特許文献３】特開２０１０−５８３４５号公報（発明を実施するための最良の形態、図１）
【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、トナー保持体上のトナーを振動電界によってクラウド化させて現像する方式にあって、現像量を確保しながらかぶりの発生も抑えることにある。
【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、このトナー保持体の外周面に対向して配置され、少なくとも一部が導電性部材にて構成され且つ当該導電性部材と前記トナー保持体との間でトナーを振動させる電界を形成するために用いられる第一の電極部材と、この第一の電極部材と前記トナー保持体との間でトナーを振動させるように、周期的に変化する電界成分が含まれる第一の振動電界を前記第一の電極部材と前記トナー保持体との間に形成する第一の電界形成手段と、前記像保持体と前記トナー保持体との間で現像に供される現像領域に面して設けられ、少なくとも一部が導電性部材にて構成され且つ当該導電性部材と前記トナー保持体との間でトナーを振動させる電界を形成するために用いられ、前記第一の電極部材に対し前記トナー保持体の回転方向下流側に延びるように絶縁部を介して設けられ且つ当該絶縁部に対応した部位からはトナーが通過不能となるように配置される第二の電極部材と、この第二の電極部材のうち前記現像領域に対応する位置に開けられ、前記トナー保持体の回転方向に交差する幅方向に亘って連続的又は不連続的に形成されると共に前記像保持体に向かってトナーを通過させる開口と、前記第二の電極部材と前記トナー保持体との間に前記第一の振動電界を形成した場合に比べてトナーの振動を抑制し且つ前記開口から現像領域で必要とされる予め決められたトナー量を飛翔させるように、少なくとも一部に前記第一の振動電界の振幅より小さい部位を含み周期的に変化する電界成分が含まれる第二の振動電界を前記第二の電極部材と前記トナー保持体との間に形成する第二の電界形成手段と、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、前記第二の振動電界の最大振幅は、前記第一の振動電界の最大振幅以下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３に係る発明は、請求項１又は２に係る現像装置において、前記第一の電界形成手段は、前記第一の電極部材を直接又は予め決められた直流電圧を介して接地し、前記トナー保持体に交流電圧を印加することで、前記第一の電極部材と前記トナー保持体との間に前記第一の振動電界を形成し、一方、前記第二の電界形成手段は、前記第二の電極部材と接地部位との間に前記トナー保持体に印加する交流電圧とは異なる交流電圧を印加することで、前記第二の電極部材及び前記トナー保持体夫々に印加する交流電圧の電位差によって前記第二の振動電界を形成す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３に係る現像装置において、前記第二の電極部材に印加する交流電圧は、前記トナー保持体に印加する交流電圧と同位相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５に係る発明は、請求項３に係る現像装置のうち前記第二の振動電界の最大振幅が前記第一の振動電界の最大振幅を超える態様において、前記第二の電極部材に印加する交流電圧の周波数は、前記トナー保持体に印加する交流電圧の周波数とは異なる周波数に設定されていることを特徴とする現像装置である。
【０００７】
請求項６に係る発明は、請求項１又は２に係る現像装置において、前記第一の電界形成手段は、前記トナー保持体を直接又は予め決められた直流電圧を介して接地し、前記第一の電極部材に交流電圧を印加することで、当該第一の電極部材と前記トナー保持体との間に前記第一の振動電界を形成し、一方、前記第二の電界形成手段は、前記第二の電極部材に前記第一の電極部材に印加する交流電圧とは異なる交流電圧を印加することで、当該第二の電極部材と前記トナー保持体との間に前記第二の振動電界を形成するようにした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、請求項６に係る現像装置において、前記第二の振動電界は、前記第一の振動電界の周波数とは異なる周波数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８に係る発明は、請求項１乃至７のいずれかに係る現像装置において、前記第一の電極部材及び前記第二の電極部材は、前記第一の電極部材と前記トナー保持体との最短となる間隙をＧ１とし、前記第二の電極部材と前記トナー保持体との最短となる間隙をＧ２としたときに、Ｇ１≦Ｇ２の関係を満たすように配置されていることを特徴とする現像装置である。
請求項９に係る発明は、請求項１乃至８のいずれかに係る現像装置において、更に、前記第一の電極部材及び前記第二の電極部材は、前記トナー保持体に面する部位が絶縁性の被覆層で覆われていることを特徴とする現像装置である。
【０００８】
請求項１０に係る発明は、静電潜像を保持して回転する像保持体と、前記像保持体に対向して配置され且つ前記像保持体の静電潜像を現像する請求項１乃至９のいずれかに係る現像装置と、を備えることを特徴とする画像形成装置である。
請求項１１に係る発明は、請求項１０に係る画像形成装置のうち前記第二の電極部材に前記トナー保持体の回転方向に対して並ぶ二列の開口が設けられる態様において、前記第二の電極部材は、前記トナー保持体の回転方向に対して前記二列の開口間に位置する部位が前記像保持体に最近接するように配置されていることを特徴とする画像形成装置である。
請求項１２に係る発明は、請求項１０に係る画像形成装置のうち前記第二の電極部材に一列の開口が設けられる態様において、前記第二の電極部材は、前記開口に対応する部位が前記像保持体に最近接するように配置されていることを特徴とする画像形成装置である。
請求項１３に係る発明は、請求項１０乃至１２のいずれか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置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静電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】
【０００９】
請求項１に係る発明によれば、トナー保持体上のトナーを振動電界によってクラウド化させて現像する方式にあって、現像量を確保しながらかぶりの発生も抑えられる。
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、第一の電極部材の先端部位（下流端）でのトナーの堆積及び凝集が抑えられると共に、かぶりの発生も効果的に抑えられる。
請求項３に係る発明によれば、現像装置を像保持体に対向して配置した場合に、本構成を有さない場合に比べて、第一の振動電界及び第二の振動電界による像保持体の静電潜像への影響が低減される。
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、第一の電極部材の先端部位（下流端部位）でのトナーの堆積及び凝集が効果的に抑えられる。
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、かぶりの発生を一層抑えられる。
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て、第一の振動電界及び第二の振動電界の選択肢が広がるようになる。
請求項７に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、かぶりの発生を一層少なくできる。
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て、第一の電極部材でのトナーの堆積を抑えることができる。
請求項９に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、第一の電極部材及び第二の電極部材にトナーが付着してもトナーの電荷量の変化が抑えられる。
請求項１０に係る発明によれば、トナー保持体上のトナーを振動電界によってクラウド化させて現像する方式を採用した画像形成装置にあって、現像量を確保しながらかぶりの発生も抑えられ画像形成装置を提供できる。
請求項１１に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、像保持体に対する現像量を十分確保できる。
請求項１２に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、像保持体に対する現像量を十分確保できる。
請求項１３に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、帯電工程が実施される際の画質低下を考慮することなく、高画質画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】（ａ）は本発明が適用された現像装置の実施の形態の概要、（ｂ）は（ａ）の要部拡大、（ｃ）は第一及び第二の振動電界の波形を示す説明図である。
【図２】第一及び第二の振動電界の作用を示す説明図であり、（ａ）は第二の電極部材を有する場合、（ｂ）は第二の電極部材を有さない場合である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は画像形成装置における第一及び第二の電極部材のレイアウトを示す説明図である。
【図４】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５】実施の形態１の像保持体の構成を示す説明図である。
【図６】（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７】画素電極の駆動方式を示す説明図である。
【図８】実施の形態１の現像装置を示す説明図である。
【図９】実施の形態１の現像装置の要部拡大を示す説明図である。
【図１０】（ａ）及び（ｂ）は導電性トナーを示す説明図である。
【図１１】（ａ）〜（ｃ）は比較例として第二の電極部材を有さない場合の作用を示す説明図である。
【図１２】（ａ）は実施の形態１の構成要素を示す説明図であり、（ｂ）は第一の振動電界に対応する波形、（ｃ）は第二の電極部材に加えられる振動電界に対応する波形、（ｄ）は第二の振動電界に対応する波形を示す説明図である。
【図１３】（ａ）〜（ｄ）は各種開口の形状を示す説明図である。
【図１４】実施の形態２の現像装置の要部拡大を示す説明図である。
【図１５】実施の形態３の現像装置の要部拡大を示す説明図である。
【図１６】（ａ）は実施の形態４の現像装置の要部拡大を示す説明図であり、（ｂ）は第一の振動電界の波形、（ｃ）〜（ｅ）は第二の振動電界の各種波形を示す。
【図１７】（ａ）は実施の形態５の現像装置の要部拡大を示す説明図であり、（ｂ）は第一の振動電界に対応する波形、（ｃ）は第二の電極部材に加えられる電界に対応する波形、（ｄ）は第二の振動電界に対応する波形を示す。
【図１８】実施例１にて、（ａ）は第二の電極部材を設けた構成、（ｂ）及び（ｃ）は比較のために第二の電極部材を備えない構成を示す。
【図１９】実施例１の結果を示すグラフである。
【図２０】実施例２の構成を示す説明図である。
【図２１】（ａ）及び（ｂ）は実施例２の結果を示すグラフである。
【図２２】（ａ）及び（ｂ）は実施例３の結果を示すグラフである。
【図２３】実施例４の構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
◎実施の形態の概要
先ず、本発明が適用された現像装置における実施の形態の概要について説明する。
図１（ａ）は本発明を具現化する実施の形態モデルに係る現像装置２の概要、（ｂ）は（ａ）の要部拡大を示している。このような中で、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の外周面に対向して配置され、少なくとも一部が導電性部材にて構成され且つ当該導電性部材とトナー保持体３との間でトナーＴを振動させる電界を形成するために用いられる第一の電極部材４と、この第一の電極部材４とトナー保持体３との間でトナーＴを振動させるように、周期的に変化する電界成分が含まれる第一の振動電界Ｅ１を第一の電極部材４とトナー保持体３との間に形成する第一の電界形成手段８と、像保持体１とトナー保持体３との間で現像に供される現像領域に面して設けられ、少なくとも一部が導電性部材にて構成され且つ当該導電性部材とトナー保持体３との間でトナーＴを振動させる電界を形成するために用いられ、第一の電極部材４に対しトナー保持体３の回転方向下流側に延びるように絶縁部５を介して設けられ且つ絶縁部５に対応した部位からはトナーＴが通過不能となるように配置される第二の電極部材６と、この第二の電極部材６のうち現像領域に対応する位置に開けられ、トナー保持体３の回転方向に交差する幅方向に亘って連続的又は不連続的に形成されると共に像保持体１に向かってトナーＴを通過させる開口７と、第二の電極部材６とトナー保持体３との間に第一の振動電界Ｅ１を形成した場合に比べてトナーＴの振動を抑制し且つ開口７から現像領域で必要とされる予め決められたトナー量を飛翔させるように、少なくとも一部に第一の振動電界Ｅ１の振幅より小さい部位を含み周期的に変化する電界成分が含まれる第二の振動電界Ｅ２を第二の電極部材６とトナー保持体３との間に形成する第二の電界形成手段９と、を備えている。
【００１２】
ここで、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を保持して搬送できるようになっていればよい。
また、第一の電極部材４は、トナー保持体３との間で第一の振動電界Ｅ１によってトナー保持体２上のトナーに対し振動させることができればよく、例えばトナーＴが通過できない微小な穴が開いていても差し支えないが、第一の振動電界Ｅ１の安定性を図る観点からすれば、穴のない板状部材が好適である。
【００１３】
更に、第二の電極部材６は第一の電極部材４に一部重なってもよいし、第一の電極部材の下流側に離間して配置されていてもよく、第一の電極部材４とは絶縁部５を介していればよい。尚、第二の電極部材６の一部が第一の電極部材４に重なる場合、第一の電極部材４によって振動させられたトナーＴの動きを妨げない点からすれば、第二の電極部材６が第一の電極部材４より像保持体１側に配置される方がよい。
【００１４】
また、絶縁部５の絶縁性は、第一の電極部材４と第二の電極部材６とに夫々の振動電界（具体的には第一の振動電界Ｅ１及び第二の振動電界Ｅ２）が作用できる程度であればよい。そのため、絶縁部５としては、絶縁材料にて構成されていてもよいし、両者間にトナーＴが通過不能な間隙（空気層）を用いる構成であってもよい。
【００１５】
また、第二の電極部材６に開けられた開口７は、トナー保持体３の回転方向に対して並ぶ方向に一以上設けられればよい。また、開口７は、トナー保持体３の回転軸方向に対して設けられることが好適であるが、現像領域内であれば、例えばトナー保持体３の回転軸方向（幅方向）に対して連続的に繋がった形状であってもよいし、不連続的な形状であっても差し支えない。更に、開口７としては、トナー保持体３の回転軸方向に沿って設けられることが好適であるが、現像領域内であれば、例えばトナー保持体３の回転軸に対し斜めであってもよい。更にまた、開口７の大きさは、開口７を通ってトナーＴが像保持体１側に飛翔できる大きさであればよく、開口７の幅（トナー保持体３の回転方向に沿う長さ）は第二の電極部材６の厚さを超えることが好ましい。尚、開口７が不連続的に設けられた態様にあっては、隣り合う開口７の間の部位の長さ（トナー保持体３の回転軸方向に沿う長さ）は、現像に影響のない範囲に設定されていることは言うまでもない。また、開口７の形状は、実験等で現像に供するトナー量（現像量）を例えば画像評価を行うことで確認し、より適正な形状を選定すればよい。
【００１６】
また、第一の振動電界Ｅ１や第二の振動電界Ｅ２は、トナーＴを振動させるための周期的に変化する電界成分が含まれていればよく、例えば直流成分が重畳された交流成分であっても差し支えない。そして、第二の振動電界Ｅ２は、第一の振動電界Ｅ１の振幅より小さい部位を有すればよく、図１（ｃ）のように、同じ半周期（ｔ／２）で第一の振動電界Ｅ１の振幅Ｖ１の方が第二の振動電界Ｅ２の振幅Ｖ２より小さい態様や、第二の振動電界Ｅ２の振幅の一部が第一の振動電界Ｅ１の振幅より小さくてもよい。更には、第二の電極部材６に第一の振動電界Ｅ１を形成した場合に比べてトナーＴの振動が抑制し且つ開口７から現像領域で必要とするトナー量を飛翔できれば、第二の振動電界Ｅ２の振幅の一部が第一の振動電界Ｅ１の振幅を超えるものであっても差し支えない。
【００１７】
ここで、第一の振動電界Ｅ１及び第二の振動電界Ｅ２の作用について、図２の模式図を用いて説明する。尚、図では、トナー保持体３等の形状を直線状に示し、トナーＴの概略的な動きを動線として示したものであり、（ａ）が本実施の形態モデルの例を示している。また、（ｂ）は比較のために第二の電極部材６を備えない比較例を示す。
【００１８】
（ａ）において、第一の電極部材４とトナー保持体３との間の第一の振動電界Ｅ１によって、トナー保持体３上のトナーＴは第一の電極部材４とトナー保持体３との間で振動を繰り返しながら、トナー保持体３の移動に伴って下流側に進む。そして、トナーＴ同士の叩き出し効果もあり、徐々に振動するトナーＴの量が増加する。第一の電極部材４のトナー保持体３の回転方向における下流端部位では、第一の電極部材４のエッジ効果による当該部位でのトナーＴの集中が第二の電極部材６での電界作用によって低減されるので、トナーＴは第一の電極部材４の下流端部位（先端部位）で堰き止められることなく、第二の電極部材６側へ移動する。そして、トナーＴは第二の振動電界Ｅ２によってその振動幅が小さく抑えられ、第二の電極部材６に設けられた開口７から像保持体１側に向かって飛翔する。このとき、第二の電極部材６の開口７（本例ではトナー保持体３の回転方向に対して並ぶ方向に二つ有する）から像保持体１側に向かって飛翔するトナーＴは、像保持体１側に向かう力が第一の振動電界Ｅ１によるものに比べ小さくなり、また、そのトナー量（Ｍ１＋Ｍ２）も第一の振動電界Ｅ１によるものに比べやや少なくなる。つまり、第一の振動電界Ｅ１及びトナー保持体３の移動によって飛翔されるトナー量Ｍは、第二の電極部材６に設けられた開口７を通るトナー量（Ｍ１＋Ｍ２）と、トナー保持体３の下流側に向かうトナー量Ｍ３に分かれる。
