現像装置及びこれを用いた画像形成装置
【課題】現像後のトナー保持体上の残留トナーに対する除去性能を改善する。
【解決手段】トナー保持体３と、潜像保持体１の潜像を現像する現像電界を形成する現像電界形成手段４と、トナー保持体３上に予め決められた層厚のトナー層を形成する層形成手段５と、現像領域ＤＲより下流側で且つ層形成手段５より上流側位置にてトナー保持体３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る電極部材７と、この電極部材７とトナー保持体３との間の残留トナーＴに作用し且つ予め決められた低い周波数で極性が交互に周期的に変化する低周波電界を形成し、トナー保持体３上の残留トナーＴが、前記低周波電界の周期に依存してトナー保持体３の回転方向に対して目視可能な寸法で縞状に並ぶ凸部Ｓに変化するように、トナー保持体３上の残留トナーＴを移動させる低周波電界形成手段８と、を備える。
【解決手段】トナー保持体３と、潜像保持体１の潜像を現像する現像電界を形成する現像電界形成手段４と、トナー保持体３上に予め決められた層厚のトナー層を形成する層形成手段５と、現像領域ＤＲより下流側で且つ層形成手段５より上流側位置にてトナー保持体３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る電極部材７と、この電極部材７とトナー保持体３との間の残留トナーＴに作用し且つ予め決められた低い周波数で極性が交互に周期的に変化する低周波電界を形成し、トナー保持体３上の残留トナーＴが、前記低周波電界の周期に依存してトナー保持体３の回転方向に対して目視可能な寸法で縞状に並ぶ凸部Ｓに変化するように、トナー保持体３上の残留トナーＴを移動させる低周波電界形成手段８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、現像剤規制部材（規制ブレード）への現像剤（トナー）の融着を防ぐため、現像剤担持体と現像剤規制部材との間に現像剤を断続的に供給することで現像剤規制部材を上下動させることを狙いとして、現像動作時以外の時間に、両者間に交流電界を作用させて現像剤を縞状にする技術が記載されている。
特許文献２には、現像後の現像剤担持体上の現像剤を一以上の線材で剥離する構成が記載され、線材には交流バイアス５００〜１５００Ｖｐｐ、５０〜５０００Ｈｚを印加することも記載されている。
特許文献３には、現像後の現像剤担持体に対して複数の接触部材を接触させ、上流側の接触部材に現像剤を回収する方向の直流バイアスを印加し、下流側に交番電界を印加する方式が記載され、上流側の接触部材としてフィルム状の部材を用い、下流側の接触部材としてローラ状の部材を用いて、交番電界としては２ｋＶｐｐ、２ｋＨｚを印加することが記載されている。
特許文献４には、現像後のトナー担持体上のトナーをトナー担持体から一旦剥離させて再付着させるため、対向電極を設け、この対向電極に振動電界を作用させることが記載され、振動電界としては現像バイアスの周波数２〜３ｋＨｚを作用させることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２５８３４５号公報（発明を実施するための最良の形態、図１）
【特許文献２】特開平６−５１６２３号公報（実施例、図５）
【特許文献３】特開平１０−３１９７２０号公報（実施例、図１）
【特許文献４】特開２００７−８６４４７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、現像後のトナー保持体上の残留トナーに対する除去性能を改善することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る発明は、潜像を保持する潜像保持体に対向して開口し且つ内部に現像剤としてのトナーが収容される収容容器と、この収容容器の前記開口に面した部位にて前記潜像保持体に対向して回転可能に設けられ且つ前記潜像保持体に対向する現像領域に向かってトナーを保持して搬送するトナー保持体と、前記潜像保持体と前記トナー保持体とが対向する前記現像領域に対し前記トナー保持体上のトナーにて前記潜像保持体の潜像を現像する現像電界を形成する現像電界形成手段と、前記トナー保持体に対して設けられ、前記現像領域に向かうトナー保持体上に予め決められた層厚のトナー層を形成する層形成手段と、前記トナー保持体の回転方向における前記現像領域より下流側で且つ前記層形成手段より上流側位置にて前記トナー保持体に対向して配置されると共に前記トナー保持体の回転方向に交差する方向に延びるように設けられ、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に電界を作用させるために用いられる電極部材と、この電極部材と前記トナー保持体との間の残留トナーに作用し且つ予め決められた低い周波数で極性が交互に周期的に変化する低周波電界を形成し、前記トナー保持体上の残留トナーが、前記低周波電界の周期に依存して前記トナー保持体の回転方向に対して目視可能な寸法で縞状に並ぶ凸部に変化するように、前記トナー保持体上の残留トナーを移動させる低周波電界形成手段と、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、前記低周波電界形成手段は、前記低周波電界を形成するに当たり、前記トナー保持体の周速をｖ（ｍｍ／秒）、前記低周波電界の周波数をｆ（Ｈｚ）、前記縞状に並ぶ凸部の一周期分の最小寸法をｄ（ｍｍ）としたときに、ｆ≦ｖ／ｄの関係を満たす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、前記電極部材は、前記層形成手段によって形成された前記トナー保持体上のトナー層の厚みを超える間隙を保って前記トナー保持体に対向して配置されたロール状部材である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乃至３のいずれかに係る現像装置において、前記電極部材のうち前記トナー保持体の回転方向に沿う前記低周波電界の作用域の幅をｍ（ｍｍ）、前記低周波電界のうち前記トナー保持体上の残留トナーを当該トナー保持体側に吸引する方向の電界成分が作用する時間に相当するトナー保持体の回転方向における移動距離をｎ（ｍｍ）としたときに、ｍ≧ｎの関係を満たす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、前記低周波電界形成手段は、前記低周波電界を形成するに当たり、トナーを前記トナー保持体側から前記電極部材側に吸引する電界成分をＥ１、トナーを前記電極部材側から前記トナー保持体側に吸引する電界成分をＥ２としたときに、Ｅ１≧Ｅ２の関係を満たす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４のいずれかに係る現像装置において、前記低周波電界形成手段は、前記低周波電界を形成するに当たり、前記低周波電界の一周期のうち、トナーを前記トナー保持体側から前記電極部材側に吸引する電界成分の作用時間をｔ１、トナーを前記電極部材側から前記トナー保持体側に吸引する電界成分の作用時間をｔ２としたときに、ｔ１≧ｔ２の関係を満たす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１乃至４のいずれかに係る現像装置において、前記現像電界形成手段は、予め決められた高い周波数で極性が交互に周期的に変化する高周波電界が含まれる現像電界を形成するものであり、前記低周波電界形成手段は、前記現像電界の高周波電界に近い周波数の高周波電界を前記電極部材に作用させ、前記二つの高周波電界の差分からなる低い周波数のうなり成分を前記低周波電界とした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、前記電極部材による電界作用領域は、前記現像領域の長手方向有効幅よりも長い寸法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、前記電極部材を移動可能に支持し且つ前記トナー保持体との間隙を変化させる間隙可変機構を更に備えることを特徴とする現像装置である。