【００１９】
一方、（ｂ）のように、第二の電極部材６を備えていない場合、第一の振動電界Ｅ１によって、トナー保持体３上のトナーＴは、第一の電極部材４’とトナー保持体３との間で振動を繰り返しながら、トナー保持体３の移動に伴って下流側に進む。そして、第一の電極部材４’の下流端部位では、第一の電極部材４’のエッジ効果も手伝ってトナーＴは第一の電極部材４’の下流端部位（先端部位）に集中し、凝集するようになる。凝集したトナーＴはそのまま像保持体１側に向かって飛翔する。このとき、第一の振動電界Ｅ１及びトナー保持体３の移動によって、第一の電極部材４’から飛翔されるトナー量Ｍは、像保持体１側に向かうトナー量Ｍ１’と、トナー保持体３の下流側に向かうトナー量Ｍ３’に分かれるようになる。
【００２０】
像保持体１上の静電潜像を現像する場合、（ｂ）のように第二の電極部材６を備えない構成では、第二の電極部材６を備える構成（（ａ）に示す構成）より多くの現像量（トナー量）を確保し易くなる。つまり、（Ｍ１＋Ｍ２）＜Ｍ１’の関係となる。しかし、このように多くの現像量を確保するには、第一の振動電界Ｅ１として大きな電界強度を必要とする。そのため、像保持体１側に向かうトナーの運動エネルギーも大きくなり、像保持体１の非画像部にもトナーＴが付着するという、所謂かぶり現象を生じ易くなる。
【００２１】
更に、第一の振動電界Ｅ１として、このような大きな電界強度を作用し続けると、第一の電極部材４’の下流端部位ではトナーＴが堆積するようになり、すだれ状の凝集物（拡大図参照）が形成され、すだれ状のまま現像が行われるため、現像に際して、むらを発生させ易く、均一性に劣るようにもなる。
【００２２】
これに対し、（ａ）のように、第二の電極部材６を設けると、第一の振動電界Ｅ１の電界強度が大きくても、第二の電極部材６による作用により、開口７から像保持体１側に飛翔するトナーＴはその運動エネルギーが小さくなり、かぶり現象の発生が抑えられる。また、第二の電極部材６を備えることで、第一の電極部材４の下流端部位での電界集中も弱められ、この部位でのトナーＴのすだれ状の凝集物の発生も抑えられる。それ故、長期に亘って、むらのない安定した現像が維持されるようにもなる。
【００２３】
更に、このような第二の振動電界Ｅ２による作用を一層効果的にしてかぶりを低減する観点からすれば、第二の振動電界Ｅ２の最大振幅は、第一の振動電界Ｅ１の最大振幅以下に設定されていることが好ましい。このように、第二の振動電界Ｅ２の最大振幅を第一の振動電界Ｅ１の最大振幅より小さくする場合、第二の振動電界Ｅ２の周期を第一の振動電界Ｅ１の周期とは異なるようにしても差し支えない。
【００２４】
そして、図１に示すような現像装置２における構成において、当該現像装置２を像保持体１に対向して配置した場合に像保持体１が保持する静電潜像への影響を低減する観点からすれば、第一の電界形成手段８は、第一の電極部材４を直接又は予め決められた直流電圧を介して接地し、トナー保持体３に交流電圧を印加することで、第一の電極部材４とトナー保持体３との間に第一の振動電界Ｅ１を形成し、一方、第二の電界形成手段９は、第二の電極部材６と接地部位との間にトナー保持体３に印加する交流電圧とは異なる交流電圧を印加することで、第二の電極部材６及びトナー保持体３夫々に印加する交流電圧の電位差によって第二の振動電界Ｅ２を形成することが好ましい。これによれば、第一の電極部材４と像保持体１との間に作用する電界が小さくなり、像保持体１上の静電潜像に対する影響が低減され、より高画質化が図られる。
【００２５】
ここで、「第一の電極部材４を予め決められた直流電界を介して接地」とは、第一の電極部材４が必ずしも直接接地される態様ばかりではなく、直流電界を介して接地される態様を含む趣旨であり、像保持体１の静電潜像への影響を抑えることからすれば、この直流電圧は小さい方が好ましく、通常、数１０Ｖ程度である。
また、この態様において、第二の振動電界Ｅ２を第一の振動電界Ｅ１より小さくする観点からすれば、第二の電極部材６に印加する交流電圧は、トナー保持体３に印加する交流電圧と同位相に設定されていることが好ましい。
【００２６】
そして、第一の電極部材４を接地する態様において、第二の振動電界Ｅ２による抑制作用を図るには、第二の振動電界Ｅ２の振幅、周波数の双方の作用を考慮するようにしても差し支えない。この場合、第二の振動電界Ｅ２の最大振幅が第一の振動電界Ｅ１の最大振幅を超える態様において、第二の電極部材６に印加する交流電圧の周波数は、トナー保持体３に印加する交流電圧の周波数とは異なる周波数に設定されていることが好ましい。
このように第二の電極部材６に印加する交流電圧の周波数を、トナー保持体３に印加する交流電圧の周波数と異ならせると、第二の振動電界Ｅ２としては、その振幅が第一の振動電界Ｅ１の振幅を超える部位が生じるが、一方、その振幅が第一の振動電界Ｅ１の振幅より小さくなる部位も生じるため、この小さくなる部位にてトナーＴの運動エネルギーが抑えられ、第二の振動電界Ｅ２の一部で第一の振動電界Ｅ１より大きな振幅があっても結果的には、トナーＴの運動エネルギーが第一の振動電界Ｅ１のときより小さくなり、かぶりの発生が抑えられる。
【００２７】
そして、このように周波数を異ならせる態様にあっては、第一の振動電界Ｅ１にてクラウド化されたトナーＴの像保持体１側へ向かう運動エネルギーをより抑える観点からすれば、第二の電極部材６に印加する交流電圧の周波数をトナー保持体３に印加する交流電圧の周波数より高くする方が好ましい。
【００２８】
また、現像装置２の構成において、第一の振動電界Ｅ１及び第二の振動電界Ｅ２の選択肢を広げる観点から、第一の電界形成手段８は、トナー保持体３を直接又は予め決められた直流電圧を介して接地し、第一の電極部材４に交流電圧を印加することで、第一の電極部材４とトナー保持体３との間に第一の振動電界Ｅ１を形成し、一方、第二の電界形成手段９は、第二の電極部材６に第一の電極部材４に印加する交流電圧とは異なる交流電圧を印加することで、第二の電極部材６とトナー保持体３との間に第二の振動電界Ｅ２を形成することが好ましい。
【００２９】
更に、トナーの振動を抑え、かぶりを低減する観点からすれば、トナー保持体３が直接又は予め決められた直流電圧を介して接地される態様において、第二の振動電界Ｅ２は、第一の振動電界Ｅ１の周波数と異なる周波数に設定してもよい。尚、この場合、トナーＴの振動が抑えられれば、第二の振動電界Ｅ２の振幅の一部が第一の振動電界Ｅ１の振幅を超えるものであっても差し支えない。
そして、このように周波数を異ならせる態様にあっては、第一の振動電界Ｅ１にてクラウド化されたトナーＴの像保持体１に向かう運動エネルギーをより抑える観点からすれば、第二の振動電界Ｅ２の周波数を第一の振動電界Ｅ１の周波数より高くする方が好ましい。
【００３０】
また、第一の電極部材４側から第二の電極部材６側へのトナーの移動をよりスムーズに行う観点から、第一の電極部材４及び第二の電極部材６は、第一の電極部材４とトナー保持体３との最短となる間隙をＧ１とし、第二の電極部材６とトナー保持体３との最短となる間隙をＧ２としたときに、Ｇ１≦Ｇ２の関係を満たすように配置されていることが好ましい。
【００３１】
更に、トナーとして例えば注入帯電型のトナーを用いた場合にトナーの電荷量の変化を抑える観点からすれば、第一の電極部材４及び第二の電極部材６は、トナー保持体３に面する部位が絶縁性の被覆層で覆われていることが好ましい。この場合の絶縁性とは、トナーＴが第一の電極部材４及び第二の電極部材６に接触してもトナーＴの電荷量が変化しない程度の体積抵抗率を有するものであればよい。
【００３２】
そして、このような現像装置を画像形成装置に適用するには、静電潜像を保持して回転する像保持体１と、像保持体１に対向して配置され且つ像保持体１の静電潜像を現像する現像装置２と、を備え、この現像装置２として上述の現像装置２を採用するようにすればよい。
【００３３】
ここで、像保持体１としてはドラム状、ベルト状を問わず、また、その回転方向もトナー保持体３との対向部位で同方向、逆方向のいずれであっても差し支えない。更に、像保持体１としては、静電潜像を保持できるものであればよく、画素電極構成を有する像保持体１や、感光層や誘電層を有する像保持体１であってもよい。
【００３４】
そして、画像形成装置における、特に、第二の電極部材６の配置をより適正にする観点からは次のようにすればよい。
一つの例としては、図３（ａ）に示すように、第二の電極部材６にトナー保持体３の回転方向に対して並ぶ二列の開口７が設けられる態様において、第二の電極部材６は、トナー保持体３の回転方向に対して二列の開口７間に位置する部位が像保持体１に最近接するように配置されることが好ましい。つまり、図中Ｇ３が最も短くなるように第二の電極部材６が配置されることが好ましい。これによれば、像保持体１上の静電潜像がより効果的に現像されるようになる。尚、「最近接」としては部材の許容差や組立て精度によるばらつきを含むことは言うまでもない。
【００３５】
更に、このような配置をなすには、第一の電極部材４の配置も考慮する方がよく、第一の電極部材４のトナー保持体３の回転方向の下流側端部とトナー保持体３との間隙Ｇ５が最短となるように第一の電極部材４を配置することが好ましい。これによれば、第一の振動電界Ｅ１によるクラウド化されるトナー量が十分確保されるようになる。
そして、第一の電極部材４及び第二の電極部材６をこのように配置するには、像保持体１に対してトナー保持体３が偏倚して配置されるようになる。
【００３６】
また、他の例としては、図３（ｂ）に示すように、第二の電極部材６に一列の開口７が設けられる態様において、第二の電極部材６は、開口７に対応する部位が像保持体１に最近接するように配置されることが好ましい。つまり、図中Ｇ４が最も短くなるように第二の電極部材６が配置されることが好ましい。このように、開口７を一列設けた態様にあっても、上述の開口７を二列設けた態様と同様に、第一の電極部材４の配置を考慮する方がよいことは言うまでもない。
【００３７】
更に、上述の現像装置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置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静電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。
【００３８】
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４は、本発明が適用された一例としての実施の形態１の画像形成装置における全体構成の概要を示す。
【００３９】
＜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夫々各色成分（例えばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ））のトナー像が形成される四つの像保持体２０（２０ａ〜２０ｄ）を略鉛直方向に並列配置したものである。
【００４０】
四つの像保持体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と搬送ベルト６０を挟んで対向する位置には、記録材を搬送ベルト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と搬送ベルト６０を挟んで対向する位置には、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。
【００４１】
また、装置筐体１５内の下方には、記録材を供給する供給装置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、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。
【００４２】
搬送された記録材は、帯電器６３によって搬送ベルト６０に吸着され、そのまま搬送ベルト６０の回転と共に搬送される。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、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、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。
【００４３】
＜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５に示すように、フィルム上に多数の画素電極３４が所謂マトリクス状に行列配置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、所謂薄膜製造プロセスを利用して作製されたもので、画素電極３４が行列配置されている。
【００４４】
そして、このように行列配置された画素電極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。
【００４５】
−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６（ａ）〜（ｃ）に示すように、画素電極３４が行列配置されており、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、コンデンサ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。
【００４６】
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とコンデンサ３５が並列に接続され、コンデンサ３５の一方は走査ライン毎にまとめられ（図示せず）、図６（ｃ）のような等価回路を呈するように構成されている。
【００４７】
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７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が配置されており、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によって制御され、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が制御されることで、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、コンデンサ３５によって保持される。尚、図７では画素電極３４は省略しているが、図６（ｃ）に示すように、ＴＦＴ３３とコンデンサ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。
【００４８】
＜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８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上に形成された静電潜像を現像するものである。更に、本実施の形態では、像保持体２０が現像ロール４１の回転方向における下流側に偏倚した状態で配置されている。
【００４９】
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９０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９０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。
【００５０】
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の回転方向における上流側に、電荷注入ロール４３上にトナーの薄層を形成する層厚規制ブレード４５が設けられており、この層厚規制ブレード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。
【００５１】
本実施の形態における現像ロール４１は、例えば表面を陽極化成処理したアルミニウム合金製のロール部材で構成されている。また、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合金製のロール部材で構成され、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。更に、層厚規制ブレード４５は例えば厚さ０．０３〜０．３ｍｍ程度のステンレス合金製の板ばねにシリコーンゴムやＥＰＤＭゴム等を接着剤等により固着したもので、この層厚規制ブレード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ないことは言うまでもない。
【００５２】
そして、本実施の形態では、像保持体２０と現像ロール４１との配置が、像保持体２０が現像ロール４１の回転方向に沿って下流側に偏倚した状態で配置されている。また、像保持体２０と現像ロール４１との間には、後述する第一の電極部材５１及び第二の電極部材５２等を有する電極機構５０が設けられている。
【００５３】
−電極機構−
図９は、図８の要部拡大を示す。同図において、本実施の形態の電極機構５０は、現像ロール４１の外周面に対向して配置され、導電性部材である電極基材５１ａと、電極基材５１ａの現像ロール４１に面する側に設けられた絶縁性の被覆層５１ｂと、で構成された第一の電極部材５１と、この第一の電極部材５１に対し現像ロール４１の回転方向における下流側に絶縁部としての絶縁性の接着層５３を介して設けられ、像保持体２０と現像ロール４１との間で現像に供される現像領域ＤＲに対応して配置され、導電性部材である電極基材５２ａと、電極基材５２ａの現像ロール４１に面する側に設けられた絶縁性の被覆層５２ｂと、で構成された第二の電極部材５２とを有している。更に、この第二の電極部材５２には、現像領域ＤＲに対応する位置にトナーが通過可能になるように開けられ、現像ロール４１の回転方向に交差する幅方向に亘って連続的に形成された開口５４が、現像ロール４１の回転方向に対して並んで二列設けられている。
【００５４】
本実施の形態の第一の電極部材５１は、その現像ロール４１の回転方向における下流側端部が、現像ロール４１との間隙において略最小となる位置になるように配置されている。また、第二の電極部材５２は、二列の開口５４の間に位置する部位が、像保持体２０と最近接するように配置されている。更に、第一の電極部材５１の下流側端部と現像ロール４１との間隙Ｇ１と、第二の電極部材５２の上流側端部と現像ロール４１との間隙Ｇ２とは略等しくなるようになっている。尚、図中Ｌ１は像保持体２０の中心線を示し、Ｌ２は現像ロール４１の中心線を示す。
【００５５】