請求項１０に係る発明は、請求項１乃至９のいずれかに係る現像装置のうち前記層形成手段がトナー保持体に接触してトナーを供給するトナー供給部材を有する態様において、前記トナー供給部材は、前記トナー保持体との接触部位で当該トナー保持体とは逆向きに回転するものであり、前記トナー供給部材と前記トナー保持体との間の前記トナー保持体の回転方向に沿う接触幅をｗ（ｍｍ）、前記低周波電界のうち前記トナー保持体上の残留トナーを当該トナー保持体側に吸引する方向の電界成分が作用する時間に相当するトナー保持体の回転方向における移動距離をｎ（ｍｍ）としたときに、ｗ＞ｎの関係を満たすことを特徴とする現像装置である。
請求項１１に係る発明は、潜像を保持する潜像保持体と、この潜像保持体上の潜像をトナーにて現像する請求項１乃至１０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。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に係る発明によれば、現像後のトナー保持体上の残留トナーに対する除去性能を改善できる。また、除去性能が改善されることに伴い、残留トナーに起因して生じる画像ゴースト現象や地肌かぶりなどの画像欠陥の発生を抑えることができる。
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、現像後のトナー保持体上の残留トナーに対し、目視可能な縞状に並ぶ凸部を生成するための低周波電界を容易に形成できる。
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、トナー保持体上の残留トナーに対し低周波電界を集中させて作用させることができる。
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、現像後のトナー保持体上の残留トナーを広範囲に亘って電極部材側に吸引させることができ、その分、縞状に並ぶ凸部でのトナー保持体に対する付着力を低減できる。
請求項５に係る発明によれば、トナー保持体上の残留トナーに対し剥がし方向の電界成分の作用を逆方向の電界成分以上に強く設定することができる。
請求項６に係る発明によれば、トナー保持体上の残留トナーに対し剥がし方向の電界成分の作用時間を逆方向の電界成分以上に長く設定することができる。
請求項７に係る発明によれば、現像電界として高周波電界が含まれる態様において、低周波電界の形成が容易に実現できる。
請求項８に係る発明によれば、トナー保持体の現像領域の長手方向の幅全域に面して残留するトナーに対する除去性能を改善することができる。
請求項９に係る発明によれば、電極部材とトナー保持体との間隙を変化させることができ、経時による残留トナー量の変動にも対応させることができる。
請求項１０に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、トナー供給部材とトナー保持体との接触部位にてトナー保持体上の残留トナーを有効に除去できる。
請求項１１に係る発明によれば、現像後のトナー保持体上の残留トナーに対する除去性能を改善できる画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明を具現化する実施の形態モデルに係る現像装置の概要を示す説明図であり、（ａ）は全体構成、（ｂ）は（ａ）の要部拡大である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は低周波電界による縞状に並ぶ凸部の形成過程を模式化した説明図である。
【図３】トナー供給部材による残留トナーに対する掻き取り作用を示す説明図であり、（ａ）及び（ｂ）は縞状に並ぶ凸部が形成された場合、（ｃ）及び（ｄ）は縞状に並ぶ凸部が形成されない場合を示す。
【図４】実施の形態１の画像形成装置の概要を示す説明図である。
【図５】実施の形態１の現像装置の概要を示す説明図である。
【図６】（ａ）は実施の形態１の電極部材の取り付け構造、（ｂ）は実施の形態１の低周波電界の波形を示す説明図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は本実施の形態における低周波電界による縞状に並ぶ凸部の形成過程を示す説明図である。
【図８】（ａ）は供給ロールと現像ロールとの接触部位を拡大した模式図、（ｂ）は供給ロールの断面拡大図、（ｃ）は供給ロール２３の断面の電顕写真である。
【図９】（ａ）〜（ｄ）は電極部材と現像ロールとの間隙が広い場合の縞状の凸部の形成過程を示す模式図である。
【図１０】（ａ）〜（ｄ）は電極部材と現像ロールとの間隙が狭い場合の縞状の凸部の形成過程を示す模式図である。
【図１１】（ａ）は低周波電界の変形例を示す説明図、（ｂ）は低周波電界の他の変形例を示す説明図、（ｃ）は（ｂ）により形成される縞状の凸部を示す。
【図１２】変形例としての現像装置の概要を示す説明図である。
【図１３】実施の形態２の現像装置の概要を示す説明図である。
【図１４】（ａ）〜（ｄ）は電極部材の作用域が凸部の幅に相当する場合のトナーの動きを示す模式図である。
【図１５】（ａ）〜（ｅ）は電極部材の作用域が凸部の幅を超える場合のトナーの動きを示す模式図である。
【図１６】（ａ）〜（ｄ）は電極部材の作用域が凸部の幅より短い場合のトナーの動きを示す模式図である。
【図１７】（ａ）は実施の形態３の現像装置の概要を示す説明図であり、（ｂ）は電極部材の断面拡大図である。
【図１８】実施の形態４の現像装置の概要を示す説明図である。
【図１９】実施の形態４における（ａ）は供給ロールと現像ロールとの接触部位を拡大した模式図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図である。
【図２０】実施の形態５の現像装置の概要を示す説明図である。
【図２１】実施の形態６の現像装置の概要を示す説明図である。
【図２２】実施の形態６における（ａ）は供給ロールと現像ロールとの接触部位を拡大した模式図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図である。
【図２３】実施の形態７の現像装置の概要を示す説明図である。
【図２４】実施の形態７での縞状に並ぶ凸部の形成過程を示す模式図であり、（ａ）は電極部材が一つの場合、（ｂ）は電極部材が二つの場合を示す。
【図２５】実施の形態８の現像装置の概要を示す説明図である。
【図２６】実施例の結果を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
◎実施の形態の概要
先ず、本発明が適用された現像装置の実施の形態の概要について、図１の本発明を具現化する実施の形態モデルに係る現像装置を用いて説明する。尚、図１（ａ）は全体構成を示し、（ｂ）は（ａ）の要部拡大を示す。
【００１０】
同図において、現像装置は、潜像を保持する潜像保持体１に対向して開口し且つ内部に現像剤としてのトナーＴが収容される収容容器２と、この収容容器２の前記開口に面した部位にて潜像保持体１に対向して回転可能に設けられ且つ潜像保持体１に対向する現像領域ＤＲに向かってトナーＴを保持して搬送するトナー保持体３と、潜像保持体１とトナー保持体３とが対向する現像領域ＤＲに対しトナー保持体３上のトナーＴを飛翔させて潜像保持体１の潜像を現像する現像電界を形成する現像電界形成手段４と、トナー保持体３に対して設けられ、現像領域ＤＲに向かうトナー保持体３上に予め決められた層厚のトナー層を形成する層形成手段５と、トナー保持体３の回転方向における現像領域ＤＲより下流側で且つ層形成手段５より上流側位置にてトナー保持体３に対向して配置されると共にトナー保持体３の回転方向に交差する方向に延びるように設けられ、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との間に電界を作用させるために用いられる電極部材７と、この電極部材７とトナー保持体３との間の残留トナーＴに作用し且つ予め決められた低い周波数で極性が交互に周期的に変化する低周波電界を形成し、トナー保持体３上の残留トナーＴが、前記低周波電界の周期に依存してトナー保持体３の回転方向に対して目視可能な寸法で縞状に並ぶ凸部Ｓに変化するように、トナー保持体３上の残留トナーＴを移動させる低周波電界形成手段８と、を備えている。
【００１１】
ここで、トナー保持体３の形状はロール形状であってもよいし、ベルト形状であってもよい。更に現像電界形成手段４による現像電界は、直流成分のみ、あるいは、直流成分に交流成分を重畳させたものであってもよい。また、トナー保持体３と潜像保持体１とは現像領域ＤＲにおいてトナーＴを介して接触していてもよい。