このような電極機構５０における第一の電極部材５１及び第二の電極部材５２に対する電気的な接続は次のようになっている。
第一の電極部材５１は接地され、第一の電極部材５１と現像ロール４１との間に第一の振動電界Ｅ１を形成するため現像ロール４１に印加される交流電圧を供給する第一の電源９１が接続されている。一方、第二の電極部材５２には、現像ロール４１に印加される交流電圧とは異なる交流電圧を印加するための電源９３が接続され、この電源９３の他端は接地されている。そのため、この電源９３による交流電圧と、第一の電源９１による交流電圧との電位差が、第二の電極部材５２と現像ロール４１との間に作用する第二の振動電界Ｅ２（図示せず）となるようにしている。尚、ここでは、第一の電極部材５１を直接接地する態様としてが、例えば数１０Ｖ程度の直流電圧を介して接地するようにしても差し支えない。
【００５６】
−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１０（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。
【００５７】
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。
【００５８】
また、導電性トナーの他の態様としては、例えば図１０（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。
【００５９】
＜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７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４参照）の各画素電極３４（図６参照）に対して各色の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。
【００６０】
−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８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、層厚規制ブレード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９０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。
【００６１】
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も小さくなる。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。
【００６２】
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ようになる。
【００６３】
−現像ロールと像保持体との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説明するが、その前に、先ず、図１１（ａ）〜（ｃ）を用いて、比較例として第二の電極部材５２を備えていない態様について説明する。
同図において、現像ロール４１に付着しているトナーを第一の電極部材５１’と現像ロール４１との間で振動させるには、ある程度の強電界を必要とするため、第一の振動電界Ｅ１として強電界を作用させ、トナーをクラウド化させる。その結果、（ａ）に示すように、トナーは第一の電極部材５１’の先端部位を抜けて像保持体２０側に向かい静電潜像に対する現像がなされる。
【００６４】
しかしながら、現像ロール４１上のトナーを振動させて像保持体２０に向かって飛翔させるには、第一の振動電界Ｅ１として強電界を必要とすることから、像保持体２０に向かう際のトナーの持つ運動エネルギーはある程度大きくなり、像保持体２０上の非画像部にもトナーの付着が生じ易くなる。
【００６５】
また、第一の電極部材５１’と現像ロール４１との間で第一の振動電界Ｅ１は、現像ロール４１の表面に層形成されたトナーを空気中に飛翔させて振動させるほど強電界なので、トナーが第一の振動電界Ｅ１に捕捉され易く、その場振動が生じ易い。特に、第一の電極部材５１’のエッジ効果によって第一の電極部材５１’の先端部位では、（ｂ）に示すように、トナーが徐々に凝集し、結果的にすだれ状に連なったトナーの凝集物Ｃが形成されるようになる。
【００６６】
このようなすだれ状の凝集物Ｃが形成されると、第一の振動電界Ｅ１によって振動しているトナーは凝集物Ｃに捕捉され、第一の電極部材５１’より下流側の領域に搬送されるクラウド化されたトナー量は少なくなる。また、像保持体２０では凝集物Ｃがそのまま現像され易くなる。そのため、像保持体２０の静電潜像に対してトナー付着量にむらが生じ易く、濃度不足等の画像欠陥を生じ易くなる。
【００６７】
このような凝集物Ｃの形成を抑えるには、現像ロール４１の回転速度を大きくすることが想定される。つまり、現像ロール４１の回転によって現像ロール４１と第一の電極部材５１’との間の大気の流れを速くし、この部位でのトナーの動きを速くすることで、第一の電極部材５１’の先端部位での凝集物Ｃの発生は抑えられる方向に向かう。しかし、現像ロール４１の回転を速くし過ぎると、第一の電極部材５１’より外方に移動したトナーは、現像ロール４１の回転方向に沿う運動成分が大きいため、像保持体２０側に向かう成分としては弱くなる。そのため、像保持体２０での潜像電位を大きくする必要がある。
一方、像保持体２０として、例えば画素電極を用いるような態様では、潜像電位を高くし難いこともあり、現像ロール４１の回転速度はある程度抑える必要がある。そのため、凝集物Ｃの影響を低減することが重要となる。
【００６８】
本実施の形態では、図１２（ａ）に示すように、現像ロール４１の回転方向における第一の電極部材５１より下流側に第二の電極部材５２を備え、この第二の電極部材５２と現像ロール４１との間に作用させる第二の振動電界Ｅ２（図示せず）を工夫することで、凝集物Ｃの発生を抑えると共にかぶりの低減を図っている。
ここで、図１２（ｂ）〜（ｄ）は、本実施の形態における一例として矩形波（デューティ５０％）を用いた場合の各種の電圧波形を示すもので、（ｂ）は第一の電源９１の波形で第一の振動電界Ｅ１に対応する波形、（ｃ）は電源９３による第二の電極部材５２に加える波形で振動電界Ｅ３に対応する波形、（ｄ）は第二の電極部材５２と現像ロール４１との間に作用する第二の振動電界Ｅ２に対応する波形となっている。尚、図中ｔは一周期を示す。
【００６９】
今、第一の電源９１に（ｂ）のような振幅Ｖ１の矩形波を加えると、これが第一の振動電界Ｅ１に対応する。また、電源９３から（ｃ）のような振幅Ｖ３の矩形波を第二の電極部材５２と接地との間に加えると、第二の電極部材５２と現像ロール４１との間には、（ｃ）と（ｂ）の電位差分として、（ｄ）に示すように、振幅（Ｖ１―Ｖ３）の矩形波が作用するようになる。これが実質的な第二の振動電界Ｅ２に対応し、第一の振動電界Ｅ１と第二の振動電界Ｅ２との間では、第二の振動電界Ｅ２の振幅が第一の振動電界Ｅ１の振幅より小さいものとなっている。
【００７０】
このように、第一の振動電界Ｅ１より第二の振動電界Ｅ２を弱くすることで、第一の振動電界Ｅ１によって振動したトナーは第一の電極部材５１の先端部位では第二の振動電界Ｅ２に影響され、第二の電極部材５２がない場合に比べて電界集中が低減し、第一の電極部材５１の先端部位でのトナーのすだれ状の凝集物Ｃ（図１１参照）の形成は抑えられる。また、第二の振動電界Ｅ２を第一の振動電界Ｅ１より小さくしたことで、第二の電極部材５２での凝集物Ｃの形成も抑えられる。
【００７１】
そして、第一の振動電界Ｅ１によって振動したトナーは、第二の振動電界Ｅ２によって像保持体２０側に向かうが、第二の電極部材５２がない場合に比べ像保持体２０側に向かう運動エネルギーが弱められることで、かぶりの発生も抑えられる。このとき、電源９３の振幅を大きくし過ぎると、第二の振動電界Ｅ２に対応する（ｄ）の振幅が小さくなり過ぎ、かぶりの発生がより低減されるようになるが、像保持体２０側に飛翔するトナー量も少なくなり、現像量が低下するようにもなる。そのため、第二の振動電界Ｅ２の振幅が第一の振動電界Ｅ１の振幅の７０％以上１００％未満、好ましくは８０％以上９０％以下となるように、電源９３による振動電界Ｅ３の振幅を決める方がよい。
【００７２】
また、本実施の形態では、第一の電極部材５１を接地し、更に、第二の電極部材５２に対して一端が接地された電源９３から振幅の小さな振動電界Ｅ３を作用させるようにしたので、第一の電極部材５１と像保持体２０との間に作用する電界や、第二の電極部材５２と像保持体２０との間に作用する電界が小さくなり、像保持体２０の静電潜像に与える影響も低減される。そして、現像ロール４１の回転方向における第一の電極部材５１の下流側端部がほぼ現像ロール４１の中心線Ｌ２の位置になるように配置し、第二の電極部材５２に設けられた二つの開口５４の間の部位がほぼ像保持体２０の中心線Ｌ１の位置になるように配置することで、第一の電極部材５１によるトナーの振動が十分なされると共に、第二の電極部材５２に開けられた開口５４を通過するトナーが像保持体２０の潜像電位に制御され易くなる。
【００７３】
また、本実施の形態の第一の電極部材５１及び第二の電極部材５２は絶縁性の被覆層５１ｂ，５２ｂが形成されているため、トナーが接触してもトナーの帯電量の変化が抑えられる。
【００７４】
本実施の形態では、各種電源に矩形波を用いる態様を示したが、矩形波に限らず、正弦波でもよいし、三角波等でも差し支えない。また、第一の電極部材５１及び第二の電極部材５２に絶縁性の被覆層５１ｂ，５２ｂを設ける態様を示したが、トナーとして注入帯電型以外のトナーを用いる場合には被覆層５１ｂ，５２ｂを省くようにしても差し支えない。更には、第一の振動電界Ｅ１や第二の振動電界Ｅ２を有効に作用させるには、被覆層５１ｂ，５２ｂを備えない方が実効的な電界強度が大きくなるため、トナーでの多少の帯電量の変化を踏まえて被覆層５１ｂ，５２ｂを省くようにしても差し支えない。
【００７５】
また、本実施の形態の第二の電極部材５２に開けられた開口５４の形状としては、トナーが通過できる形状であればよく、例えば図１３（ａ）〜（ｄ）に示すような形状が適用される。ここで、（ａ）〜（ｄ）は、第二の電極部材５２の平面図を示しており、図の縦方向が現像ロール４１（例えば図９参照）の回転軸方向（幅方向に相当する図中Ｘ方向）となっている。
【００７６】
（ａ）は、本実施の形態で使用した開口５４を示すもので、電極基材５２ａに対しＸ方向に亘って連続的に開けられた開口５４を現像ロール４１の回転方向（Ｙ方向）に対して二列配置したものとなっている。開口５４のＹ方向の寸法Ｗ１は、トナーが通過できる大きさであればよいが、第二の電極部材５２によるトナーへの電界作用を及ぼし且つトナーを容易に通過させる観点からすれば、第二の電極部材５２の厚さを超え、像保持体２０と現像ロール４１との間隙より狭い条件で、実験等で求める方がよい。更に、二列の開口５４のＹ方向の間隙Ｗ２は、広過ぎると、二つの開口５４による一様なトナーの飛翔がなされ難くなることから、狭い方がよく、通常、１００〜３００μｍ程度の範囲内で選択すればよい。
【００７７】
また、（ｂ）は、Ｘ方向に不連続的に開口５４を設けたもので、Ｙ方向には二列に開口５４を設けたものとなっている。このような第二の電極部材５２では、Ｘ方向に亘って一つの連続した開口５４を形成する場合よりも、強度が保たれるようになる。しかしながら、図中ｄの寸法を大きくし過ぎると、現像時のむらの発生にも繋がることが予想され、ｄの寸法としては、第二の電極部材５２と像保持体２０との間隙よりも小さい方がよく、更には、小さければ小さいほどよいが、部材の強度や加工の面からは、通常、５０〜１００μｍ程度が適用される。
【００７８】
（ｃ）は、Ｘ方向にはＹ方向で位置をずらした二つの開口５４を設け、このような二つの開口５４をＹ方向に二列配置したものとなっている。また、（ｄ）は開口５４が矩形ではなく、円形となっているもので、Ｘ方向に多数並べた構成となっている。（ｃ）や（ｄ）の構成における寸法関係も、（ａ）や（ｂ）のところで説明したものと同様のため、ここでは省略する。
【００７９】
第二の電極部材５２にこのような開口５４を形成するには、例えばレーザ加工やエッチング加工を適用すればよいが、開口５４の断面形状をより直線状にするにはレーザ加工が好適である。尚、このような第二の電極部材５２の加工はレーザ加工に限らず、公知の技術を適用すればよい。
【００８０】
一般に、板状の電極部材（第一の電極部材５１に相当）を使ってトナーのクラウド化を行い、現像させるという従来の方法としては、現像量を大きくするため、より強い振動電界でトナーをクラウド化させる、複数の開口部を設ける、クラウド化させながら現像域へトナーを送りだすという工程を繰り返す、などの方法がある。トナーは振動電界によって、像保持体と現像ロールとの間で垂直振動をしながら、像保持体の画像部電位によって現像され、非画像部電位によってトナーの付着が抑制される（現像されない）。しかしながら、像保持体と現像ロールの間隙が数１００μｍ程度と狭い現像領域においては、振動電界に伴って垂直振動したトナーが、現像領域内の気流と合わさって、画像部、非画像部に関わらず像保持体に衝突するようになり、非画像部の領域において、所謂かぶりの発生を生じ易くなる。
【００８１】
そこで、トナーの垂直振動による像保持体２０側への移動を低減させることを目的に、本実施の形態では、クラウド発生用の振動電界（第一の振動電界Ｅ１に相当）を与える板状の第一の電極部材５１と、現像を行う第二の電極部材５２とをトナーの進行方向で分離し、上流側で強い第一の振動電界Ｅ１を与えてクラウドを発生させた後、下流側の第二の電極部材５２には弱い第二の振動電界Ｅ２を与えて、画像部及び非画像部での好適な現像量（画像濃度向上、かぶり低減）を実施するという構成としたものである。この構成を採ることで、かぶりの発生が比較的抑えられるばかりでなく、第一の電極部材５１の先端部位への電界集中が抑えられることから、この部位にすだれ状のトナーの凝集物の形成が抑えられ、結果的に長期的な画質の安定化が図られる。
【００８２】
◎実施の形態２
図１４は実施の形態２に係る現像装置の要部拡大を示すものである。本実施の形態の電極機構５０は実施の形態１と異なり、第二の電極部材５２に一列の開口５４を備え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。
【００８３】
同図において、本実施の形態における第二の電極部材５２には、現像ロール４１の回転方向に対して並ぶ方向には一つの開口５４しか開けられていない。また、現像ロール４１の回転方向における開口５４に対応する部位が、像保持体２０の中心線Ｌ１に略対応する位置になるように第二の電極部材５２が配置されている。
更に、本実施の形態においても、実施の形態１と同様に、第一の電極部材５１を接地し、第二の電極部材５２には、接地との間に電源９３を設けたので、実施の形態１と同様の作用を奏するようになる。尚、詳細については実施の形態１と同様のため省略する。
【００８４】
◎実施の形態３
図１５は実施の形態３に係る現像装置の要部拡大を示すものである。本実施の形態の電極機構５０は、実施の形態１と略同様に構成されるが、第一の電極部材５１と第二の電極部材５２の一部とが接着層５３（具体的には絶縁性の接着層）を介して重なっている点が実施の形態１と異なる。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。
【００８５】
本実施の形態では、第一の電極部材５１と第二の電極部材５２とを接着層５３にて固着することで、第一の電極部材５１と第二の電極部材５２とがより強固に繋がり、これらを一緒に配置することができるようになり、現像装置の組立てが容易になされる。
本実施の形態においても、実施の形態１と同様に、第一の電極部材５１を接地し、第二の電極部材５２には、接地との間に電源９３を設けたので、実施の形態１と同様の作用を奏するようになる。この場合、尚、詳細については実施の形態１と同様のため省略する。
【００８６】
◎実施の形態４
図１６（ａ）は実施の形態４に係る現像装置の要部拡大を示すものである。本実施の形態の現像装置は、これまでの実施の形態と異なり、第一の電極部材５１を接地することなく、この第一の電極部材５１と現像ロール４１との間に第一の電源９１を接続し、一方、第二の電極部材５２と現像ロール４１との間に第二の電源９２を接続し、現像ロール４１を接地するようにしたものである。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。
【００８７】
本実施の形態における第一の振動電界Ｅ１に対応する交流電圧としては、例えば図１６（ｂ）のような振幅がＶ１、周期がｔ０の矩形波が適用され、一方、第二の振動電界Ｅ２に対応する交流電圧としては、（ｃ）のような振幅がＶ２（Ｖ２＜Ｖ１）、周期がｔ０の矩形波が適用されている。また、本実施の形態では、第一の電極部材５１の像保持体２０に面する側には、絶縁層５５が形成されている。
【００８８】
本実施の形態では、第一の電極部材５１及び第二の電極部材５２は互いに独立に交流電圧を印加する構成としているので、第一の振動電界Ｅ１と第二の振動電界Ｅ２とは夫々独立に作用する。そのため、第一の振動電界Ｅ１によって第一の電極部材５１と現像ロール４１との間で振動を繰り返したトナーは、第二の振動電界Ｅ２によって振動させられ、第二の電極部材５２に設けられた開口５４を通って像保持体２０側に至る。この場合であっても、第一の電極部材５１の先端部位でのトナーの凝集物の発生が抑えられると共に、かぶりも抑えられた現像がなされる。
【００８９】
また、第一の電極部材５１が接地されないことから、第一の電源９１による電界強度の大きな第一の振動電界Ｅ１が第一の電極部材５１に直接作用することで、第一の振動電界Ｅ１が像保持体２０上の潜像電位に直接影響を及ぼすことが想定される。しかしながら、本実施の形態では第一の電極部材５１の像保持体２０に面する側に絶縁層５５が形成されているため、この絶縁層５５の比誘電率（空気層より大きい）により、この絶縁層５５に作用する分圧分だけ像保持体２０に作用する電界が小さくなり、像保持体２０の静電潜像に対する第一の振動電界Ｅ１からの影響が抑えられる。
【００９０】
本実施の形態における第二の振動電界Ｅ２としては、（ｃ）に示す波形に限られず、例えば（ｄ）のように、振幅がＶ２、周期が第一の振動電界Ｅ１の周期ｔ０より短いｔ１（ｔ０＞ｔ１）の矩形波を用いるようにしてもよい。このように、第二の振動電界Ｅ２の周期を第一の振動電界Ｅ１の周期より短くする（周波数を高くする）ことで、電界によるトナーの振れ幅が小さくなり、トナーの像保持体２０側へ向かう運動エネルギーが小さく抑えられ、かぶりの抑制に繋がり易くなる。
【００９１】
また、第二の振動電界Ｅ２に対応する交流電圧としては、（ｅ）のように、振幅を第一の振動電界Ｅ１に対応する交流電圧と同様にＶ１とし、半周期（ｔ０／２）のうち、ｔＡの間は±Ｖ１の電圧を印加し、ｔＢの間はゼロとする波形を適用することも可能である。このように、第二の振動電界Ｅ２としてｔＢという時間分だけ電界をゼロとすることで、第一の振動電界Ｅ１より弱い部分を有するようになり、第二の振動電界Ｅ２によるトナーの運動エネルギーが抑えられ、かぶりの発生が抑えられると共に、第一の電極部材５１の先端部位での凝集物の形成も抑えられる。
【００９２】
◎実施の形態５
図１７は実施の形態５の現像装置の要部拡大を示すものである。本実施の形態の現像装置は、実施の形態１の現像装置と略同様の構成をしているが、第二の電極部材５２に与える交流電圧（第二の電極部材５２と接地との間に作用する振動電界Ｅ３に対応する交流電圧）が実施の形態１と異なるものとなっている。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。
【００９３】
同図において、（ａ）は装置構成、（ｂ）は現像ロール４１に与える交流電圧の波形で第一の振動電界Ｅ１に対応する波形、（ｃ）は第二の電極部材５２に与える交流電圧の波形で振動電界Ｅ３に対応する波形、（ｄ）は現像ロール４１に与えた交流電圧と第二の電極部材５２に与えた交流電圧との電位差によって、現像ロール４１と第二の電極部材５２との間に得られる電位の波形であり、第二の振動電界Ｅ２に対応する波形となっている。
本実施の形態では、振動電界Ｅ３は、第一の振動電界Ｅ１より高い周波数のものが用いられている。そのため、第二の振動電界Ｅ２としては、振動電界Ｅ３と第一の振動電界Ｅ１との合成分が作用するようになる。今、第一の振動電界Ｅ１として、振幅がＶ１、周期ｔ１の波形を適用し、一方、振動電界Ｅ３として、振幅がＶ３、周期ｔ３の波形を適用する。このとき、Ｖ１＞Ｖ３、ｔ１＞ｔ３となっている。
【００９４】
接地された第一の電極部材５１と現像ロール４１との間に第一の振動電界Ｅ１を作用させ、振動電界Ｅ３を第二の電極部材５２と接地との間に作用させると、第二の電極部材５２と現像ロール４１との間に作用する第二の振動電界Ｅ２は、（ｄ）のように、第一の振動電界Ｅ１の振幅から、出張る部分α（電位が±（Ｖ３＋Ｖ１）となる部分）と、窪む部分β（電位が±（Ｖ３―Ｖ１）となる部分）とを有する波形となる。このような波形は、周期ｔ１とｔ３の最小公倍数の時間を一周期とする波形となる。
【００９５】
本実施の形態では、第二の振動電界Ｅ２としては、その周期が第一の振動電界Ｅ１の周期より短く、その振幅が第一の振動電界Ｅ１の振幅を超える部位（図中αの部分）及び第一の振動電界Ｅ１の振幅より小さい部位（図中βの部分）を有し、更に、その振幅の平均（±Ｖ１に相当）が第一の振動電界Ｅ１の振幅（振幅の平均に相当し±Ｖ１）と等しくなっている。
【００９６】
このような電界によるトナーへの作用は次のように推定される。第二の振動電界Ｅ２の振幅が第一の振動電界Ｅ１の振幅より小さい部位（βの部分）によって、第一の振動電界Ｅ１によって振動を繰り返されたトナーは、この部位によってその運動エネルギーが低減される。更に、第一の振動電界Ｅ１の振幅と第二の振動電界Ｅ２の振幅の平均とが等しくなっていることから、第二の振動電界Ｅ２で振幅が大きい部位があっても全体として運動エネルギーが低下する。そのため、第二の振動電界Ｅ２として第一の振動電界Ｅ１を作用させる場合に比べて、かぶりの低減が図られる。
【００９７】
以上の実施の形態１〜５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、第一の電極部材５１や第二の電極部材５２として金属製の板状部材の構成を示したが、例えば銅箔の両面をポリイミドフィルムにて挟んだ構成の印刷配線板等を用い、第二の電極部材５２にあっては、開口５４を設けるようにしてもよい。更には、例えば第二の電極部材５２として、板状部材の代わりに、例えば現像ロール４１の回転軸方向に延びるワイヤ状部材を現像ロール４１の回転方向に対して並ぶ方向に並べるようにしても差し支えなく、そのとき、複数のワイヤ状部材を接触させて用いるようにしてもよい。
【００９８】
更に、像保持体２０として画素電極３４（図６参照）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、感光体側の潜像電圧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。更にまた、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、特に、第一の電極部材５１及び第二の電極部材５２の被覆層５１ｂ，５２ｂは省略しても差し支えない。
【実施例】
【００９９】
◎実施例１
本実施例は、第一の電極部材５１と第二の電極部材５２とを備える構成と、第二の電極部材５２を備えない構成（第一の電極部材５１’のみ有する構成）での像保持体２０上の現像量について評価確認したものである。
図１８は各構成の模式図を示すもので、（ａ）は実施の形態４（図１６参照）の構成であり、（ｂ）及び（ｃ）は比較例としての構成を示している。ここで、（ａ）での第一の振動電界Ｅ１は、（ｂ）の振動電界Ｅ０（加える電圧がＶｐｐ）の１．５倍の大きさであり、（ｃ）での振動電界Ｅ０’も第一の振動電界Ｅ１と同様の大きさとしている。更に、（ａ）の第二の振動電界Ｅ２は、第一の振動電界Ｅ１より小さく、ここでは約８０％となるように設定されている。
【０１００】
このような構成において、像保持体２０の電位と現像量との関係を確認したところ、図１９のような結果が得られた。
同図において、第二の電極部材５２を備えないものでは、（ｂ）のように、振動電界Ｅ０が小さいと、像保持体２０の電位の小さい部分より低い方では現像量が少なく、所謂かぶりに対しては良好となるが、像保持体２０の電位が大きい部分（所謂画像部に相当）での現像量が少なくなり、所謂濃度不足となる。そのため、（ｂ）のように、濃度を上げようと大きな振動電界Ｅ０’とすると、濃度不足は良好となるものの、かぶりが発生するようになる。これらに対し、第二の電極部材５２を設け、第一の電極部材５１には大きな第一の振動電界Ｅ１を与え、第二の電極部材５２には第一の振動電界Ｅ１より弱い第二の振動電界Ｅ２を加えることで、かぶり及び現像量（画像部の濃度）が良好な構成が得られた。
【０１０１】
（ａ）の方が（ｃ）より画像部における現像量が大きくなったことは、次のように推測される。現像量の増加は、第一の電極部材５１の先端部位における電界集中が第二の電極部材５２によって抑えられ、トナーの所謂すだれ状の凝集物の発生が抑制されたことによる。
更に、本実施例では、（ａ）の第二の振動電界Ｅ２を第一の振動電界Ｅ１の７０〜９０％になるように調整して確認したところ、同様の結果が得られることを確認した。
【０１０２】
◎実施例２
本実施例は、実施の形態１と同様の構成の実験装置にて、第一の電極部材５１を接地し、第二の電極部材５２に振動電界Ｅ３を加えて、像保持体２０上の画像部及び非画像部での現像量を評価確認した。実験は、図２０に示す構成で行い、実験条件は以下の通りとした。
・像保持体２０：平板状で、画像部の電位＋５０Ｖ、非画像部の電位−２０Ｖ
・第一の電極部材５１：板厚１００μｍ、現像ロール４１との間隙１００μｍ
・第二の電極部材５２：板厚１００μｍ、現像ロール４１との間隙１００μｍ、開口５４の幅２５０μｍ、開口５４の前後の幅２５０μｍ
・像保持体２０と現像ロール４１との間隙４００μｍ
・第一の振動電界（Ｅ１）：±５００Ｖ（１０００Ｖｐｐ）、１０ｋＨｚ、Duty５０％
・電界（Ｅ３）：０、１００、２００、３００、４００Ｖｐｐの五箇所、１０ｋＨｚ、Duty５０％
【０１０３】
実験結果を図２１の（ａ）及び（ｂ）に示す。ここで、（ａ）は画像部における現像量であり、（ｂ）は非画像部における現像量を示すグラフである。
この結果によれば、電界Ｅ３のピークツウーピーク電圧Ｖｐｐが１００〜３００Ｖｐｐであれば、振動電界Ｅ３がゼロのときよりも画像部の濃度が高く、非画像部でのかぶりも少ないことが判明した。更に、振動電界Ｅ３が１００Ｖｐｐ及び２００Ｖｐｐの方が３００Ｖｐｐより良好であることが判明した。
【０１０４】
本例では、第二の電極部材５２と現像ロール４１との間に作用する第二の振動電界Ｅ２（図示せず）は振動電界Ｅ３と第一の振動電界Ｅ１との差分となることから、第二の振動電界Ｅ２としては、第一の振動電界Ｅ１の９０％、８０％、７０％であれば良好であると言える。また、このうち、９０％及び８０％の方が画像部の濃度及びかぶりの点で好ましいことが理解された。
【０１０５】
◎実施例３
本実施例は、実施例２と同様の構成にて、実施の形態５（図１７参照）のように、振動電界Ｅ３に対応する交流電圧の周波数を第一の振動電界Ｅ１に対応する交流電圧の周波数より高くして評価確認した。
本例では、第一の振動電界Ｅ１の周波数を１０ｋＨｚとし、振動電界Ｅ３の周波数として、１５ｋＨｚ及び２０ｋＨｚの二箇所とし、振動電界Ｅ３の大きさは０、１００、２００、３００Ｖｐｐの四箇所で実験した。
【０１０６】
結果は、図２２（ａ）及び（ｂ）に示すように、周波数に関わらず、Ｖｐｐが１００Ｖｐｐ及び２００Ｖｐｐで良好であり、３００Ｖｐｐでは画像部の現像量が若干低下すると共にかぶりも若干増加する傾向を示した。また、周波数は１５ｋＨｚの方が２０ｋＨｚに比べかぶりが小さいことが確認された。
このことは次のように推測される。振動電界として、作用させる周波数を高くしていくと（周期を短くしていくと）、トナーは初めのうちは周波数に対応して第二の電極部材５２と現像ロール４１との間を移動し、開口５４から像保持体２０側へ飛翔するようになるが、周波数が高くなり過ぎると、トナーが周波数に追従でき難くなり、第一の振動電界Ｅ１の作用を第二の振動電界Ｅ２で抑えることがなされ難く、像保持体２０側へ向かうトナー量が増加する。その結果、周波数が１５ｋＨｚよりも２０ｋＨｚの方が画像部での現像量や非画像部での現像量（かぶり）が増加したものと思われる。
【０１０７】
そして、図２２の結果から、振動電界Ｅ３の周波数を第一の振動電界Ｅ１の周波数より高くする場合、第二の振動電界Ｅ２としては、第一の振動電界Ｅ１の９０％及び８０％の場合に画像部の濃度及びかぶりの点で好ましいことが理解された。
【０１０８】
◎実施例４
本実施例は、実施例１のところで示した比較例とは異なり、本例のような貫通孔（開口５４に相当）を第一の電極部材５１’に設けた場合の効果を評価確認したものである。実験は図２３に示す構成で、第一の電極部材５１’を接地し、画像部及び非画像部での現像量を評価確認した。実験条件は以下の通りとした。
・像保持体２０：平板状で、画像部の電位＋５０Ｖ、非画像部の電位−２０Ｖ
・第一の電極部材５１’：板厚１００μｍ、現像ロール４１との間隙１００μｍ、貫通孔の幅２５０μｍ、貫通孔の前後の幅２５０μｍ
・像保持体２０と現像ロール４１との間隙４００μｍ
・第一の振動電界（Ｅ１）：±５００Ｖ（１０００Ｖｐｐ）、１０ｋＨｚ、Duty５０％
【０１０９】
結果は、図２２の振動電界Ｅ３をゼロとしたものと同様の結果が得られたので、ここでは省略する。
【符号の説明】
【０１１０】
１…像保持体，２…現像装置，３…トナー保持体，４…第一の電極部材，５…絶縁部，６…第二の電極部材，７…開口，８…第一の電界形成手段，９…第二の電界形成手段，Ｔ…トナー，Ｅ１…第一の振動電界，Ｅ２…第二の振動電界
【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、現像剤搬送体と像形成体との間に二層構成の電極を設けた態様が記載されている。
また、特許文献２には、飛翔電極とトナー保持電極との間の収容空間で導電性トナーをクラウド化させ、飛翔電極から飛翔したトナーを複数の穴に対応して設けられた制御電極にて制御することで、所望の穴からトナーを飛翔させて記録材上に画像を形成する構成が記載されている。
更に、特許文献３には、複数の電極を有するトナー担持体上にホッピング電界を形成してトナーをクラウド化させ、夫々制御電極を有する複数の穴を設けたトナー制御手段にて、所望の穴からのトナーを流出させて記録材上に画像を形成する構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２２０８５３号公報（実施例、図３）
【特許文献２】特開２０１０−１９４８８８号公報（第１実施形態、図２）
【特許文献３】特開２０１０−５８３４５号公報（発明を実施するための最良の形態、図１）
【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、トナー保持体上のトナーを振動電界によってクラウド化させて現像する方式にあって、現像量を確保しながらかぶりの発生も抑えることにある。
【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、このトナー保持体の外周面に対向して配置され、少なくとも一部が導電性部材にて構成され且つ当該導電性部材と前記トナー保持体との間でトナーを振動させる電界を形成するために用いられる第一の電極部材と、この第一の電極部材と前記トナー保持体との間でトナーを振動させるように、周期的に変化する電界成分が含まれる第一の振動電界を前記第一の電極部材と前記トナー保持体との間に形成する第一の電界形成手段と、前記像保持体と前記トナー保持体との間で現像に供される現像領域に面して設けられ、少なくとも一部が導電性部材にて構成され且つ当該導電性部材と前記トナー保持体との間でトナーを振動させる電界を形成するために用いられ、前記第一の電極部材に対し前記トナー保持体の回転方向下流側に延びるように絶縁部を介して設けられ且つ当該絶縁部に対応した部位からはトナーが通過不能となるように配置される第二の電極部材と、この第二の電極部材のうち前記現像領域に対応する位置に開けられ、前記トナー保持体の回転方向に交差する幅方向に亘って連続的又は不連続的に形成されると共に前記像保持体に向かってトナーを通過させる開口と、前記第二の電極部材と前記トナー保持体との間に前記第一の振動電界を形成した場合に比べてトナーの振動を抑制し且つ前記開口から現像領域で必要とされる予め決められたトナー量を飛翔させるように、少なくとも一部に前記第一の振動電界の振幅より小さい部位を含み周期的に変化する電界成分が含まれる第二の振動電界を前記第二の電極部材と前記トナー保持体との間に形成する第二の電界形成手段と、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、前記第二の振動電界の最大振幅は、前記第一の振動電界の最大振幅以下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３に係る発明は、請求項１又は２に係る現像装置において、前記第一の電界形成手段は、前記第一の電極部材を直接又は予め決められた直流電圧を介して接地し、前記トナー保持体に交流電圧を印加することで、前記第一の電極部材と前記トナー保持体との間に前記第一の振動電界を形成し、一方、前記第二の電界形成手段は、前記第二の電極部材と接地部位との間に前記トナー保持体に印加する交流電圧とは異なる交流電圧を印加することで、前記第二の電極部材及び前記トナー保持体夫々に印加する交流電圧の電位差によって前記第二の振動電界を形成す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３に係る現像装置において、前記第二の電極部材に印加する交流電圧は、前記トナー保持体に印加する交流電圧と同位相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５に係る発明は、請求項３に係る現像装置のうち前記第二の振動電界の最大振幅が前記第一の振動電界の最大振幅を超える態様において、前記第二の電極部材に印加する交流電圧の周波数は、前記トナー保持体に印加する交流電圧の周波数とは異なる周波数に設定されていることを特徴とする現像装置である。
【０００７】
請求項６に係る発明は、請求項１又は２に係る現像装置において、前記第一の電界形成手段は、前記トナー保持体を直接又は予め決められた直流電圧を介して接地し、前記第一の電極部材に交流電圧を印加することで、当該第一の電極部材と前記トナー保持体との間に前記第一の振動電界を形成し、一方、前記第二の電界形成手段は、前記第二の電極部材に前記第一の電極部材に印加する交流電圧とは異なる交流電圧を印加することで、当該第二の電極部材と前記トナー保持体との間に前記第二の振動電界を形成するようにした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、請求項６に係る現像装置において、前記第二の振動電界は、前記第一の振動電界の周波数とは異なる周波数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８に係る発明は、請求項１乃至７のいずれかに係る現像装置において、前記第一の電極部材及び前記第二の電極部材は、前記第一の電極部材と前記トナー保持体との最短となる間隙をＧ１とし、前記第二の電極部材と前記トナー保持体との最短となる間隙をＧ２としたときに、Ｇ１≦Ｇ２の関係を満たすように配置されていることを特徴とする現像装置である。
請求項９に係る発明は、請求項１乃至８のいずれかに係る現像装置において、更に、前記第一の電極部材及び前記第二の電極部材は、前記トナー保持体に面する部位が絶縁性の被覆層で覆われていることを特徴とする現像装置である。
【０００８】
請求項１０に係る発明は、静電潜像を保持して回転する像保持体と、前記像保持体に対向して配置され且つ前記像保持体の静電潜像を現像する請求項１乃至９のいずれかに係る現像装置と、を備えることを特徴とする画像形成装置である。
請求項１１に係る発明は、請求項１０に係る画像形成装置のうち前記第二の電極部材に前記トナー保持体の回転方向に対して並ぶ二列の開口が設けられる態様において、前記第二の電極部材は、前記トナー保持体の回転方向に対して前記二列の開口間に位置する部位が前記像保持体に最近接するように配置されていることを特徴とする画像形成装置である。
請求項１２に係る発明は、請求項１０に係る画像形成装置のうち前記第二の電極部材に一列の開口が設けられる態様において、前記第二の電極部材は、前記開口に対応する部位が前記像保持体に最近接するように配置されていることを特徴とする画像形成装置である。