【００１２】
層形成手段５は、トナー保持体３上で現像領域ＤＲに向かうトナー層を形成するもので、トナー保持体３上に予め決められた厚さのトナー層を形成する手段であれば特に限定されず、例えばトナー保持体３にトナーＴを供給するトナー供給部材６と、このトナー供給部材６の下流側にてトナー保持体３上のトナー層厚を規制する層厚規制部材と、で構成されるものであってもよいし、トナーＴを供給するために例えば窪みを有する部材をトナー保持体３に近接して配置し、この部位の下流側に、トナー保持体３上のトナー層厚を規制する層厚規制部材を設ける等の態様が挙げられる。このような層形成手段５によって、縞状に並ぶ凸部Ｓの少なくとも一部がトナー保持体３から掻き取られるようになる。
【００１３】
電極部材７は、トナー保持体３に近接又は接触して配置されるもので、近接する態様にあっては、例えばロール状、板状等の部材を配置する態様が挙げられ、接触する態様にあっては、トナーＴが通過可能となるように弾性変形する例えばシート状部材を用いる態様が挙げられる。また、電極部材７は、トナー保持体３の回転方向に交差する方向に延びるように設けられればよいが、設置スペースを小さくしたり、構成を簡略化する点では交差方向のうちトナー保持体３の回転方向に直交する幅方向に延びるように設ければよい。更に、電極部材７の表面粗さは小さい方がよく、電極部材７の表面に対するトナーＴの固着が抑えられると共に電極部材７側に吸引されたトナーＴがトナー保持体３側へ容易に吸引されるようになる。
【００１４】
また、低周波電界形成手段８は、電極部材７を通過したときの残留トナーＴが縞状に並ぶ凸部Ｓに変化するような低周波電界を形成するもので、トナー保持体３と電極部材７との間に矩形波、正弦波等の極性が交互に周期的に変化する電界が適用される。更に、矩形波を適用させる場合には、そのデューティ比を変化させるようにすれば、縞状に並ぶ凸部Ｓの間隔が異なるようになる。更にまた、低周波電界形成手段８としては、例えば現像電界が高周波成分を含むものである場合、これに近い周波数の高周波成分を電極部材７に印加し、両者の差によって電極部材７とトナー保持体３の間に等価的なうなり成分が作用するようにしてもよく、このうなり成分が低周波電界になる。
【００１５】
ここでいう縞状に並ぶ凸部Ｓとは、図１（ｂ）に示すように、一つの凸部Ｓと、隣り合う凸部Ｓ間のトナー層の薄い部分とで一周期分となるもので、凸部Ｓの断面形状は、必ずしも断面矩形でなくてもよく、トナー保持体３の表面から突出する形状であればよい。また、縞状に並ぶ凸部Ｓとしては、視認できることが前提であり、通常、凸部Ｓの幅としては略０．５ｍｍ以上が適用される。
【００１６】
そして、縞状に並ぶ凸部Ｓに容易に変化させる観点からすれば、低周波電界形成手段８は、低周波電界を形成するに当たり、トナー保持体３の周速をｖ（ｍｍ／秒）、低周波電界の周波数をｆ（Ｈｚ）、縞状に並ぶ凸部Ｓの一周期分の最小寸法をｄ（ｍｍ）としたときに、ｆ≦ｖ／ｄの関係を満たすことが好ましい。これにより、一周期分の長さがｄｍｍ以上の縞模様（間隔を置いて凸部Ｓが並んでいる態様）が形成されるようになる。
【００１７】
ここで、縞状に並ぶ凸部Ｓの形成過程について図２を用いて説明する。ここでは、電極部材７とトナー保持体３との間で低周波電界が作用する領域を作用域ｘとして示し、トナー保持体３の周速をｖ、作用域ｘに作用する低周波電界のうち、トナーＴを電極部材７側に吸引する方向の電界成分をＥ１、トナーＴをトナー保持体３側に吸引する方向の電界成分をＥ２として矢印で示す。また、電極部材７とトナー保持体３との間隙は、層形成手段５によるトナー保持体３上の予め決められたトナー層厚（図中トナー保持体３上で新たに搬送された分の層厚を示す）よりも十分大きいものとして説明する。尚、ここではトナーＴとして負帯電トナーを用いた例を示しており、電界成分Ｅ１，Ｅ２の矢印と逆方向にトナーＴは吸引されるようになる。
【００１８】
同図において、先ず、電極部材７とトナー保持体３との間に、（ａ）のような状態でトナーＴがあるときを想定する。このときのトナーＴは、トナー保持体３の回転によって新たに搬送される分を示している。
このような状態において、（ｂ）に示すように、低周波電界としてトナーＴを電極部材７側に吸引する方向の電界成分Ｅ１が作用すると共にトナー保持体３が回転すると、トナーＴが電極部材７側へ吸引されることで、作用域ｘではトナーＴが堰き止められたトナー溜まり（図中Ｔｘで示すトナーが密状態となった部分）が形成される。このトナー溜まりが後述する一番目の凸部Ｓ１となる。
【００１９】
次に、低周波電界がトナーＴをトナー保持体３側へ吸引する方向の電界成分Ｅ２に切り替わると、（ｂ）の作用域ｘにあったトナー溜まりがそのまま下流側へ搬送され、トナー保持体３上の電極部材７より下流側には一番目の凸部Ｓ１が出現する。このとき、トナー溜まりのなくなった電極部材７に対しては、トナー保持体３上には新たに搬送されたトナーＴがあるため、作用域ｘにはこのトナーＴがもたらされる。
次に、低周波電界が、再び、トナーＴを電極部材７側に吸引する方向の電界成分Ｅ１に切り替わると、（ｄ）に示すように、一番目の凸部Ｓ１はそのまま下流側に搬送され、作用域ｘには新たなトナー溜まりが発生するようになる。そして、このトナー溜まりが二番目の凸部Ｓ２を形成するようになる。
このような作用を繰り返すことで、トナー保持体３上の電極部材７より下流側には、縞状に並ぶ凸部Ｓが出現するようになる。
【００２０】
このように、トナー保持体３上の残留トナーＴに対して縞状に並ぶ凸部Ｓが形成されると、トナー保持体３からのトナーＴの除去性能が向上する。このことについて、今、層形成手段５がトナー保持体３に接触するトナー供給部材６を有する態様を例にして説明する。トナー保持体３上にこのような縞状に並ぶ凸部Ｓが形成されたときのトナー保持体３とトナー供給部材６との接触部位でのトナーＴの掻き取り作用は次のように推定される。図３（ａ）及び（ｂ）はトナー供給部材６によってトナー保持体３上の縞状に並ぶ凸部Ｓの掻き取り作用を示す説明図であり、（ａ）は構成、（ｂ）は掻き取り時の作用を示す。
【００２１】
トナー保持体３上に縞状に並ぶ凸部Ｓが形成されているため、凸部Ｓがトナー供給部材６との接触部位に到達する前に、先ず、トナー供給部材６は、トナーＴの付着が少ない部分に接触する。そのため、次の凸部Ｓに対しては、トナー供給部材６によってトナー保持体３のほぼ表面から凸部Ｓを押す力Ｆ（掻き取り力に相当）が作用するようになり、凸部Ｓに対するせん断力となって、凸部Ｓがトナー保持体３から容易に掻き取られる。また、トナー保持体３とトナー供給部材６との間には、凸部Ｓが間隔を置いて到達するため、トナー供給部材６もその径方向に振動するようになり、トナー供給部材６の表面の清浄性も確保され易くなる。
【００２２】
これに対し、図３（ｃ）及び（ｄ）は、比較例として電極部材７（図示せず）とトナー保持体３との間に低周波電界を作用させない場合の説明図であり、（ｃ）が構成、（ｄ）は掻き取り時の作用を示す。この場合、（ａ）及び（ｂ）のときとは異なり、トナーＴに縞状に並ぶ凸部Ｓが形成されていないため、トナーＴの付着が少ない部分が形成されず、トナーＴがトナー供給部材６とトナー保持体３の間に潜り込み易くなる。そのため、トナー供給部材６によるトナーＴの掻き取り力Ｆは、トナーＴの表面を滑るようになり、十分な掻き取り性能が発揮されない。また、トナーＴに対して縞状に並ぶ凸部Ｓが形成されていないため、トナー供給部材６の径方向に対する振動も期待されず、トナー供給部材６の清浄性も振動が加えられた場合よりも低下する。それ故、現像領域ＤＲを経た後のトナー保持体３上の残留トナーＴに低周波電界を作用させることの有効性が確認される。
【００２３】
そして、層形成手段５としてこのようなトナー供給部材６を用いる場合、トナー供給部材６としては、トナー保持体３にトナーを供給できれば、トナー保持体３に接触していてもよいし、トナー保持体３から離間していてもよい。トナー供給部材６によるトナー保持体３へのトナーＴの供給がなされることで、トナー保持体３上の残留トナーＴの少なくとも一部がトナー保持体３から掻き取られる作用を奏する。そして、トナー供給部材６は、トナー保持体３にトナーを直接供給する態様であってもよいし、あるいは、トナーＴを間接的に供給する、例えば二成分現像剤のうちのトナーＴを供給する態様であってもよい。更に、トナー供給部材６としては、トナー供給部材６とトナー保持体３との間にトナーＴを供給できる構成であればよい。尚、トナー供給部材６より上流側にトナー保持体３上の残留トナーＴを掻き取る掻き取り部材を有する態様においては、トナー供給部材６によるトナーＴの掻き取り作用がなくてもよい。