請求項１３に係る発明は、請求項１０乃至１２のいずれか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置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静電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】
【０００９】
請求項１に係る発明によれば、トナー保持体上のトナーを振動電界によってクラウド化させて現像する方式にあって、現像量を確保しながらかぶりの発生も抑えられる。
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、第一の電極部材の先端部位（下流端）でのトナーの堆積及び凝集が抑えられると共に、かぶりの発生も効果的に抑えられる。
請求項３に係る発明によれば、現像装置を像保持体に対向して配置した場合に、本構成を有さない場合に比べて、第一の振動電界及び第二の振動電界による像保持体の静電潜像への影響が低減される。
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、第一の電極部材の先端部位（下流端部位）でのトナーの堆積及び凝集が効果的に抑えられる。
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、かぶりの発生を一層抑えられる。
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て、第一の振動電界及び第二の振動電界の選択肢が広がるようになる。
請求項７に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、かぶりの発生を一層少なくできる。
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て、第一の電極部材でのトナーの堆積を抑えることができる。
請求項９に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、第一の電極部材及び第二の電極部材にトナーが付着してもトナーの電荷量の変化が抑えられる。
請求項１０に係る発明によれば、トナー保持体上のトナーを振動電界によってクラウド化させて現像する方式を採用した画像形成装置にあって、現像量を確保しながらかぶりの発生も抑えられ画像形成装置を提供できる。
請求項１１に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、像保持体に対する現像量を十分確保できる。
請求項１２に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、像保持体に対する現像量を十分確保できる。
請求項１３に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、帯電工程が実施される際の画質低下を考慮することなく、高画質画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】（ａ）は本発明が適用された現像装置の実施の形態の概要、（ｂ）は（ａ）の要部拡大、（ｃ）は第一及び第二の振動電界の波形を示す説明図である。
【図２】第一及び第二の振動電界の作用を示す説明図であり、（ａ）は第二の電極部材を有する場合、（ｂ）は第二の電極部材を有さない場合である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は画像形成装置における第一及び第二の電極部材のレイアウトを示す説明図である。
【図４】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５】実施の形態１の像保持体の構成を示す説明図である。
【図６】（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７】画素電極の駆動方式を示す説明図である。
【図８】実施の形態１の現像装置を示す説明図である。
【図９】実施の形態１の現像装置の要部拡大を示す説明図である。
【図１０】（ａ）及び（ｂ）は導電性トナーを示す説明図である。
【図１１】（ａ）〜（ｃ）は比較例として第二の電極部材を有さない場合の作用を示す説明図である。
【図１２】（ａ）は実施の形態１の構成要素を示す説明図であり、（ｂ）は第一の振動電界に対応する波形、（ｃ）は第二の電極部材に加えられる振動電界に対応する波形、（ｄ）は第二の振動電界に対応する波形を示す説明図である。
【図１３】（ａ）〜（ｄ）は各種開口の形状を示す説明図である。
【図１４】実施の形態２の現像装置の要部拡大を示す説明図である。
【図１５】実施の形態３の現像装置の要部拡大を示す説明図である。
【図１６】（ａ）は実施の形態４の現像装置の要部拡大を示す説明図であり、（ｂ）は第一の振動電界の波形、（ｃ）〜（ｅ）は第二の振動電界の各種波形を示す。
【図１７】（ａ）は実施の形態５の現像装置の要部拡大を示す説明図であり、（ｂ）は第一の振動電界に対応する波形、（ｃ）は第二の電極部材に加えられる電界に対応する波形、（ｄ）は第二の振動電界に対応する波形を示す。
【図１８】実施例１にて、（ａ）は第二の電極部材を設けた構成、（ｂ）及び（ｃ）は比較のために第二の電極部材を備えない構成を示す。
【図１９】実施例１の結果を示すグラフである。
【図２０】実施例２の構成を示す説明図である。
【図２１】（ａ）及び（ｂ）は実施例２の結果を示すグラフである。
【図２２】（ａ）及び（ｂ）は実施例３の結果を示すグラフである。
【図２３】実施例４の構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
◎実施の形態の概要
先ず、本発明が適用された現像装置における実施の形態の概要について説明する。
図１（ａ）は本発明を具現化する実施の形態モデルに係る現像装置２の概要、（ｂ）は（ａ）の要部拡大を示している。このような中で、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の外周面に対向して配置され、少なくとも一部が導電性部材にて構成され且つ当該導電性部材とトナー保持体３との間でトナーＴを振動させる電界を形成するために用いられる第一の電極部材４と、この第一の電極部材４とトナー保持体３との間でトナーＴを振動させるように、周期的に変化する電界成分が含まれる第一の振動電界Ｅ１を第一の電極部材４とトナー保持体３との間に形成する第一の電界形成手段８と、像保持体１とトナー保持体３との間で現像に供される現像領域に面して設けられ、少なくとも一部が導電性部材にて構成され且つ当該導電性部材とトナー保持体３との間でトナーＴを振動させる電界を形成するために用いられ、第一の電極部材４に対しトナー保持体３の回転方向下流側に延びるように絶縁部５を介して設けられ且つ絶縁部５に対応した部位からはトナーＴが通過不能となるように配置される第二の電極部材６と、この第二の電極部材６のうち現像領域に対応する位置に開けられ、トナー保持体３の回転方向に交差する幅方向に亘って連続的又は不連続的に形成されると共に像保持体１に向かってトナーＴを通過させる開口７と、第二の電極部材６とトナー保持体３との間に第一の振動電界Ｅ１を形成した場合に比べてトナーＴの振動を抑制し且つ開口７から現像領域で必要とされる予め決められたトナー量を飛翔させるように、少なくとも一部に第一の振動電界Ｅ１の振幅より小さい部位を含み周期的に変化する電界成分が含まれる第二の振動電界Ｅ２を第二の電極部材６とトナー保持体３との間に形成する第二の電界形成手段９と、を備えている。
【００１２】
ここで、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を保持して搬送できるようになっていればよい。
また、第一の電極部材４は、トナー保持体３との間で第一の振動電界Ｅ１によってトナー保持体２上のトナーに対し振動させることができればよく、例えばトナーＴが通過できない微小な穴が開いていても差し支えないが、第一の振動電界Ｅ１の安定性を図る観点からすれば、穴のない板状部材が好適である。
【００１３】
更に、第二の電極部材６は第一の電極部材４に一部重なってもよいし、第一の電極部材の下流側に離間して配置されていてもよく、第一の電極部材４とは絶縁部５を介していればよい。尚、第二の電極部材６の一部が第一の電極部材４に重なる場合、第一の電極部材４によって振動させられたトナーＴの動きを妨げない点からすれば、第二の電極部材６が第一の電極部材４より像保持体１側に配置される方がよい。
【００１４】
また、絶縁部５の絶縁性は、第一の電極部材４と第二の電極部材６とに夫々の振動電界（具体的には第一の振動電界Ｅ１及び第二の振動電界Ｅ２）が作用できる程度であればよい。そのため、絶縁部５としては、絶縁材料にて構成されていてもよいし、両者間にトナーＴが通過不能な間隙（空気層）を用いる構成であってもよい。
【００１５】
また、第二の電極部材６に開けられた開口７は、トナー保持体３の回転方向に対して並ぶ方向に一以上設けられればよい。また、開口７は、トナー保持体３の回転軸方向に対して設けられることが好適であるが、現像領域内であれば、例えばトナー保持体３の回転軸方向（幅方向）に対して連続的に繋がった形状であってもよいし、不連続的な形状であっても差し支えない。更に、開口７としては、トナー保持体３の回転軸方向に沿って設けられることが好適であるが、現像領域内であれば、例えばトナー保持体３の回転軸に対し斜めであってもよい。更にまた、開口７の大きさは、開口７を通ってトナーＴが像保持体１側に飛翔できる大きさであればよく、開口７の幅（トナー保持体３の回転方向に沿う長さ）は第二の電極部材６の厚さを超えることが好ましい。尚、開口７が不連続的に設けられた態様にあっては、隣り合う開口７の間の部位の長さ（トナー保持体３の回転軸方向に沿う長さ）は、現像に影響のない範囲に設定されていることは言うまでもない。また、開口７の形状は、実験等で現像に供するトナー量（現像量）を例えば画像評価を行うことで確認し、より適正な形状を選定すればよい。
【００１６】
また、第一の振動電界Ｅ１や第二の振動電界Ｅ２は、トナーＴを振動させるための周期的に変化する電界成分が含まれていればよく、例えば直流成分が重畳された交流成分であっても差し支えない。そして、第二の振動電界Ｅ２は、第一の振動電界Ｅ１の振幅より小さい部位を有すればよく、図１（ｃ）のように、同じ半周期（ｔ／２）で第一の振動電界Ｅ１の振幅Ｖ１の方が第二の振動電界Ｅ２の振幅Ｖ２より小さい態様や、第二の振動電界Ｅ２の振幅の一部が第一の振動電界Ｅ１の振幅より小さくてもよい。更には、第二の電極部材６に第一の振動電界Ｅ１を形成した場合に比べてトナーＴの振動が抑制し且つ開口７から現像領域で必要とするトナー量を飛翔できれば、第二の振動電界Ｅ２の振幅の一部が第一の振動電界Ｅ１の振幅を超えるものであっても差し支えない。
【００１７】
ここで、第一の振動電界Ｅ１及び第二の振動電界Ｅ２の作用について、図２の模式図を用いて説明する。尚、図では、トナー保持体３等の形状を直線状に示し、トナーＴの概略的な動きを動線として示したものであり、（ａ）が本実施の形態モデルの例を示している。また、（ｂ）は比較のために第二の電極部材６を備えない比較例を示す。
【００１８】
（ａ）において、第一の電極部材４とトナー保持体３との間の第一の振動電界Ｅ１によって、トナー保持体３上のトナーＴは第一の電極部材４とトナー保持体３との間で振動を繰り返しながら、トナー保持体３の移動に伴って下流側に進む。そして、トナーＴ同士の叩き出し効果もあり、徐々に振動するトナーＴの量が増加する。第一の電極部材４のトナー保持体３の回転方向における下流端部位では、第一の電極部材４のエッジ効果による当該部位でのトナーＴの集中が第二の電極部材６での電界作用によって低減されるので、トナーＴは第一の電極部材４の下流端部位（先端部位）で堰き止められることなく、第二の電極部材６側へ移動する。そして、トナーＴは第二の振動電界Ｅ２によってその振動幅が小さく抑えられ、第二の電極部材６に設けられた開口７から像保持体１側に向かって飛翔する。このとき、第二の電極部材６の開口７（本例ではトナー保持体３の回転方向に対して並ぶ方向に二つ有する）から像保持体１側に向かって飛翔するトナーＴは、像保持体１側に向かう力が第一の振動電界Ｅ１によるものに比べ小さくなり、また、そのトナー量（Ｍ１＋Ｍ２）も第一の振動電界Ｅ１によるものに比べやや少なくなる。つまり、第一の振動電界Ｅ１及びトナー保持体３の移動によって飛翔されるトナー量Ｍは、第二の電極部材６に設けられた開口７を通るトナー量（Ｍ１＋Ｍ２）と、トナー保持体３の下流側に向かうトナー量Ｍ３に分かれる。
【００１９】
一方、（ｂ）のように、第二の電極部材６を備えていない場合、第一の振動電界Ｅ１によって、トナー保持体３上のトナーＴは、第一の電極部材４’とトナー保持体３との間で振動を繰り返しながら、トナー保持体３の移動に伴って下流側に進む。そして、第一の電極部材４’の下流端部位では、第一の電極部材４’のエッジ効果も手伝ってトナーＴは第一の電極部材４’の下流端部位（先端部位）に集中し、凝集するようになる。凝集したトナーＴはそのまま像保持体１側に向かって飛翔する。このとき、第一の振動電界Ｅ１及びトナー保持体３の移動によって、第一の電極部材４’から飛翔されるトナー量Ｍは、像保持体１側に向かうトナー量Ｍ１’と、トナー保持体３の下流側に向かうトナー量Ｍ３’に分かれるようになる。
【００２０】
像保持体１上の静電潜像を現像する場合、（ｂ）のように第二の電極部材６を備えない構成では、第二の電極部材６を備える構成（（ａ）に示す構成）より多くの現像量（トナー量）を確保し易くなる。つまり、（Ｍ１＋Ｍ２）＜Ｍ１’の関係となる。しかし、このように多くの現像量を確保するには、第一の振動電界Ｅ１として大きな電界強度を必要とする。そのため、像保持体１側に向かうトナーの運動エネルギーも大きくなり、像保持体１の非画像部にもトナーＴが付着するという、所謂かぶり現象を生じ易くなる。
【００２１】
更に、第一の振動電界Ｅ１として、このような大きな電界強度を作用し続けると、第一の電極部材４’の下流端部位ではトナーＴが堆積するようになり、すだれ状の凝集物（拡大図参照）が形成され、すだれ状のまま現像が行われるため、現像に際して、むらを発生させ易く、均一性に劣るようにもなる。
【００２２】
これに対し、（ａ）のように、第二の電極部材６を設けると、第一の振動電界Ｅ１の電界強度が大きくても、第二の電極部材６による作用により、開口７から像保持体１側に飛翔するトナーＴはその運動エネルギーが小さくなり、かぶり現象の発生が抑えられる。また、第二の電極部材６を備えることで、第一の電極部材４の下流端部位での電界集中も弱められ、この部位でのトナーＴのすだれ状の凝集物の発生も抑えられる。それ故、長期に亘って、むらのない安定した現像が維持されるようにもなる。
【００２３】
更に、このような第二の振動電界Ｅ２による作用を一層効果的にしてかぶりを低減する観点からすれば、第二の振動電界Ｅ２の最大振幅は、第一の振動電界Ｅ１の最大振幅以下に設定されていることが好ましい。このように、第二の振動電界Ｅ２の最大振幅を第一の振動電界Ｅ１の最大振幅より小さくする場合、第二の振動電界Ｅ２の周期を第一の振動電界Ｅ１の周期とは異なるようにしても差し支えない。
【００２４】
そして、図１に示すような現像装置２における構成において、当該現像装置２を像保持体１に対向して配置した場合に像保持体１が保持する静電潜像への影響を低減する観点からすれば、第一の電界形成手段８は、第一の電極部材４を直接又は予め決められた直流電圧を介して接地し、トナー保持体３に交流電圧を印加することで、第一の電極部材４とトナー保持体３との間に第一の振動電界Ｅ１を形成し、一方、第二の電界形成手段９は、第二の電極部材６と接地部位との間にトナー保持体３に印加する交流電圧とは異なる交流電圧を印加することで、第二の電極部材６及びトナー保持体３夫々に印加する交流電圧の電位差によって第二の振動電界Ｅ２を形成することが好ましい。これによれば、第一の電極部材４と像保持体１との間に作用する電界が小さくなり、像保持体１上の静電潜像に対する影響が低減され、より高画質化が図られる。
【００２５】
ここで、「第一の電極部材４を予め決められた直流電界を介して接地」とは、第一の電極部材４が必ずしも直接接地される態様ばかりではなく、直流電界を介して接地される態様を含む趣旨であり、像保持体１の静電潜像への影響を抑えることからすれば、この直流電圧は小さい方が好ましく、通常、数１０Ｖ程度である。
また、この態様において、第二の振動電界Ｅ２を第一の振動電界Ｅ１より小さくする観点からすれば、第二の電極部材６に印加する交流電圧は、トナー保持体３に印加する交流電圧と同位相に設定されていることが好ましい。
【００２６】
そして、第一の電極部材４を接地する態様において、第二の振動電界Ｅ２による抑制作用を図るには、第二の振動電界Ｅ２の振幅、周波数の双方の作用を考慮するようにしても差し支えない。この場合、第二の振動電界Ｅ２の最大振幅が第一の振動電界Ｅ１の最大振幅を超える態様において、第二の電極部材６に印加する交流電圧の周波数は、トナー保持体３に印加する交流電圧の周波数とは異なる周波数に設定されていることが好ましい。
このように第二の電極部材６に印加する交流電圧の周波数を、トナー保持体３に印加する交流電圧の周波数と異ならせると、第二の振動電界Ｅ２としては、その振幅が第一の振動電界Ｅ１の振幅を超える部位が生じるが、一方、その振幅が第一の振動電界Ｅ１の振幅より小さくなる部位も生じるため、この小さくなる部位にてトナーＴの運動エネルギーが抑えられ、第二の振動電界Ｅ２の一部で第一の振動電界Ｅ１より大きな振幅があっても結果的には、トナーＴの運動エネルギーが第一の振動電界Ｅ１のときより小さくなり、かぶりの発生が抑えられる。
【００２７】
そして、このように周波数を異ならせる態様にあっては、第一の振動電界Ｅ１にてクラウド化されたトナーＴの像保持体１側へ向かう運動エネルギーをより抑える観点からすれば、第二の電極部材６に印加する交流電圧の周波数をトナー保持体３に印加する交流電圧の周波数より高くする方が好ましい。
【００２８】
また、現像装置２の構成において、第一の振動電界Ｅ１及び第二の振動電界Ｅ２の選択肢を広げる観点から、第一の電界形成手段８は、トナー保持体３を直接又は予め決められた直流電圧を介して接地し、第一の電極部材４に交流電圧を印加することで、第一の電極部材４とトナー保持体３との間に第一の振動電界Ｅ１を形成し、一方、第二の電界形成手段９は、第二の電極部材６に第一の電極部材４に印加する交流電圧とは異なる交流電圧を印加することで、第二の電極部材６とトナー保持体３との間に第二の振動電界Ｅ２を形成することが好ましい。
【００２９】