【００２４】
また、図１において、電極部材７とトナー保持体３との間で低周波電界を有効に作用させる観点からすれば、電極部材７は、層形成手段５によって形成されたトナー保持体３上のトナー層の厚みを超える間隙を保ってトナー保持体３に対向して配置されたロール状部材とすることが好ましい。この場合、両者の間で低周波電界が作用する領域を集中させ易く、結果的に低周波電界を集中させ易くなる。
【００２５】
更に、縞状に並ぶ凸部ＳにおけるトナーＴのトナー保持体３への付着力を低減する観点からすれば、電極部材７のトナー保持体３の回転方向に沿う低周波電界の作用域の幅をｍ（ｍｍ）、低周波電界のうちトナー保持体３上の残留トナーＴをトナー保持体３側に吸引する方向の電界成分が作用する時間に相当するトナー保持体３の回転方向における移動距離をｎ（ｍｍ）としたときに、ｍ≧ｎの関係を満たすことが好ましい。このように作用域の幅ｍが移動距離ｎ以上であれば、トナー保持体３上の残留トナーＴは電極部材７側に吸引される方向の電界成分の作用を受けるようになり、縞状に並ぶ凸部Ｓが形成される際、トナーＴのトナー保持体３への付着力が低減されるようになる。一方、作用域の幅ｍが移動距離ｎより短い場合には、縞状に並ぶ凸部Ｓが形成される際、電極部材７側に吸引される方向の電界成分の作用を受けない部位が生じ、この部位でのトナー保持体３に対するトナーＴの付着力が低減されないようになる。尚、この作用については後述する。
【００２６】
そして、残留トナーＴに対してこのような縞状に並ぶ凸部Ｓを形成し易くする観点からすれば、低周波電界形成手段８は、低周波電界を形成するに当たり、トナーＴをトナー保持体３側から電極部材７側に吸引する電界成分をＥ１、トナーＴを電極部材７側からトナー保持体３側に吸引する電界成分をＥ２としたときに、Ｅ１≧Ｅ２の関係を満たすことが好ましい。このとき、代表的にはＥ１＝Ｅ２とする態様が挙げられ、低周波電界が交流成分のみで実現される。また、Ｅ１＞Ｅ２とすれば、残留トナーＴの帯電量分布が広くなっても電極部材７側に吸引させ易くなる。
【００２７】
また、残留トナーＴに対してこのような縞状に並ぶ凸部Ｓを形成し易くする他の観点からすれば、低周波電界形成手段８は、低周波電界を形成するに当たり、低周波電界の一周期のうち、トナーＴをトナー保持体３側から電極部材７側に吸引する電界成分の作用時間をｔ１、トナーＴを電極部材７側からトナー保持体３側に吸引する電界成分の作用時間をｔ２としたときに、ｔ１≧ｔ２の関係を満たすことが好ましい。このとき、代表的にはｔ１＝ｔ２の態様が挙げられ、このようなデューティ比を５０％とする矩形波の形成は容易となる。また、正弦波の適用も容易になる。更に、例えばｔ１＞ｔ２とすれば、縞状の一周期に占める凸部Ｓの割合を小さくすることができ、例えば残留トナーＴの量が少ない場合であっても幅が狭く高さが高い凸部Ｓが形成されるようになる。
【００２８】
更に、低周波電界の形成をし易くする観点から、現像電界形成手段４が、予め決められた高い周波数で極性が交互に周期的に変化する高周波電界が含まれる現像電界を形成するものである場合、低周波電界形成手段８は、現像電界の高周波電界に近い周波数の高周波電界を電極部材７に作用させ、二つの高周波電界の差分からなる低い周波数のうなり成分を低周波電界とすることが好ましい。通常、ある周波数の高周波成分とこれに近似する周波数の高周波成分とを作用させると、両者の差分の周波数のうなりが発生する。また、高周波成分との間で低周波成分を作り出す高周波を形成することはたやすくないため、このようなうなり成分を利用することで、低周波電界の形成が容易になる。
【００２９】
また、残留トナーＴの除去性能を改善する観点から、電極部材７による電界作用領域は、現像領域ＤＲの長手方向有効幅よりも長い寸法に設定されていることが好ましい。これによれば、現像領域ＤＲに対する残留トナーＴの除去性能が改善され、現像時の現像領域ＤＲでの現像が安定化するようになる。
【００３０】
更に、残留トナー量に応じた縞状に並ぶ凸部Ｓを形成する観点からすれば、電極部材７を移動可能に支持し且つトナー保持体３との間隙を変化させる間隙可変機構を更に備えることが好ましい。例えばジャム等によりトナー保持体３上のトナーＴが現像領域ＤＲにて消費されない場合と、通常の現像が行われてトナー保持体３上のトナーＴが消費された場合とで電極部材７を移動させるようにしてもよいし、例えば写真画像と文字画像とでトナー消費量が異なる場合などに適用することで、電極部材７通過後に縞状に並ぶ凸部Ｓの形成が容易になる。
【００３１】
このような縞状に並ぶ凸部Ｓを形成する際、層形成手段５がトナー保持体３に接触してトナーＴをトナー保持体３に供給するトナー供給部材６を備える態様にあって、除去性能を向上させる観点からすれば、図１（ｂ）に示すように、トナー供給部材６は、トナー保持体３との接触部位でトナー保持体３とは逆向きに回転するものであり、トナー供給部材６とトナー保持体３との間のトナー保持体３の回転方向に沿う接触幅をｗ（ｍｍ）、低周波電界のうちトナー保持体３上の残留トナーＴをトナー保持体３側に吸引する方向の電界成分が作用する時間に相当するトナー保持体３の回転方向における移動距離をｎ（ｍｍ）としたときに、ｗ＞ｎの関係を満たすことが好ましい。これによれば、トナー供給部材６の表面は、トナーＴの付着が少ない部位にてトナー供給部材６上のトナーＴがトナー保持体３側へ移行され、これによりトナー供給部材６の表面は、トナーＴの付着が殆どない、あるいはあっても少量のトナーＴが付着している表面となり、続く凸部Ｓに対しては、このトナーＴの付着が殆どないトナー供給部材６の表面にて凸部Ｓの底の方から掻き取るようになる。また、このとき、一周期に占めるトナー保持体３上の残留トナーＴをトナー保持体３側に吸引する方向の電界成分が作用する時間が半分以下である方が好ましい。
【００３２】
更に、電極部材７より上流側にトナー保持体３と接触又は近接して配置される部材を設け、この部材とトナー保持体３との間にトナー保持体３上のトナーＴを除電するための除電電界を作用させるようにしてもよい。この場合、除電電界としては、例えば残留トナーＴの帯電電荷を打ち消す方向の電界を作用させればよい。
【００３３】
このような現像装置を画像形成装置に適用するには、潜像を保持する潜像保持体１と、潜像保持体１上の潜像をトナーＴにて現像する現像装置とを備える態様にあって、この現像装置として、上述の現像装置を備えるようにすればよい。
【００３４】
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、一例として前述の実施の形態の概要で説明した現像装置が適用された実施の形態１に係る画像形成装置の概要を示す説明図である。
本実施の形態の画像形成装置は、潜像保持体としての感光体１０を有し、感光体１０の周りに、感光体１０の表面を予め決められた電位に帯電する帯電装置１１、この帯電装置１１にて帯電された感光体１０に対し、潜像形成のための露光を行う露光装置１２、露光によって形成された潜像に対してトナーを用いて現像する現像装置２０、現像された感光体１０上のトナー像を図示外の記録材供給部から供給された記録材Ｐ上に転写する転写装置１４、転写後の感光体１０上の残留トナーを清掃する清掃装置１５等が適宜配置されている。また、転写装置１４にて記録材Ｐ上に転写されたトナー像は、定着装置１６にて定着がなされ、定着後の記録材Ｐは図示外の排出部位に排出されるようになっている。
【００３５】
このような画像形成装置における現像装置２０は、図５のように構成されている。感光体１０に対向して開口し且つ内部に現像剤としてのトナーが収容される収容容器２１と、この収容容器２１の前記開口に面した部位にて感光体１０に対向して回転可能に設けられ且つ感光体１０に対向する現像領域に向かってトナーを保持して搬送するトナー保持体としての現像ロール２２とが設けられている。また、本実施の形態の現像装置２０では、層形成手段として、現像ロール２２の回転方向における前記現像領域より上流側位置にて現像ロール２２に対向して設けられ且つ現像ロール２２にトナーを供給する供給ロール２３と、現像ロール２２の回転方向における供給ロール２３より下流側で現像ロール２２に対向して設けられ且つ現像領域に向かう現像ロール２２上のトナー層厚を規制する層厚規制部材２４と、を備えている。更に、現像装置２０には、現像ロール２２の回転方向における前記現像領域より下流側で且つ供給ロール２３より上流側位置にて現像ロール２２に近接して配置される電極部材２６と、電極部材２６より上流側の収容容器２１に一端が固定されると共に他の一部が現像ロール２２に接触するように設けられ、トナーの収容容器２１外への漏れを塞ぐシート状のシール部材２５等を備えている。