更に、トナーの振動を抑え、かぶりを低減する観点からすれば、トナー保持体３が直接又は予め決められた直流電圧を介して接地される態様において、第二の振動電界Ｅ２は、第一の振動電界Ｅ１の周波数と異なる周波数に設定してもよい。尚、この場合、トナーＴの振動が抑えられれば、第二の振動電界Ｅ２の振幅の一部が第一の振動電界Ｅ１の振幅を超えるものであっても差し支えない。
そして、このように周波数を異ならせる態様にあっては、第一の振動電界Ｅ１にてクラウド化されたトナーＴの像保持体１に向かう運動エネルギーをより抑える観点からすれば、第二の振動電界Ｅ２の周波数を第一の振動電界Ｅ１の周波数より高くする方が好ましい。
【００３０】
また、第一の電極部材４側から第二の電極部材６側へのトナーの移動をよりスムーズに行う観点から、第一の電極部材４及び第二の電極部材６は、第一の電極部材４とトナー保持体３との最短となる間隙をＧ１とし、第二の電極部材６とトナー保持体３との最短となる間隙をＧ２としたときに、Ｇ１≦Ｇ２の関係を満たすように配置されていることが好ましい。
【００３１】
更に、トナーとして例えば注入帯電型のトナーを用いた場合にトナーの電荷量の変化を抑える観点からすれば、第一の電極部材４及び第二の電極部材６は、トナー保持体３に面する部位が絶縁性の被覆層で覆われていることが好ましい。この場合の絶縁性とは、トナーＴが第一の電極部材４及び第二の電極部材６に接触してもトナーＴの電荷量が変化しない程度の体積抵抗率を有するものであればよい。
【００３２】
そして、このような現像装置を画像形成装置に適用するには、静電潜像を保持して回転する像保持体１と、像保持体１に対向して配置され且つ像保持体１の静電潜像を現像する現像装置２と、を備え、この現像装置２として上述の現像装置２を採用するようにすればよい。
【００３３】
ここで、像保持体１としてはドラム状、ベルト状を問わず、また、その回転方向もトナー保持体３との対向部位で同方向、逆方向のいずれであっても差し支えない。更に、像保持体１としては、静電潜像を保持できるものであればよく、画素電極構成を有する像保持体１や、感光層や誘電層を有する像保持体１であってもよい。
【００３４】
そして、画像形成装置における、特に、第二の電極部材６の配置をより適正にする観点からは次のようにすればよい。
一つの例としては、図３（ａ）に示すように、第二の電極部材６にトナー保持体３の回転方向に対して並ぶ二列の開口７が設けられる態様において、第二の電極部材６は、トナー保持体３の回転方向に対して二列の開口７間に位置する部位が像保持体１に最近接するように配置されることが好ましい。つまり、図中Ｇ３が最も短くなるように第二の電極部材６が配置されることが好ましい。これによれば、像保持体１上の静電潜像がより効果的に現像されるようになる。尚、「最近接」としては部材の許容差や組立て精度によるばらつきを含むことは言うまでもない。
【００３５】
更に、このような配置をなすには、第一の電極部材４の配置も考慮する方がよく、第一の電極部材４のトナー保持体３の回転方向の下流側端部とトナー保持体３との間隙Ｇ５が最短となるように第一の電極部材４を配置することが好ましい。これによれば、第一の振動電界Ｅ１によるクラウド化されるトナー量が十分確保されるようになる。
そして、第一の電極部材４及び第二の電極部材６をこのように配置するには、像保持体１に対してトナー保持体３が偏倚して配置されるようになる。
【００３６】
また、他の例としては、図３（ｂ）に示すように、第二の電極部材６に一列の開口７が設けられる態様において、第二の電極部材６は、開口７に対応する部位が像保持体１に最近接するように配置されることが好ましい。つまり、図中Ｇ４が最も短くなるように第二の電極部材６が配置されることが好ましい。このように、開口７を一列設けた態様にあっても、上述の開口７を二列設けた態様と同様に、第一の電極部材４の配置を考慮する方がよいことは言うまでもない。
【００３７】
更に、上述の現像装置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置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静電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。
【００３８】
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４は、本発明が適用された一例としての実施の形態１の画像形成装置における全体構成の概要を示す。
【００３９】
＜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夫々各色成分（例えばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ））のトナー像が形成される四つの像保持体２０（２０ａ〜２０ｄ）を略鉛直方向に並列配置したものである。
【００４０】
四つの像保持体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と搬送ベルト６０を挟んで対向する位置には、記録材を搬送ベルト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と搬送ベルト６０を挟んで対向する位置には、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。
【００４１】
また、装置筐体１５内の下方には、記録材を供給する供給装置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、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。
【００４２】
搬送された記録材は、帯電器６３によって搬送ベルト６０に吸着され、そのまま搬送ベルト６０の回転と共に搬送される。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、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、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。
【００４３】
＜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５に示すように、フィルム上に多数の画素電極３４が所謂マトリクス状に行列配置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、所謂薄膜製造プロセスを利用して作製されたもので、画素電極３４が行列配置されている。
【００４４】
そして、このように行列配置された画素電極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。
【００４５】
−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６（ａ）〜（ｃ）に示すように、画素電極３４が行列配置されており、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、コンデンサ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。
【００４６】
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とコンデンサ３５が並列に接続され、コンデンサ３５の一方は走査ライン毎にまとめられ（図示せず）、図６（ｃ）のような等価回路を呈するように構成されている。
【００４７】
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７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が配置されており、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によって制御され、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が制御されることで、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、コンデンサ３５によって保持される。尚、図７では画素電極３４は省略しているが、図６（ｃ）に示すように、ＴＦＴ３３とコンデンサ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。
【００４８】
＜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８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上に形成された静電潜像を現像するものである。更に、本実施の形態では、像保持体２０が現像ロール４１の回転方向における下流側に偏倚した状態で配置されている。
【００４９】
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９０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９０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。
【００５０】
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の回転方向における上流側に、電荷注入ロール４３上にトナーの薄層を形成する層厚規制ブレード４５が設けられており、この層厚規制ブレード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。
【００５１】
本実施の形態における現像ロール４１は、例えば表面を陽極化成処理したアルミニウム合金製のロール部材で構成されている。また、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合金製のロール部材で構成され、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。更に、層厚規制ブレード４５は例えば厚さ０．０３〜０．３ｍｍ程度のステンレス合金製の板ばねにシリコーンゴムやＥＰＤＭゴム等を接着剤等により固着したもので、この層厚規制ブレード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ないことは言うまでもない。
【００５２】
そして、本実施の形態では、像保持体２０と現像ロール４１との配置が、像保持体２０が現像ロール４１の回転方向に沿って下流側に偏倚した状態で配置されている。また、像保持体２０と現像ロール４１との間には、後述する第一の電極部材５１及び第二の電極部材５２等を有する電極機構５０が設けられている。
【００５３】
−電極機構−
図９は、図８の要部拡大を示す。同図において、本実施の形態の電極機構５０は、現像ロール４１の外周面に対向して配置され、導電性部材である電極基材５１ａと、電極基材５１ａの現像ロール４１に面する側に設けられた絶縁性の被覆層５１ｂと、で構成された第一の電極部材５１と、この第一の電極部材５１に対し現像ロール４１の回転方向における下流側に絶縁部としての絶縁性の接着層５３を介して設けられ、像保持体２０と現像ロール４１との間で現像に供される現像領域ＤＲに対応して配置され、導電性部材である電極基材５２ａと、電極基材５２ａの現像ロール４１に面する側に設けられた絶縁性の被覆層５２ｂと、で構成された第二の電極部材５２とを有している。更に、この第二の電極部材５２には、現像領域ＤＲに対応する位置にトナーが通過可能になるように開けられ、現像ロール４１の回転方向に交差する幅方向に亘って連続的に形成された開口５４が、現像ロール４１の回転方向に対して並んで二列設けられている。
【００５４】
本実施の形態の第一の電極部材５１は、その現像ロール４１の回転方向における下流側端部が、現像ロール４１との間隙において略最小となる位置になるように配置されている。また、第二の電極部材５２は、二列の開口５４の間に位置する部位が、像保持体２０と最近接するように配置されている。更に、第一の電極部材５１の下流側端部と現像ロール４１との間隙Ｇ１と、第二の電極部材５２の上流側端部と現像ロール４１との間隙Ｇ２とは略等しくなるようになっている。尚、図中Ｌ１は像保持体２０の中心線を示し、Ｌ２は現像ロール４１の中心線を示す。
【００５５】
このような電極機構５０における第一の電極部材５１及び第二の電極部材５２に対する電気的な接続は次のようになっている。
第一の電極部材５１は接地され、第一の電極部材５１と現像ロール４１との間に第一の振動電界Ｅ１を形成するため現像ロール４１に印加される交流電圧を供給する第一の電源９１が接続されている。一方、第二の電極部材５２には、現像ロール４１に印加される交流電圧とは異なる交流電圧を印加するための電源９３が接続され、この電源９３の他端は接地されている。そのため、この電源９３による交流電圧と、第一の電源９１による交流電圧との電位差が、第二の電極部材５２と現像ロール４１との間に作用する第二の振動電界Ｅ２（図示せず）となるようにしている。尚、ここでは、第一の電極部材５１を直接接地する態様としてが、例えば数１０Ｖ程度の直流電圧を介して接地するようにしても差し支えない。
【００５６】
−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１０（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。
【００５７】
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。
【００５８】
また、導電性トナーの他の態様としては、例えば図１０（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。
【００５９】
＜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７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４参照）の各画素電極３４（図６参照）に対して各色の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。
【００６０】
−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８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、層厚規制ブレード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９０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。
【００６１】
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も小さくなる。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。
【００６２】
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ようになる。
【００６３】
−現像ロールと像保持体との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説明するが、その前に、先ず、図１１（ａ）〜（ｃ）を用いて、比較例として第二の電極部材５２を備えていない態様について説明する。
同図において、現像ロール４１に付着しているトナーを第一の電極部材５１’と現像ロール４１との間で振動させるには、ある程度の強電界を必要とするため、第一の振動電界Ｅ１として強電界を作用させ、トナーをクラウド化させる。その結果、（ａ）に示すように、トナーは第一の電極部材５１’の先端部位を抜けて像保持体２０側に向かい静電潜像に対する現像がなされる。
【００６４】
しかしながら、現像ロール４１上のトナーを振動させて像保持体２０に向かって飛翔させるには、第一の振動電界Ｅ１として強電界を必要とすることから、像保持体２０に向かう際のトナーの持つ運動エネルギーはある程度大きくなり、像保持体２０上の非画像部にもトナーの付着が生じ易くなる。
【００６５】
また、第一の電極部材５１’と現像ロール４１との間で第一の振動電界Ｅ１は、現像ロール４１の表面に層形成されたトナーを空気中に飛翔させて振動させるほど強電界なので、トナーが第一の振動電界Ｅ１に捕捉され易く、その場振動が生じ易い。特に、第一の電極部材５１’のエッジ効果によって第一の電極部材５１’の先端部位では、（ｂ）に示すように、トナーが徐々に凝集し、結果的にすだれ状に連なったトナーの凝集物Ｃが形成されるようになる。
【００６６】
このようなすだれ状の凝集物Ｃが形成されると、第一の振動電界Ｅ１によって振動しているトナーは凝集物Ｃに捕捉され、第一の電極部材５１’より下流側の領域に搬送されるクラウド化されたトナー量は少なくなる。また、像保持体２０では凝集物Ｃがそのまま現像され易くなる。そのため、像保持体２０の静電潜像に対してトナー付着量にむらが生じ易く、濃度不足等の画像欠陥を生じ易くなる。
【００６７】
このような凝集物Ｃの形成を抑えるには、現像ロール４１の回転速度を大きくすることが想定される。つまり、現像ロール４１の回転によって現像ロール４１と第一の電極部材５１’との間の大気の流れを速くし、この部位でのトナーの動きを速くすることで、第一の電極部材５１’の先端部位での凝集物Ｃの発生は抑えられる方向に向かう。しかし、現像ロール４１の回転を速くし過ぎると、第一の電極部材５１’より外方に移動したトナーは、現像ロール４１の回転方向に沿う運動成分が大きいため、像保持体２０側に向かう成分としては弱くなる。そのため、像保持体２０での潜像電位を大きくする必要がある。
一方、像保持体２０として、例えば画素電極を用いるような態様では、潜像電位を高くし難いこともあり、現像ロール４１の回転速度はある程度抑える必要がある。そのため、凝集物Ｃの影響を低減することが重要となる。
【００６８】
本実施の形態では、図１２（ａ）に示すように、現像ロール４１の回転方向における第一の電極部材５１より下流側に第二の電極部材５２を備え、この第二の電極部材５２と現像ロール４１との間に作用させる第二の振動電界Ｅ２（図示せず）を工夫することで、凝集物Ｃの発生を抑えると共にかぶりの低減を図っている。
ここで、図１２（ｂ）〜（ｄ）は、本実施の形態における一例として矩形波（デューティ５０％）を用いた場合の各種の電圧波形を示すもので、（ｂ）は第一の電源９１の波形で第一の振動電界Ｅ１に対応する波形、（ｃ）は電源９３による第二の電極部材５２に加える波形で振動電界Ｅ３に対応する波形、（ｄ）は第二の電極部材５２と現像ロール４１との間に作用する第二の振動電界Ｅ２に対応する波形となっている。尚、図中ｔは一周期を示す。
【００６９】
今、第一の電源９１に（ｂ）のような振幅Ｖ１の矩形波を加えると、これが第一の振動電界Ｅ１に対応する。また、電源９３から（ｃ）のような振幅Ｖ３の矩形波を第二の電極部材５２と接地との間に加えると、第二の電極部材５２と現像ロール４１との間には、（ｃ）と（ｂ）の電位差分として、（ｄ）に示すように、振幅（Ｖ１―Ｖ３）の矩形波が作用するようになる。これが実質的な第二の振動電界Ｅ２に対応し、第一の振動電界Ｅ１と第二の振動電界Ｅ２との間では、第二の振動電界Ｅ２の振幅が第一の振動電界Ｅ１の振幅より小さいものとなっている。
【００７０】
このように、第一の振動電界Ｅ１より第二の振動電界Ｅ２を弱くすることで、第一の振動電界Ｅ１によって振動したトナーは第一の電極部材５１の先端部位では第二の振動電界Ｅ２に影響され、第二の電極部材５２がない場合に比べて電界集中が低減し、第一の電極部材５１の先端部位でのトナーのすだれ状の凝集物Ｃ（図１１参照）の形成は抑えられる。また、第二の振動電界Ｅ２を第一の振動電界Ｅ１より小さくしたことで、第二の電極部材５２での凝集物Ｃの形成も抑えられる。
【００７１】
そして、第一の振動電界Ｅ１によって振動したトナーは、第二の振動電界Ｅ２によって像保持体２０側に向かうが、第二の電極部材５２がない場合に比べ像保持体２０側に向かう運動エネルギーが弱められることで、かぶりの発生も抑えられる。このとき、電源９３の振幅を大きくし過ぎると、第二の振動電界Ｅ２に対応する（ｄ）の振幅が小さくなり過ぎ、かぶりの発生がより低減されるようになるが、像保持体２０側に飛翔するトナー量も少なくなり、現像量が低下するようにもなる。そのため、第二の振動電界Ｅ２の振幅が第一の振動電界Ｅ１の振幅の７０％以上１００％未満、好ましくは８０％以上９０％以下となるように、電源９３による振動電界Ｅ３の振幅を決める方がよい。
【００７２】
また、本実施の形態では、第一の電極部材５１を接地し、更に、第二の電極部材５２に対して一端が接地された電源９３から振幅の小さな振動電界Ｅ３を作用させるようにしたので、第一の電極部材５１と像保持体２０との間に作用する電界や、第二の電極部材５２と像保持体２０との間に作用する電界が小さくなり、像保持体２０の静電潜像に与える影響も低減される。そして、現像ロール４１の回転方向における第一の電極部材５１の下流側端部がほぼ現像ロール４１の中心線Ｌ２の位置になるように配置し、第二の電極部材５２に設けられた二つの開口５４の間の部位がほぼ像保持体２０の中心線Ｌ１の位置になるように配置することで、第一の電極部材５１によるトナーの振動が十分なされると共に、第二の電極部材５２に開けられた開口５４を通過するトナーが像保持体２０の潜像電位に制御され易くなる。
【００７３】
また、本実施の形態の第一の電極部材５１及び第二の電極部材５２は絶縁性の被覆層５１ｂ，５２ｂが形成されているため、トナーが接触してもトナーの帯電量の変化が抑えられる。
【００７４】
本実施の形態では、各種電源に矩形波を用いる態様を示したが、矩形波に限らず、正弦波でもよいし、三角波等でも差し支えない。また、第一の電極部材５１及び第二の電極部材５２に絶縁性の被覆層５１ｂ，５２ｂを設ける態様を示したが、トナーとして注入帯電型以外のトナーを用いる場合には被覆層５１ｂ，５２ｂを省くようにしても差し支えない。更には、第一の振動電界Ｅ１や第二の振動電界Ｅ２を有効に作用させるには、被覆層５１ｂ，５２ｂを備えない方が実効的な電界強度が大きくなるため、トナーでの多少の帯電量の変化を踏まえて被覆層５１ｂ，５２ｂを省くようにしても差し支えない。
【００７５】
また、本実施の形態の第二の電極部材５２に開けられた開口５４の形状としては、トナーが通過できる形状であればよく、例えば図１３（ａ）〜（ｄ）に示すような形状が適用される。ここで、（ａ）〜（ｄ）は、第二の電極部材５２の平面図を示しており、図の縦方向が現像ロール４１（例えば図９参照）の回転軸方向（幅方向に相当する図中Ｘ方向）となっている。
【００７６】
（ａ）は、本実施の形態で使用した開口５４を示すもので、電極基材５２ａに対しＸ方向に亘って連続的に開けられた開口５４を現像ロール４１の回転方向（Ｙ方向）に対して二列配置したものとなっている。開口５４のＹ方向の寸法Ｗ１は、トナーが通過できる大きさであればよいが、第二の電極部材５２によるトナーへの電界作用を及ぼし且つトナーを容易に通過させる観点からすれば、第二の電極部材５２の厚さを超え、像保持体２０と現像ロール４１との間隙より狭い条件で、実験等で求める方がよい。更に、二列の開口５４のＹ方向の間隙Ｗ２は、広過ぎると、二つの開口５４による一様なトナーの飛翔がなされ難くなることから、狭い方がよく、通常、１００〜３００μｍ程度の範囲内で選択すればよい。
【００７７】
また、（ｂ）は、Ｘ方向に不連続的に開口５４を設けたもので、Ｙ方向には二列に開口５４を設けたものとなっている。このような第二の電極部材５２では、Ｘ方向に亘って一つの連続した開口５４を形成する場合よりも、強度が保たれるようになる。しかしながら、図中ｄの寸法を大きくし過ぎると、現像時のむらの発生にも繋がることが予想され、ｄの寸法としては、第二の電極部材５２と像保持体２０との間隙よりも小さい方がよく、更には、小さければ小さいほどよいが、部材の強度や加工の面からは、通常、５０〜１００μｍ程度が適用される。
【００７８】
（ｃ）は、Ｘ方向にはＹ方向で位置をずらした二つの開口５４を設け、このような二つの開口５４をＹ方向に二列配置したものとなっている。また、（ｄ）は開口５４が矩形ではなく、円形となっているもので、Ｘ方向に多数並べた構成となっている。（ｃ）や（ｄ）の構成における寸法関係も、（ａ）や（ｂ）のところで説明したものと同様のため、ここでは省略する。
【００７９】
第二の電極部材５２にこのような開口５４を形成するには、例えばレーザ加工やエッチング加工を適用すればよいが、開口５４の断面形状をより直線状にするにはレーザ加工が好適である。尚、このような第二の電極部材５２の加工はレーザ加工に限らず、公知の技術を適用すればよい。
【００８０】
一般に、板状の電極部材（第一の電極部材５１に相当）を使ってトナーのクラウド化を行い、現像させるという従来の方法としては、現像量を大きくするため、より強い振動電界でトナーをクラウド化させる、複数の開口部を設ける、クラウド化させながら現像域へトナーを送りだすという工程を繰り返す、などの方法がある。トナーは振動電界によって、像保持体と現像ロールとの間で垂直振動をしながら、像保持体の画像部電位によって現像され、非画像部電位によってトナーの付着が抑制される（現像されない）。しかしながら、像保持体と現像ロールの間隙が数１００μｍ程度と狭い現像領域においては、振動電界に伴って垂直振動したトナーが、現像領域内の気流と合わさって、画像部、非画像部に関わらず像保持体に衝突するようになり、非画像部の領域において、所謂かぶりの発生を生じ易くなる。
【００８１】
そこで、トナーの垂直振動による像保持体２０側への移動を低減させることを目的に、本実施の形態では、クラウド発生用の振動電界（第一の振動電界Ｅ１に相当）を与える板状の第一の電極部材５１と、現像を行う第二の電極部材５２とをトナーの進行方向で分離し、上流側で強い第一の振動電界Ｅ１を与えてクラウドを発生させた後、下流側の第二の電極部材５２には弱い第二の振動電界Ｅ２を与えて、画像部及び非画像部での好適な現像量（画像濃度向上、かぶり低減）を実施するという構成としたものである。この構成を採ることで、かぶりの発生が比較的抑えられるばかりでなく、第一の電極部材５１の先端部位への電界集中が抑えられることから、この部位にすだれ状のトナーの凝集物の形成が抑えられ、結果的に長期的な画質の安定化が図られる。
【００８２】
◎実施の形態２
図１４は実施の形態２に係る現像装置の要部拡大を示すものである。本実施の形態の電極機構５０は実施の形態１と異なり、第二の電極部材５２に一列の開口５４を備え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。
【００８３】
同図において、本実施の形態における第二の電極部材５２には、現像ロール４１の回転方向に対して並ぶ方向には一つの開口５４しか開けられていない。また、現像ロール４１の回転方向における開口５４に対応する部位が、像保持体２０の中心線Ｌ１に略対応する位置になるように第二の電極部材５２が配置されている。
更に、本実施の形態においても、実施の形態１と同様に、第一の電極部材５１を接地し、第二の電極部材５２には、接地との間に電源９３を設けたので、実施の形態１と同様の作用を奏するようになる。尚、詳細については実施の形態１と同様のため省略する。
【００８４】
◎実施の形態３
図１５は実施の形態３に係る現像装置の要部拡大を示すものである。本実施の形態の電極機構５０は、実施の形態１と略同様に構成されるが、第一の電極部材５１と第二の電極部材５２の一部とが接着層５３（具体的には絶縁性の接着層）を介して重なっている点が実施の形態１と異なる。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。
【００８５】
本実施の形態では、第一の電極部材５１と第二の電極部材５２とを接着層５３にて固着することで、第一の電極部材５１と第二の電極部材５２とがより強固に繋がり、これらを一緒に配置することができるようになり、現像装置の組立てが容易になされる。
本実施の形態においても、実施の形態１と同様に、第一の電極部材５１を接地し、第二の電極部材５２には、接地との間に電源９３を設けたので、実施の形態１と同様の作用を奏するようになる。この場合、尚、詳細については実施の形態１と同様のため省略する。
【００８６】
◎実施の形態４
図１６（ａ）は実施の形態４に係る現像装置の要部拡大を示すものである。本実施の形態の現像装置は、これまでの実施の形態と異なり、第一の電極部材５１を接地することなく、この第一の電極部材５１と現像ロール４１との間に第一の電源９１を接続し、一方、第二の電極部材５２と現像ロール４１との間に第二の電源９２を接続し、現像ロール４１を接地するようにしたものである。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。
【００８７】
本実施の形態における第一の振動電界Ｅ１に対応する交流電圧としては、例えば図１６（ｂ）のような振幅がＶ１、周期がｔ０の矩形波が適用され、一方、第二の振動電界Ｅ２に対応する交流電圧としては、（ｃ）のような振幅がＶ２（Ｖ２＜Ｖ１）、周期がｔ０の矩形波が適用されている。また、本実施の形態では、第一の電極部材５１の像保持体２０に面する側には、絶縁層５５が形成されている。
【００８８】
本実施の形態では、第一の電極部材５１及び第二の電極部材５２は互いに独立に交流電圧を印加する構成としているので、第一の振動電界Ｅ１と第二の振動電界Ｅ２とは夫々独立に作用する。そのため、第一の振動電界Ｅ１によって第一の電極部材５１と現像ロール４１との間で振動を繰り返したトナーは、第二の振動電界Ｅ２によって振動させられ、第二の電極部材５２に設けられた開口５４を通って像保持体２０側に至る。この場合であっても、第一の電極部材５１の先端部位でのトナーの凝集物の発生が抑えられると共に、かぶりも抑えられた現像がなされる。
【００８９】
また、第一の電極部材５１が接地されないことから、第一の電源９１による電界強度の大きな第一の振動電界Ｅ１が第一の電極部材５１に直接作用することで、第一の振動電界Ｅ１が像保持体２０上の潜像電位に直接影響を及ぼすことが想定される。しかしながら、本実施の形態では第一の電極部材５１の像保持体２０に面する側に絶縁層５５が形成されているため、この絶縁層５５の比誘電率（空気層より大きい）により、この絶縁層５５に作用する分圧分だけ像保持体２０に作用する電界が小さくなり、像保持体２０の静電潜像に対する第一の振動電界Ｅ１からの影響が抑えられる。
【００９０】
本実施の形態における第二の振動電界Ｅ２としては、（ｃ）に示す波形に限られず、例えば（ｄ）のように、振幅がＶ２、周期が第一の振動電界Ｅ１の周期ｔ０より短いｔ１（ｔ０＞ｔ１）の矩形波を用いるようにしてもよい。このように、第二の振動電界Ｅ２の周期を第一の振動電界Ｅ１の周期より短くする（周波数を高くする）ことで、電界によるトナーの振れ幅が小さくなり、トナーの像保持体２０側へ向かう運動エネルギーが小さく抑えられ、かぶりの抑制に繋がり易くなる。
【００９１】
また、第二の振動電界Ｅ２に対応する交流電圧としては、（ｅ）のように、振幅を第一の振動電界Ｅ１に対応する交流電圧と同様にＶ１とし、半周期（ｔ０／２）のうち、ｔＡの間は±Ｖ１の電圧を印加し、ｔＢの間はゼロとする波形を適用することも可能である。このように、第二の振動電界Ｅ２としてｔＢという時間分だけ電界をゼロとすることで、第一の振動電界Ｅ１より弱い部分を有するようになり、第二の振動電界Ｅ２によるトナーの運動エネルギーが抑えられ、かぶりの発生が抑えられると共に、第一の電極部材５１の先端部位での凝集物の形成も抑えられる。
【００９２】
◎実施の形態５
図１７は実施の形態５の現像装置の要部拡大を示すものである。本実施の形態の現像装置は、実施の形態１の現像装置と略同様の構成をしているが、第二の電極部材５２に与える交流電圧（第二の電極部材５２と接地との間に作用する振動電界Ｅ３に対応する交流電圧）が実施の形態１と異なるものとなっている。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。
【００９３】
同図において、（ａ）は装置構成、（ｂ）は現像ロール４１に与える交流電圧の波形で第一の振動電界Ｅ１に対応する波形、（ｃ）は第二の電極部材５２に与える交流電圧の波形で振動電界Ｅ３に対応する波形、（ｄ）は現像ロール４１に与えた交流電圧と第二の電極部材５２に与えた交流電圧との電位差によって、現像ロール４１と第二の電極部材５２との間に得られる電位の波形であり、第二の振動電界Ｅ２に対応する波形となっている。
本実施の形態では、振動電界Ｅ３は、第一の振動電界Ｅ１より高い周波数のものが用いられている。そのため、第二の振動電界Ｅ２としては、振動電界Ｅ３と第一の振動電界Ｅ１との合成分が作用するようになる。今、第一の振動電界Ｅ１として、振幅がＶ１、周期ｔ１の波形を適用し、一方、振動電界Ｅ３として、振幅がＶ３、周期ｔ３の波形を適用する。このとき、Ｖ１＞Ｖ３、ｔ１＞ｔ３となっている。
【００９４】
接地された第一の電極部材５１と現像ロール４１との間に第一の振動電界Ｅ１を作用させ、振動電界Ｅ３を第二の電極部材５２と接地との間に作用させると、第二の電極部材５２と現像ロール４１との間に作用する第二の振動電界Ｅ２は、（ｄ）のように、第一の振動電界Ｅ１の振幅から、出張る部分α（電位が±（Ｖ３＋Ｖ１）となる部分）と、窪む部分β（電位が±（Ｖ３―Ｖ１）となる部分）とを有する波形となる。このような波形は、周期ｔ１とｔ３の最小公倍数の時間を一周期とする波形となる。
【００９５】
本実施の形態では、第二の振動電界Ｅ２としては、その周期が第一の振動電界Ｅ１の周期より短く、その振幅が第一の振動電界Ｅ１の振幅を超える部位（図中αの部分）及び第一の振動電界Ｅ１の振幅より小さい部位（図中βの部分）を有し、更に、その振幅の平均（±Ｖ１に相当）が第一の振動電界Ｅ１の振幅（振幅の平均に相当し±Ｖ１）と等しくなっている。
【００９６】
このような電界によるトナーへの作用は次のように推定される。第二の振動電界Ｅ２の振幅が第一の振動電界Ｅ１の振幅より小さい部位（βの部分）によって、第一の振動電界Ｅ１によって振動を繰り返されたトナーは、この部位によってその運動エネルギーが低減される。更に、第一の振動電界Ｅ１の振幅と第二の振動電界Ｅ２の振幅の平均とが等しくなっていることから、第二の振動電界Ｅ２で振幅が大きい部位があっても全体として運動エネルギーが低下する。そのため、第二の振動電界Ｅ２として第一の振動電界Ｅ１を作用させる場合に比べて、かぶりの低減が図られる。
【００９７】
以上の実施の形態１〜５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、第一の電極部材５１や第二の電極部材５２として金属製の板状部材の構成を示したが、例えば銅箔の両面をポリイミドフィルムにて挟んだ構成の印刷配線板等を用い、第二の電極部材５２にあっては、開口５４を設けるようにしてもよい。更には、例えば第二の電極部材５２として、板状部材の代わりに、例えば現像ロール４１の回転軸方向に延びるワイヤ状部材を現像ロール４１の回転方向に対して並ぶ方向に並べるようにしても差し支えなく、そのとき、複数のワイヤ状部材を接触させて用いるようにしてもよい。
【００９８】
更に、像保持体２０として画素電極３４（図６参照）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、感光体側の潜像電圧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。更にまた、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、特に、第一の電極部材５１及び第二の電極部材５２の被覆層５１ｂ，５２ｂは省略しても差し支えない。
【実施例】
【００９９】
◎実施例１
本実施例は、第一の電極部材５１と第二の電極部材５２とを備える構成と、第二の電極部材５２を備えない構成（第一の電極部材５１’のみ有する構成）での像保持体２０上の現像量について評価確認したものである。
図１８は各構成の模式図を示すもので、（ａ）は実施の形態４（図１６参照）の構成であり、（ｂ）及び（ｃ）は比較例としての構成を示している。ここで、（ａ）での第一の振動電界Ｅ１は、（ｂ）の振動電界Ｅ０（加える電圧がＶｐｐ）の１．５倍の大きさであり、（ｃ）での振動電界Ｅ０’も第一の振動電界Ｅ１と同様の大きさとしている。更に、（ａ）の第二の振動電界Ｅ２は、第一の振動電界Ｅ１より小さく、ここでは約８０％となるように設定されている。
【０１００】
このような構成において、像保持体２０の電位と現像量との関係を確認したところ、図１９のような結果が得られた。