【００３６】
本実施の形態における現像ロール２２は、例えばカーボンブラック等の導電性フィラーによって体積抵抗値が調整された弾性ゴム材料を周面に有するものが採用されているが、これに限られず、体積抵抗値が調整された部材でその周面にトナーを保持して搬送できるものであれば、例えば金属材料を用いるようにしても差し支えない。
【００３７】
また、供給ロール２３は、現像ロール２２との接触部位で現像ロール２２とは異なる方向に回転するもので、例えば体積抵抗値が調整された発泡材料で構成された発泡ロールが採用されているが、これに限られず、表面に凹凸のあるロール部材であってもよい。本実施の形態では、このような供給ロール２３を用いることで、供給ロール２３が現像ロール２２にトナーを供給すると共に現像ロール２２上の残留トナーの掻き取りも行うようになっている。
【００３８】
本実施の形態の層厚規制部材２４は、現像ロール２２の回転方向における下流側の一端が収容容器２１に固定されると共に、他端側が現像ロール２２の回転方向とは逆方向に向かって延びる自由端となっており、本例では供給ロール２３側に向かって延びるように構成されている。層厚規制部材２４は、例えば、ステンレス合金やリン青銅合金からなる金属製板ばねに後述する帯電電界が印加されるようになっており、供給ロール２３によって供給された現像ロール２２上のトナーに対し、層厚を規制すると共に予め決められた帯電量に帯電するようになっている。
【００３９】
そして、本実施の形態の電極部材２６は、図６（ａ）に示すように、現像ロール２２から例えば１００〜４００μｍの間隙を持って固定的に設置されたロール状部材で構成されており、現像ロール２２の現像領域の有効幅Ｌを超える長さまで延びるように設けられている。更に、電極部材２６の両端部２６ａ，２６ｂにて収容容器２１側に固定されるようになっており、一方の端部２６ａ側には、後述する低周波電源３４が接続されている。更に、本実施の形態の電極部材２６は、その表面の算術平均粗さＲａが５μｍ以下となるように仕上げられている。また、シール部材２５は、例えば厚さ５０〜１００μｍのポリエステルシートで構成されている。
【００４０】
本実施の形態における現像装置２０には、各種の電源が次のように接続されている。
図５に示すように、感光体１０と現像ロール２２との対向部の現像領域に対し現像ロール２２上のトナーにて感光体１０の潜像を現像する現像電界を形成するための現像電界形成手段が設けられている。本実施の形態の現像電界形成手段としては、感光体１０が接地される一方、現像ロール２２には現像電界を印加する現像電源３１が接続されている。また、現像ロール２２と供給ロール２３の間には、供給ロール２３上のトナーを現像ロール２２に供給するための供給電界を印加する供給電源３２が接続されている。更に、層厚規制部材２４には、現像ロール２２上で層厚規制されたトナー層に対し予め決められた帯電量が与えられるように帯電電界を印加する帯電電源３３が接続されている。
【００４１】
そして、本実施の形態では、電極部材２６と現像ロール２２との間の残留トナーに作用し、予め決められた低い周波数で極性が交互に周期的に変化する低周波電界を形成し、現像ロール２２上の残留トナーを、低周波電界の周期に依存して現像ロール２２の回転方向に対して目視可能な寸法で縞状に並ぶ凸部に変化するように、現像ロール２２上の残留トナーを移動させる低周波電界形成手段としての低周波電源３４が接続されている。
【００４２】
本実施の形態の低周波電源３４としては、図６（ｂ）に示すように、＋Ｖ１電位と−Ｖ１電位との間で互いに半周期のｔ１時間で反転するような低周波の矩形波が適用されている。そのため、負帯電トナーを使用したときに現像後の現像ロール２２上の残留トナーに対して、電極部材２６側にトナーを吸引する方向の電界（＋Ｖ１の電位側）と、現像ロール２２側にトナーを吸引する方向の電界（−Ｖ１の電位側）とが、交互に周期的に変化するようになっている。尚、ここでは、トナーは負に摩擦帯電するものとしている。
【００４３】
このような構成の現像装置２０における作用について説明する。
図５に示すように、収容容器２１内のトナーは、供給ロール２３の回転によって供給ロール２３の周面に保持されながら、供給ロール２３と現像ロール２２との接触部位に向かって搬送される。供給ロール２３と現像ロール２２との接触部位では、両者が互いに逆向きに回転し、供給されるトナーは現像ロール２２上に付着させられる。
【００４４】
現像ロール２２上に移動したトナーは、層厚規制部材２４によって現像ロール２２上で層厚が規制され、予め決められた厚さのトナー層として現像ロール２２上を現像領域に向かって搬送される。このとき、層厚規制部材２４による帯電電界によって、トナーには予め決められた帯電量が与えられる。尚、図中の矢印Ａは、層厚規制部材２４によって規制されたトナーの流れを示している。
【００４５】
現像ロール２２上で層厚規制がなされたトナー層は、そのまま現像領域に達し、感光体１０上の画像部に対応する部位ではトナーが多く消費され、現像ロール２２上には少しのトナーが残るかあるいは完全に消費されて現像ロール２２表面が露出する。これに対し、非画像部ではトナーの消費が殆どなされず、現像ロール２２上には多くのトナーが残る。その結果、現像後の現像ロール２２上では、現像にてトナーが消費された部位と消費されなかった部位とが混在する形となって、そのまま下流側のシール部材２５に向かって搬送される。そして、現像ロール２２上の残留トナーはシール部材２５を抜けてそのまま電極部材２６との対向部位に到達する。
【００４６】
図７（ａ）〜（ｃ）は、電極部材２６と現像ロール２２との間に、低周波電界を作用させたときの残留トナーの動きを表したものである。尚、ここでは、電極部材２６と現像ロール２２との間で低周波電界が有効に作用する作用域をｘとして示している。
【００４７】
（ａ）は、残留トナーを電極部材２６側に吸引する方向の電界が作用している状態を示しており、このとき、作用域ｘでは、トナーは電極部材２６側に吸引されてトナーが疎状態となる。図中、斜線を付したトナーが電極部材２６側に吸引され、一部のトナー（図中斑点を付したトナー）が現像ロール２２側に残り、両者間には隙間が形成される。そして、現像ロール２２の回転に伴って、斑点を付したトナーは作用域ｘから下流側に搬送されるが、作用域ｘには新たなトナー（図中白抜きのトナー）が搬送されて隙間を埋めるようになり、トナーは密状態となる。このとき、作用域ｘより現像ロール２２上の下流側には、トナー量の少ない層（図中斑点を付したトナーが主体となる）が出現し、これが後述する縞状の凸部Ｓの間のトナーの付着が少ない凹部Ｒとして形成される（（ｂ）参照）。
【００４８】
次に、（ｂ）のように、トナーを現像ロール２２側に吸引する方向の電界が作用すると、作用域ｘの隙間が埋められ密状態となったトナー層（図中斜線を付したトナーと白抜きのトナーとで構成される）は、現像ロール２２側に吸引され、現像ロール２２の回転に伴って、下流側に移動するようになる。
（ｃ）は、再び、電極部材２６側にトナーを吸引する方向の電界が作用した状態を示しており、作用域ｘでは（ａ）と同様に、トナーの疎状態を示している。このとき、作用域ｘより下流側では、（ｂ）で形成された密状態のトナーが現像ロール２２の回転に伴って移動するため、この密状態となったトナーの領域が凸部Ｓを形成する。
【００４９】
そして、このような動作を繰り返すことで、現像ロール２２の電極部材２６より下流側部位には、低周波電界の半周期分（低周波電界のうち電極部材２６側にトナーを吸引する方向の電界作用が作用する時間）に相当するトナーが殆ど付着していない凹部Ｒと、低周波電界の残りの半周期分（低周波電界のうち現像ロール２２側にトナーを吸引する方向の電界作用が作用する時間）に相当するトナーが積層された凸部Ｓとが繰り返し形成され、連続した縞模様が出現するようになる。
【００５０】
このようにして形成された現像ロール２２上の縞模様は、供給ロール２３と現像ロール２２とのニップ域にて掻き取られるようになる。現像ロール２２から掻き取られたトナーは、図５に示すように、収容容器２１内に落下し、その後、再び供給ロール２３を経由して現像に供されるようになる。
【００５１】
次に、現像ロール２２上の残留トナーを掻き取る理由について説明する。
一般に、現像時には、感光体１０上の画像によって、例えばベタ画像では現像ロール２２上のトナーのうち多くのトナーが感光体１０側へ移動する一方、ハイライト画像では現像ロール２２上のトナーのわずかな量しか感光体１０側へ移動しない。その結果、現像を終えた現像ロール２２上の残留トナーには、現像した画像に合わせたトナー量の分布が生じる。
【００５２】
このようなトナー量の分布が残存した状態の現像ロール２２から、残留トナーを掻き取り、新たに供給されるトナーで次の画像を現像することで、画像に対するゴースト等の画質劣化の発生は抑えられる。しかしながら、残留トナーの掻き取りが不十分な場合、現像ロール２２上に新たに供給されるトナーは残留トナーに影響される。そのため、例えばベタ画像を形成した後にハイライト画像を形成するような場合に、出力したハイライト画像に前のベタ画像部分が薄く現れたりするような所謂ゴーストが発生し易い。
【００５３】
本実施の形態では、現像後の現像ロール２２上に残留した残留トナーに対して、低周波電界を作用させて縞状に並ぶ凸部を形成することで、供給ロール２３による残留トナーの掻き取り性能が向上し、ゴーストの発生が抑えられるようになる。
【００５４】
そして、このような現像装置２０における縞模様の凹部及び凸部の大きさについて考えると、低周波電界のうち現像ロール２２上の残留トナーを電極部材２６側に吸引する方向の電界成分が作用する時間に相当する現像ロール２２の移動距離が現像ロール２２の回転方向に沿う凹部の幅となり、一方、低周波電界のうち現像ロール２２上の残留トナーを現像ロール２２側に吸引する方向の電界成分が作用する時間に相当する現像ロール２２の移動距離が現像ロール２２の回転方向に沿う凸部の幅となる。以下では、これらの凹部の幅、凸部の幅を用いて説明する。
【００５５】
このような凹部や凸部の幅寸法は、現像ロール２２の周速にも関係し、低周波電界の周波数を一定にした場合、周速が速ければ凹部及び凸部の幅寸法は概して大きくなり易い。一方、周速が遅ければ凹部及び凸部の幅寸法は概して小さくなり易い。そのため、縞模様の一周期分（縞状に並ぶ凸部の一周期分に相当するもので、凹部の幅寸法＋凸部の幅寸法に相当する）の長さをＬ（ｍｍ）としたとき、低周波電界の周波数ｆ（Ｈｚ）としては、現像ロール２２の周速ｖ（ｍｍ／秒）との関係で、ｆ＝ｖ／Ｌとすればよい。
【００５６】
例えば縞模様の一周期分の長さＬを例えば目視可能な最小寸法として１ｍｍを採用すれば、ｆ＝ｖ／１となる。そのため周波数ｆとしてはこれ以下の小さな値となる。仮に、周波数ｆが高すぎると、目視可能な縞模様が形成されないばかりか、高い周波数では、トナーはどちらかというとその場で微小振動し、電極部材２６によってトナーが堰き止められることなく、電極部材２６の下流側には縞模様が形成されないようになる。したがって、低周波電界の周波数ｆとしてはある程度低い周波数が適用される。
【００５７】
次に、凸部の幅について詳述する。
本実施の形態の低周波電界は、現像ロール２２上のトナーを電極部材２６側に吸引する電界と、反対に現像ロール２２側に吸引する電界とを交互に作用させるもので、その場合の周波数ｆ（Ｈｚ）は、次のようにして決定されている。
今、現像ロール２２の周速をｖ（ｍｍ／秒）とし、縞状に並ぶ凸部の一周期分の長さが約４ｍｍ（縞模様の凹部及び凸部の幅が共に約２ｍｍ）となるように、その周波数ｆはｆ＝ｖ／４としている。現像ロール２２の周速ｖが例えば３３０ｍｍ／秒であるとすると、このときの周波数ｆは８２．５Ｈｚとなる。
【００５８】
ここで、縞模様の凹部及び凸部の幅寸法を２ｍｍとしたのは、次の理由による。
図８（ａ）は、本実施の形態における現像ロール２２と供給ロール２３との接触部位（ニップ域）に対し、縞模様が形成されている（凹部Ｒ及び凸部Ｓが順次形成されている）様子を示している。このとき、ニップ域の現像ロール２２の回転方向に沿う長さ（接触幅）は、例えば４．２ｍｍとなっている。そのため、縞模様の凹部Ｒ及び凸部Ｓの幅寸法として、ニップ域の接触幅の略１／２となる２ｍｍを採用している。
【００５９】
今、図８（ａ）のように、現像ロール２２と供給ロール２３とのニップ域内に縞模様の一組の凹部Ｒ及び凸部Ｓが侵入した状態を仮定する。つまり、ニップ域の現像ロール２２の回転方向における下流側に凹部Ｒ、上流側に凸部Ｓが位置している場合、供給ロール２３による縞状に並ぶ凸部Ｓの掻き取り作用は次のように推定される。
【００６０】
供給ロール２３から現像ロール２２に供給するためのトナーを外周に保持している供給ロール２３に対して、先ず、ニップ域では凹部Ｒが存在するため、供給ロール２３上のトナーはほぼ現像ロール２２側へ移行し、この部位での供給ロール２３表面は、トナーが殆どないか、少ない量のトナーしか残っていない状態となる。そのため、凸部Ｓに対して供給ロール２３の表面が現像ロール２２の表面に直接接触するようになり、凸部Ｓに対しては現像ロール２２のほぼ表面から押すようになり、結果的に凸部Ｓは容易に掻き取られるようになる。
【００６１】
本実施の形態では、縞状に並ぶ凸部Ｓの一周期分の長さ（縞模様の凹部Ｒ及び凸部Ｓからなる一組の幅寸法に相当する）が、現像ロール２２と供給ロール２３とのニップ域に対して略同じとなるように設定したが、縞模様の大きさとしてはこれに限られず、凹部Ｒ及び凸部Ｓの一組の幅寸法において、凹部Ｒの幅寸法が凸部Ｓの幅寸法以上であるときに、凸部Ｓの幅寸法がニップ域に入る寸法であればよい。この場合、供給ロール２３の表面のうち、縞模様の凹部Ｒにてトナーが現像ロール２２側に移行し、供給ロール２３の部材面が現れた部分で次の凸部Ｓに接触するようになり、凸部Ｓの掻き取り性能が発揮されるようになる。仮に、凸部Ｓがニップ域を超える長さの場合には、ニップ域全域に亘って凸部Ｓが及ぶことも想定され、凸部Ｓがニップ域より短い場合に比べて掻き取り性能が低下する虞がある。
【００６２】
そして、このような縞模様において、凸部Ｓの幅は、短くても差し支えないが、供給ロール２３の表面性からすると、次のようになる。
図８（ｂ）は、本実施の形態における供給ロール２３と現像ロール２２との接触部位を拡大した模式図であり、供給ロール２３表面は、発泡体の各セル２３ａの部分と、セル２３ａ間を繋ぐ骨格部２３ｂとで構成されている。また、（ｃ）は、供給ロール２３の断面の電顕写真を示しており、図の左側が表面側となっている。
このような供給ロール２３では、セル２３ａの幅ｚの中に凸部Ｓが存在すると、現像ロール２２からの凸部Ｓの掻き取り性能が低下することから、凸部Ｓの幅寸法としては、このセル２３ａの幅ｚを超えることが必要となる。このようなセル２３ａの幅ｚとしては、通常、０．３ｍｍ程度であることから、凸部Ｓの幅としては、０．３ｍｍを超えるものであればよい。
【００６３】
一方、一般的に、画像上のかぶりや濃度むらは、そのピッチが、作像方向で０．５ｍｍ以上になると急激に可視化されることから、縞模様における凹部Ｒ及び凸部Ｓの幅も、夫々が０．５ｍｍ以上になれば容易に可視化される。また、この０．５ｍｍは、供給ロール２３のセル幅ｄよりも大きく、それ故、縞模様における一組の凹部Ｒ及び凸部Ｓの幅としては、合わせて１ｍｍ以上であればよい。
【００６４】
以上のような点を考慮すると、本実施の形態において、現像ロール２２の周速ｖを仮に３３０ｍｍ／秒とした場合には、低周波電界の周波数ｆの上限値は、縞状に並ぶ凸部Ｓの一周期分の長さを１ｍｍとしたときの３３０Ｈｚであり、下限値は、現像ロール２２と供給ロール２３との接触幅を４ｍｍとすると、凸部Ｓの幅を４ｍｍとした一周期分の長さを８ｍｍとしたときの４１．２５Ｈｚとなる。
また、上限値のより好ましい値としては、縞模様を明瞭にし、残留トナーが少ない状態でも凸部Ｓにおけるある程度の高さを確保することを想定すると、一周期分の長さを４ｍｍとしたときの８２．５Ｈｚとなる。
【００６５】
一方、電極部材２６と現像ロール２２との間隙については、広い場合と狭い場合が想定される。
図９は、電極部材２６と現像ロール２２との間隙Ｄが広い場合の縞模様について説明したものである。ここでは、現像ロール２２上に厚さＴｔの残留トナーがあり、低周波電界の半周期毎にαの領域分のトナーが搬送されるものとする。また、電極部材２６と現像ロール２２との間隙Ｄは、Ｄ＞２Ｔｔとなっており、低周波電界の一周期では、電極部材２６に吸引されたトナーが現像ロール２２に接触しない程度となっている。