同図において、第二の電極部材５２を備えないものでは、（ｂ）のように、振動電界Ｅ０が小さいと、像保持体２０の電位の小さい部分より低い方では現像量が少なく、所謂かぶりに対しては良好となるが、像保持体２０の電位が大きい部分（所謂画像部に相当）での現像量が少なくなり、所謂濃度不足となる。そのため、（ｂ）のように、濃度を上げようと大きな振動電界Ｅ０’とすると、濃度不足は良好となるものの、かぶりが発生するようになる。これらに対し、第二の電極部材５２を設け、第一の電極部材５１には大きな第一の振動電界Ｅ１を与え、第二の電極部材５２には第一の振動電界Ｅ１より弱い第二の振動電界Ｅ２を加えることで、かぶり及び現像量（画像部の濃度）が良好な構成が得られた。
【０１０１】
（ａ）の方が（ｃ）より画像部における現像量が大きくなったことは、次のように推測される。現像量の増加は、第一の電極部材５１の先端部位における電界集中が第二の電極部材５２によって抑えられ、トナーの所謂すだれ状の凝集物の発生が抑制されたことによる。
更に、本実施例では、（ａ）の第二の振動電界Ｅ２を第一の振動電界Ｅ１の７０〜９０％になるように調整して確認したところ、同様の結果が得られることを確認した。
【０１０２】
◎実施例２
本実施例は、実施の形態１と同様の構成の実験装置にて、第一の電極部材５１を接地し、第二の電極部材５２に振動電界Ｅ３を加えて、像保持体２０上の画像部及び非画像部での現像量を評価確認した。実験は、図２０に示す構成で行い、実験条件は以下の通りとした。
・像保持体２０：平板状で、画像部の電位＋５０Ｖ、非画像部の電位−２０Ｖ
・第一の電極部材５１：板厚１００μｍ、現像ロール４１との間隙１００μｍ
・第二の電極部材５２：板厚１００μｍ、現像ロール４１との間隙１００μｍ、開口５４の幅２５０μｍ、開口５４の前後の幅２５０μｍ
・像保持体２０と現像ロール４１との間隙４００μｍ
・第一の振動電界（Ｅ１）：±５００Ｖ（１０００Ｖｐｐ）、１０ｋＨｚ、Duty５０％
・電界（Ｅ３）：０、１００、２００、３００、４００Ｖｐｐの五箇所、１０ｋＨｚ、Duty５０％
【０１０３】
実験結果を図２１の（ａ）及び（ｂ）に示す。ここで、（ａ）は画像部における現像量であり、（ｂ）は非画像部における現像量を示すグラフである。
この結果によれば、電界Ｅ３のピークツウーピーク電圧Ｖｐｐが１００〜３００Ｖｐｐであれば、振動電界Ｅ３がゼロのときよりも画像部の濃度が高く、非画像部でのかぶりも少ないことが判明した。更に、振動電界Ｅ３が１００Ｖｐｐ及び２００Ｖｐｐの方が３００Ｖｐｐより良好であることが判明した。
【０１０４】
本例では、第二の電極部材５２と現像ロール４１との間に作用する第二の振動電界Ｅ２（図示せず）は振動電界Ｅ３と第一の振動電界Ｅ１との差分となることから、第二の振動電界Ｅ２としては、第一の振動電界Ｅ１の９０％、８０％、７０％であれば良好であると言える。また、このうち、９０％及び８０％の方が画像部の濃度及びかぶりの点で好ましいことが理解された。
【０１０５】
◎実施例３
本実施例は、実施例２と同様の構成にて、実施の形態５（図１７参照）のように、振動電界Ｅ３に対応する交流電圧の周波数を第一の振動電界Ｅ１に対応する交流電圧の周波数より高くして評価確認した。
本例では、第一の振動電界Ｅ１の周波数を１０ｋＨｚとし、振動電界Ｅ３の周波数として、１５ｋＨｚ及び２０ｋＨｚの二箇所とし、振動電界Ｅ３の大きさは０、１００、２００、３００Ｖｐｐの四箇所で実験した。
【０１０６】
結果は、図２２（ａ）及び（ｂ）に示すように、周波数に関わらず、Ｖｐｐが１００Ｖｐｐ及び２００Ｖｐｐで良好であり、３００Ｖｐｐでは画像部の現像量が若干低下すると共にかぶりも若干増加する傾向を示した。また、周波数は１５ｋＨｚの方が２０ｋＨｚに比べかぶりが小さいことが確認された。
このことは次のように推測される。振動電界として、作用させる周波数を高くしていくと（周期を短くしていくと）、トナーは初めのうちは周波数に対応して第二の電極部材５２と現像ロール４１との間を移動し、開口５４から像保持体２０側へ飛翔するようになるが、周波数が高くなり過ぎると、トナーが周波数に追従でき難くなり、第一の振動電界Ｅ１の作用を第二の振動電界Ｅ２で抑えることがなされ難く、像保持体２０側へ向かうトナー量が増加する。その結果、周波数が１５ｋＨｚよりも２０ｋＨｚの方が画像部での現像量や非画像部での現像量（かぶり）が増加したものと思われる。
【０１０７】
そして、図２２の結果から、振動電界Ｅ３の周波数を第一の振動電界Ｅ１の周波数より高くする場合、第二の振動電界Ｅ２としては、第一の振動電界Ｅ１の９０％及び８０％の場合に画像部の濃度及びかぶりの点で好ましいことが理解された。
【０１０８】
◎実施例４
本実施例は、実施例１のところで示した比較例とは異なり、本例のような貫通孔（開口５４に相当）を第一の電極部材５１’に設けた場合の効果を評価確認したものである。実験は図２３に示す構成で、第一の電極部材５１’を接地し、画像部及び非画像部での現像量を評価確認した。実験条件は以下の通りとした。
・像保持体２０：平板状で、画像部の電位＋５０Ｖ、非画像部の電位−２０Ｖ
・第一の電極部材５１’：板厚１００μｍ、現像ロール４１との間隙１００μｍ、貫通孔の幅２５０μｍ、貫通孔の前後の幅２５０μｍ
・像保持体２０と現像ロール４１との間隙４００μｍ
・第一の振動電界（Ｅ１）：±５００Ｖ（１０００Ｖｐｐ）、１０ｋＨｚ、Duty５０％
【０１０９】
結果は、図２２の振動電界Ｅ３をゼロとしたものと同様の結果が得られたので、ここでは省略する。
【符号の説明】
【０１１０】
１…像保持体，２…現像装置，３…トナー保持体，４…第一の電極部材，５…絶縁部，６…第二の電極部材，７…開口，８…第一の電界形成手段，９…第二の電界形成手段，Ｔ…トナー，Ｅ１…第一の振動電界，Ｅ２…第二の振動電界
【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、
このトナー保持体の外周面に対向して配置され、少なくとも一部が導電性部材にて構成され且つ当該導電性部材と前記トナー保持体との間でトナーを振動させる電界を形成するために用いられる第一の電極部材と、
この第一の電極部材と前記トナー保持体との間でトナーを振動させるように、周期的に変化する電界成分が含まれる第一の振動電界を前記第一の電極部材と前記トナー保持体との間に形成する第一の電界形成手段と、
前記像保持体と前記トナー保持体との間で現像に供される現像領域に面して設けられ、少なくとも一部が導電性部材にて構成され且つ当該導電性部材と前記トナー保持体との間でトナーを振動させる電界を形成するために用いられ、前記第一の電極部材に対し前記トナー保持体の回転方向下流側に延びるように絶縁部を介して設けられ且つ当該絶縁部に対応した部位からはトナーが通過不能となるように配置される第二の電極部材と、
この第二の電極部材のうち前記現像領域に対応する位置に開けられ、前記トナー保持体の回転方向に交差する幅方向に亘って連続的又は不連続的に形成されると共に前記像保持体に向かってトナーを通過させる開口と、
前記第二の電極部材と前記トナー保持体との間に前記第一の振動電界を形成した場合に比べてトナーの振動を抑制し且つ前記開口から現像領域で必要とされる予め決められたトナー量を飛翔させるように、少なくとも一部に前記第一の振動電界の振幅より小さい部位を含み周期的に変化する電界成分が含まれる第二の振動電界を前記第二の電極部材と前記トナー保持体との間に形成する第二の電界形成手段と、
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、
前記第二の振動電界の最大振幅は、前記第一の振動電界の最大振幅以下に設定されていることを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の現像装置において、
前記第一の電界形成手段は、前記第一の電極部材を直接又は予め決められた直流電圧を介して接地し、前記トナー保持体に交流電圧を印加することで、前記第一の電極部材と前記トナー保持体との間に前記第一の振動電界を形成し、
一方、前記第二の電界形成手段は、前記第二の電極部材と接地部位との間に前記トナー保持体に印加する交流電圧とは異なる交流電圧を印加することで、前記第二の電極部材及び前記トナー保持体夫々に印加する交流電圧の電位差によって前記第二の振動電界を形成す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３記載の現像装置において、
前記第二の電極部材に印加する交流電圧は、前記トナー保持体に印加する交流電圧と同位相に設定されていることを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項３記載の現像装置のうち前記第二の振動電界の最大振幅が前記第一の振動電界の最大振幅を超える態様において、
前記第二の電極部材に印加する交流電圧の周波数は、前記トナー保持体に印加する交流電圧の周波数とは異なる周波数に設定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又は２に記載の現像装置において、
前記第一の電界形成手段は、前記トナー保持体を直接又は予め決められた直流電圧を介して接地し、前記第一の電極部材に交流電圧を印加することで、当該第一の電極部材と前記トナー保持体との間に前記第一の振動電界を形成し、
一方、前記第二の電界形成手段は、前記第二の電極部材に前記第一の電極部材に印加する交流電圧とは異なる交流電圧を印加することで、当該第二の電極部材と前記トナー保持体との間に前記第二の振動電界を形成するようにしたことを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項６記載の現像装置において、
前記第二の振動電界は、前記第一の振動電界の周波数とは異なる周波数に設定されていることを特徴とする現像装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の現像装置において、
前記第一の電極部材及び前記第二の電極部材は、前記第一の電極部材と前記トナー保持体との最短となる間隙をＧ１とし、前記第二の電極部材と前記トナー保持体との最短となる間隙をＧ２としたときに、Ｇ１≦Ｇ２の関係を満たすように配置されていることを特徴とする現像装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載の現像装置において、
更に、前記第一の電極部材及び前記第二の電極部材は、前記トナー保持体に面する部位が絶縁性の被覆層で覆われていることを特徴とする現像装置。
【請求項１０】
静電潜像を保持して回転する像保持体と、
前記像保持体に対向して配置され且つ前記像保持体の静電潜像を現像する請求項１乃至９のいずれかに記載の現像装置と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の画像形成装置のうち前記第二の電極部材に前記トナー保持体の回転方向に対して並ぶ二列の開口が設けられる態様において、
前記第二の電極部材は、前記トナー保持体の回転方向に対して前記二列の開口間に位置する部位が前記像保持体に最近接するように配置されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１０記載の画像形成装置のうち前記第二の電極部材に一列の開口が設けられる態様において、
前記第二の電極部材は、前記開口に対応する部位が前記像保持体に最近接するように配置されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１０乃至１２のいずれかに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置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静電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、
このトナー保持体の外周面に対向して配置され、少なくとも一部が導電性部材にて構成され且つ当該導電性部材と前記トナー保持体との間でトナーを振動させる電界を形成するために用いられる第一の電極部材と、
この第一の電極部材と前記トナー保持体との間でトナーを振動させるように、周期的に変化する電界成分が含まれる第一の振動電界を前記第一の電極部材と前記トナー保持体との間に形成する第一の電界形成手段と、
前記像保持体と前記トナー保持体との間で現像に供される現像領域に面して設けられ、少なくとも一部が導電性部材にて構成され且つ当該導電性部材と前記トナー保持体との間でトナーを振動させる電界を形成するために用いられ、前記第一の電極部材に対し前記トナー保持体の回転方向下流側に延びるように絶縁部を介して設けられ且つ当該絶縁部に対応した部位からはトナーが通過不能となるように配置される第二の電極部材と、
この第二の電極部材のうち前記現像領域に対応する位置に開けられ、前記トナー保持体の回転方向に交差する幅方向に亘って連続的又は不連続的に形成されると共に前記像保持体に向かってトナーを通過させる開口と、
前記第二の電極部材と前記トナー保持体との間に前記第一の振動電界を形成した場合に比べてトナーの振動を抑制し且つ前記開口から現像領域で必要とされる予め決められたトナー量を飛翔させるように、少なくとも一部に前記第一の振動電界の振幅より小さい部位を含み周期的に変化する電界成分が含まれる第二の振動電界を前記第二の電極部材と前記トナー保持体との間に形成する第二の電界形成手段と、
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、
前記第二の振動電界の最大振幅は、前記第一の振動電界の最大振幅以下に設定されていることを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の現像装置において、
前記第一の電界形成手段は、前記第一の電極部材を直接又は予め決められた直流電圧を介して接地し、前記トナー保持体に交流電圧を印加することで、前記第一の電極部材と前記トナー保持体との間に前記第一の振動電界を形成し、
一方、前記第二の電界形成手段は、前記第二の電極部材と接地部位との間に前記トナー保持体に印加する交流電圧とは異なる交流電圧を印加することで、前記第二の電極部材及び前記トナー保持体夫々に印加する交流電圧の電位差によって前記第二の振動電界を形成す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３記載の現像装置において、
前記第二の電極部材に印加する交流電圧は、前記トナー保持体に印加する交流電圧と同位相に設定されていることを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項３記載の現像装置のうち前記第二の振動電界の最大振幅が前記第一の振動電界の最大振幅を超える態様において、
前記第二の電極部材に印加する交流電圧の周波数は、前記トナー保持体に印加する交流電圧の周波数とは異なる周波数に設定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又は２に記載の現像装置において、
前記第一の電界形成手段は、前記トナー保持体を直接又は予め決められた直流電圧を介して接地し、前記第一の電極部材に交流電圧を印加することで、当該第一の電極部材と前記トナー保持体との間に前記第一の振動電界を形成し、
一方、前記第二の電界形成手段は、前記第二の電極部材に前記第一の電極部材に印加する交流電圧とは異なる交流電圧を印加することで、当該第二の電極部材と前記トナー保持体との間に前記第二の振動電界を形成するようにしたことを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項６記載の現像装置において、
前記第二の振動電界は、前記第一の振動電界の周波数とは異なる周波数に設定されていることを特徴とする現像装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の現像装置において、
前記第一の電極部材及び前記第二の電極部材は、前記第一の電極部材と前記トナー保持体との最短となる間隙をＧ１とし、前記第二の電極部材と前記トナー保持体との最短となる間隙をＧ２としたときに、Ｇ１≦Ｇ２の関係を満たすように配置されていることを特徴とする現像装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載の現像装置において、
更に、前記第一の電極部材及び前記第二の電極部材は、前記トナー保持体に面する部位が絶縁性の被覆層で覆われていることを特徴とする現像装置。
【請求項１０】
静電潜像を保持して回転する像保持体と、
前記像保持体に対向して配置され且つ前記像保持体の静電潜像を現像する請求項１乃至９のいずれかに記載の現像装置と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の画像形成装置のうち前記第二の電極部材に前記トナー保持体の回転方向に対して並ぶ二列の開口が設けられる態様において、
前記第二の電極部材は、前記トナー保持体の回転方向に対して前記二列の開口間に位置する部位が前記像保持体に最近接するように配置されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１０記載の画像形成装置のうち前記第二の電極部材に一列の開口が設けられる態様において、
前記第二の電極部材は、前記開口に対応する部位が前記像保持体に最近接するように配置されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１０乃至１２のいずれかに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置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静電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１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２０１３−４４９４５（Ｐ２０１３−４４９４５Ａ）
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８２６９６（Ｐ２０１１−１８２６９６）
【出願日】平成２３年８月２４日（２０１１．８．２４）
【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２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２４日（２０１１．８．２４）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
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