【００６６】
このような状態で、今、（ａ）のように、低周波電界Ｅがトナーを電極部材２６側に吸引する方向であるとき、電極部材２６の作用域ｘには、一周期分のトナーが吸引される。このとき、電極部材２６より下流側には、電極部材２６に吸引されたトナーのαに相当する領域（図中二点鎖線部分で電極部材２６に吸引されなかった場合に出現したであろう部分）が存在し、これが、第一の凹部Ｒ１となる。また、周速ｖで移動する現像ロール２２によって搬送されるトナーは図中左側から搬送されるため、作用域ｘにおけるトナー溜まり（図中Ｔｘで示す部分）は電極部材２６に吸引されるトナーはその上流側が厚くなる。
【００６７】
次に、（ｂ）のように、低周波電界Ｅが反転すると、（ａ）における作用域ｘにて電極部材２６に吸引されていたトナーが現像ロール２２側に吸引されて搬送され、現像ロール２２上の電極部材２６より下流側には凸状にトナーが付着した第一の凸部Ｓ１が形成される。このとき、電極部材２６に対向する位置には新たなトナーが到達している。
【００６８】
更に、低周波電界Ｅが反転すると、（ｃ）のように、トナーが電極部材２６側に吸引され、現像ロール２２上の電極部材２６より下流側には、第二の凹部Ｒ２が形成されるようになる。そして、（ｄ）のように、低周波電界Ｅが、トナーを現像ロール２２側へ吸引する方向に反転すると、（ｃ）で電極部材２６に吸引されたトナーが現像ロール２２側に吸引され、現像ロール２２上の電極部材２６より下流側には第二の凸部Ｓ２が形成される。
このように、電極部材２６と現像ロール２２との間隙Ｄが十分確保されている場合、トナーは電極部材２６に安定的に吸引されるため、凸部Ｓも安定した形状が確保されるようになる。
【００６９】
一方、図１０は、電極部材２６と現像ロール２２との間隙Ｄが狭い場合の縞模様について説明したものである。ここでは、電極部材２６と現像ロール２２との間隙Ｄは、Ｄ＜２Ｔｔとなっており、低周波電界の一周期では、電極部材２６に吸引されたトナーが電極部材２６と現像ロール２２との間隙を遮蔽する程度のものとなっている。
【００７０】
このような状態で、今、（ａ）のように、低周波電界Ｅがトナーを電極部材２６側に吸引する方向であるとき、電極部材２６の作用域ｘには、一周期分のトナーが吸引される。このとき、電極部材２６より下流側には、電極部材２６に吸引されたトナーのαに相当する領域（図中二点鎖線部分で電極部材２６に吸引されなかった場合に出現したであろう部分）が存在し、これが、第一の凹部Ｒ１となる。また、周速ｖで移動する現像ロール２２によって搬送されるトナーは図中左側から搬送されるため、電極部材２６に吸引されるトナーはその下流側ではトナーの動きを堰き止めるようになり、電極部材２６の上流側にも大きく膨らむトナー溜まり（図中Ｔｘで示す部分）を生じる。
【００７１】
次に、（ｂ）のように、低周波電界Ｅが反転すると、（ａ）にて電極部材２６に吸引されていたトナーが現像ロール２２側に吸引されて搬送され、現像ロール２２上の電極部材２６より下流側には凸状にトナーが付着した第一の凸部Ｓ１が形成される。このとき、電極部材２６に対向する位置には新たなトナーが到達している。
【００７２】
更に、低周波電界Ｅが反転すると、（ｃ）のように、トナーが電極部材２６側に吸引され、現像ロール２２上の電極部材２６より下流側には、第二の凹部Ｒ２が形成されるようになる。このとき、現像ロール２２上の第二の凹部Ｒ２より下流側には、第一の凸部Ｓ１があるが、この第一の凸部Ｓ１は、どちらかというと、上流側に裾野が広がった形状となる。そして、（ｄ）のように、低周波電界Ｅが、トナーを現像ロール２２側へ吸引する方向に反転すると、（ｃ）で電極部材２６に吸引されたトナーが現像ロール２２側に吸引され、現像ロール２２上の電極部材２６より下流側には第二の凸部Ｓ２が形成される。
このように、電極部材２６と現像ロール２２との間隙Ｄが狭い場合、縞模様の形状が特に凸部Ｓで裾野を引くような形状になり易い。しかしながら、このような形状であっても、十分掻き取り性能が確保されることは言うまでもない。
それ故、電極部材２６と現像ロール２２との間隙は、十分確保する方が好適であり、これらは実験等で確認して、適正な間隙を選択するようにすればよい。
【００７３】
本実施の形態の画像形成装置としては、単色の画像形成装置の態様を示したが、単色に限られず、複数色の画像形成装置に適用するようにしても差し支えない。
また、電極部材２６としてロール状部材を配置する態様を示したが、このようなロール状部材としては固定配置される方が好ましいが、回転する態様であっても差し支えない。電極部材２６が回転する場合、電極部材２６側に吸引されたトナーは少なくとも一部が低周波電界の作用域から外れた位置に移動することになるが、電極部材２６の回転によって低周波電界の作用域に到達したときに縞模様を形成すればよいし、あるいは、回転中に電極部材２６から落下すれば、それでもよい。更に、電極部材２６を現像ロール２２の回転軸に沿う方向に配置したが、現像ロール２２の回転軸に対して少し斜めになる方向であっても差し支えない。尚、この場合、電極部材２６と現像ロール２２との間で作用する低周波電界が電極部材２６の長手方向で略均一になっていることは言うまでもない。
【００７４】
本実施の形態の低周波電界としては、低い周波数で極性が交互に周期的に変化するものであればよく、例えばデューティ比５０％の矩形波や正弦波等が適用されるが、次のようなものであっても差し支えない。
以下に、本実施の形態における低周波電界の変形例について説明する。
【００７５】
図１１（ａ）は、低周波電界の一変形例を示すもので、中心電位を一方に偏らせたものとなっている。ここでは、例えばトナーとして負帯電トナーを使用した場合の現像ロール２２に対する電極部材２６の電位波形を示しており、電極部材２６側へトナーを吸引する電界成分の振幅を現像ロール２２側へトナーを吸引する電界成分の振幅より大きくしたものである。つまり、一方の振幅を＋Ｖ２、他方の振幅を−Ｖ３（|＋Ｖ２|≧|−Ｖ３|）とし、作用時間は共にｔ１としたものとなっている。
【００７６】
このような電界による作用は次のように推定される。中心電位を偏らせることで、電極部材２６側へのトナーの吸引力が高められる。通常、帯電や現像によって、残留トナーには逆極性トナーも増え、また帯電分布も広いため、電極部材２６側への吸引力を強くした状態でトナーを現像ロール２２から強く引き剥がす方がよく、より多くのトナーが現像ロール２２上から引き剥がされ易くなる。
【００７７】
また、図１１（ｂ）は、低周波電界の他の変形例を示すもので、デューティ比を５０％から変化させたものとなっている。ここでは、負帯電トナーの場合に、＋Ｖ１の振幅及び−Ｖ１の振幅を印加すると共に、電極部材２６側へトナーを吸引する電界の作用時間ｔ２を現像ロール２２側へトナーを吸引する電界の作用時間ｔ３より長く（ｔ２＞ｔ３）したものである。
このような電界を作用させることで、電極部材２６側へトナーを吸引する電界の作用時間ｔ２が長くなり、その部分では縞模様のうち凹部Ｒが形成されることから、現像ロール２２上には、（ｃ）に示すような凹部Ｒが凸部Ｓより長い縞模様が形成される。更に、このような電界を作用させることで、凸部Ｓでのトナー層の層厚を高くすることも可能になり、残留トナーが少ない場合であっても、残留トナーの掻き取り性能が十分確保されるようになる。
【００７８】
本実施の形態では、現像電界として直流成分を用い、低周波電界を低周波電源３４（図５参照）で供給する態様を示したが、例えば現像電界として直流成分に交流成分が重畳された電界を用いる場合には、低周波電界としては、現像電界の交流成分を考慮せざるを得なくなる。
【００７９】
一般に、例えば通常の現像装置等で使用される現像電界のように、高周波電界（例えば２ｋＨｚ）を現像ロール２２と電極部材２６の間に作用させると、トナーはその場振動を繰り返しながら現像ロール２２の回転によって搬送されるようになり、電極部材２６で後続のトナーを堰き止める効果は作用しなくなり、電極部材２６でのトナーの積層は困難となる。その結果、電極部材２６より下流側の現像ロール２２上には残留トナーが略そのまま搬送され、縞模様の形成はなされない。
【００８０】
そのため、縞状に並ぶ凸部を形成するために、低周波電源３４を用いて電極部材２６と現像ロール２２の間に低周波電界を作用させるようにしたが、現像電界として高周波電界を用いると、この高周波電界を踏まえた低周波電界を形成する必要がある。しかしながら、このような電界の形成は大変であり、より簡単な方法が求められる。
【００８１】
このような例として、図１２に示すように、現像ロール２２に対し直流成分に高周波成分が重畳された現像電界を現像電源３１（３１ａ，３１ｂ）で供給する一方、電極部材２６に現像電界とは別に、現像電界の高周波成分に近い周波数の高周波成分を作用させる電源３５を図のように接続すると、等価的に両者の高周波成分の差分のうなり成分が、電極部材２６と現像ロール２２の間に作用するようになる。したがって、両者の周波数の差分が、等価的な低周波電源３４（図５参照）として作用することで、縞状に並ぶ凸部の形成がなされる。
【００８２】
◎実施の形態２
図１３は、実施の形態２に係る現像装置２０の概要を示す説明図である。
本実施の形態の現像装置２０は、実施の形態１の現像装置２０（図５参照）と略同様に構成されるが、現像ロール２２に近接して配置される電極部材２６が現像ロール２２の外周面に沿った形状の板状部材で構成され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。
【００８３】
本実施の形態では、電極部材２６と現像ロール２２との間に低周波電界を作用させることで、現像ロール２２上のトナーは現像ロール２２と電極部材２６との間で吸引が繰り返され、電極部材２６の下流側では、現像ロール２２上に縞模様が出現する。ここでは、電極部材２６の現像ロール２２の回転方向に沿った方向の両端部の形状は、現像ロール２２の外周面と略同様の形状を示しているが、例えば両端部を現像ロール２２より遠ざけるようにしてもよく、この場合、トナーの動きが電極部材２６の端部によって影響される虞も軽減される。
【００８４】
また、特に、本実施の形態では、電極部材２６と現像ロール２２とが略平行に配置されているため、電極部材２６の現像ロール２２の回転方向に沿う長さ（具体的には低周波電界が作用する作用域の長さ）としては、凸部の幅（低周波電界のうち現像ロール２２上の残留トナーを現像ロール２２側に吸引する方向の電界成分が作用する時間に相当する現像ロール２２の回転方向における移動距離に相当）以上がより好適である。これにより、縞模様の現像ロール２２に対する付着力も低減される。
【００８５】
図１４〜１６は、電極部材２６と現像ロール２２との間で低周波電界が作用する作用域ｘの長さが異なる場合の縞模様の形成作用について模式的に示したものである。
図１４は、作用域ｘが凸部Ｓの幅に等しい場合を示しており、今、（ａ）のように、現像ロール２２上に順次トナーＴが搬送されている状態（斑点部分は現像ロール２２上の新たに搬送されるトナーＴを意味する）を想定する。
【００８６】
ここで、トナーＴを電極部材２６側に吸引する方向の低周波電界Ｅが作用し、現像ロール２２が周速ｖで回転すると、（ｂ）に示すように、現像ロール２２上のトナーＴは、電極部材２６側に吸引され、後続のトナーＴも電極部材２６側に吸引される。そのため、作用域ｘでは、トナーＴｘ（以下、低周波電界Ｅによる吸引作用が及ぼされた部位のトナーをＴｘとして示す）を電極部材２６側に吸引する方向の力が作用してトナー溜まりが形成される。このとき、現像ロール２２上の電極部材２６より下流側には、低周波電界Ｅが作用しない場合に搬送されたであろうトナーＴの領域（図中二点鎖線で示す領域）が出現し、これが縞模様の凹部Ｒをなす。
【００８７】
次に、（ｃ）に示すように、低周波電界ＥがトナーＴを現像ロール２２側に吸引する方向に切り替わると、（ｂ）の作用域ｘにあったトナー溜まりは下流側に搬送され、これが縞状の凸部Ｓを形成する。また、作用域ｘには新たに搬送されるトナーＴが到達する。
更に、（ｄ）に示すように、低周波電界Ｅが電極部材２６側にトナーＴを吸引する方向に切り替わると、作用域ｘでは（ｂ）と同様にトナー溜まりが形成される。このとき、作用域ｘの下流側には、新たな凹部Ｒが出現する。
このような動作を繰り返すことで、現像ロール２２上の電極部材２６より下流側には、縞状に並ぶ凸部Ｓを有する縞模様が形成される。
【００８８】
また、図１５は、作用域ｘ１が凸部Ｓの幅より長い場合（ｘ１＞ｘの場合）を示しており、今、（ａ）のように、現像ロール２２上に順次トナーＴが搬送されている状態（斑点部分は現像ロール２２上の新たに搬送されるトナーＴを意味する）を想定する。
【００８９】
ここで、トナーＴを電極部材２６側に吸引する方向の低周波電界Ｅが作用し、現像ロール２２が周速ｖで回転すると、（ｂ）に示すように、現像ロール２２上のトナーＴは、電極部材２６側に吸引され、後続のトナーＴも電極部材２６側に吸引される。そのため、作用域ｘ１では、トナーＴを電極部材２６側に吸引する方向の力が作用してトナー溜まりが形成される。このとき、現像ロール２２上の電極部材２６より下流側には、低周波電界Ｅが作用しない場合に搬送されたであろうトナーＴの領域が出現し、これが縞模様の凹部Ｒをなす。
【００９０】
次に、（ｃ）に示すように、低周波電界ＥがトナーＴを現像ロール２２側に吸引する方向に切り替わると、（ｂ）の作用域ｘ１にあったトナー溜まりは下流側に搬送されるが、一部は作用域ｘ１の範囲内に残存し、作用域ｘ１を超えて下流側に搬送された部分が凸部Ｓを形成する。また、作用域ｘ１には新たに搬送されるトナーＴが到達する。
更に、（ｄ）に示すように、低周波電界Ｅが電極部材２６側にトナーＴを吸引する方向に切り替わると、作用域ｘ１では、残存したトナーＴｘと、新たに搬送されたトナーＴとが相俟って電極部材２６側に吸引され、新たなトナー溜まりが形成される。このとき、下流側に搬送された凸部Ｓと作用域ｘ１との間に新たな凹部Ｒが出現する。
【００９１】
更に、（ｅ）に示すように、低周波電界ＥがトナーＴを現像ロール２２側に吸引する方向に切り替わると、（ｄ）で作用域ｘ１にあったトナー溜まりの一部が作用域ｘ１を通過して凸部Ｓを形成するようになる。
このような動作を繰り返すことで、現像ロール２２上の電極部材２６より下流側には、縞状に並ぶ凸部Ｓを有する縞模様が形成される。
【００９２】
また、図１６は、作用域ｘ２が凸部Ｓの幅より短い場合（ｘ２＜ｘの場合）を示しており、今、（ａ）のように、現像ロール２２上に順次トナーＴが搬送されている状態（斑点部分は現像ロール２２上の新たに搬送されるトナーＴを意味する）を想定する。
【００９３】
ここで、トナーＴを電極部材２６側に吸引する方向の低周波電界Ｅが作用し、現像ロール２２が周速ｖで回転すると、（ｂ）に示すように、現像ロール２２上のトナーＴは、電極部材２６側に吸引され、後続のトナーＴも電極部材２６側に吸引される。そのため、作用域ｘ２ではトナー溜まりが形成されるが、このとき、後続のトナーＴの搬送力によって作用域ｘ２のトナー溜まりは影響され、作用域ｘ２の上流側にも延びるようになる。そして、現像ロール２２上の電極部材２６より下流側には、低周波電界Ｅが作用しない場合に搬送されたであろうトナーＴの領域が出現し、これが縞模様の凹部Ｒをなす。
【００９４】
次に、（ｃ）に示すように、低周波電界ＥがトナーＴを現像ロール２２側に吸引する方向に切り替わると、（ｂ）の作用域ｘ２にあったトナー溜まりは下流側に搬送されるが、これと共に、図中βで示す部分、つまり、電極部材２６側に吸引される方向の電界の作用を受けなかった部分も一緒になって作用域ｘ２を通過する。そして、作用域ｘ２にあったトナー溜まりとこのβの部分とで縞状の凸部Ｓが形成される。
更に、（ｄ）に示すように、低周波電界Ｅが電極部材２６側にトナーＴを吸引する方向に切り替わると、作用域ｘ２では（ｂ）と同様にトナー溜まりが形成される。このとき、作用域ｘ２の下流側には、新たな凹部Ｒが出現する。
このような動作を繰り返すことで、現像ロール２２上の電極部材２６より下流側には、縞状に並ぶ凸部Ｓを有する縞模様が形成される。
【００９５】
以上のように、作用域ｘの幅が凸部Ｓの幅以上であれば、作用域ｘの下流側に出現する凸部Ｓは作用域ｘの範囲内で電極部材２６側に吸引される電界の作用を受けるようになる。一方、作用域ｘの幅が凸部Ｓの幅未満であると、作用域ｘの下流側に出現する凸部Ｓには、作用域ｘにて電極部材２６側に吸引される電界の作用を受けずにそのまま作用域ｘを通過した部分が混在する。そのため、作用域ｘの下流側での現像ロール２２に対するトナーの付着力は、作用域ｘの幅が凸部Ｓの幅以上であるときの方が、そうでないときより小さくなり、現像ロール２２からの掻き取り性能が一層発揮され易くなる。それ故、作用域ｘとしては、凸部Ｓの幅以上の方が好適である。
尚、作用域ｘが凸部Ｓの幅未満の場合にも、現像ロール２２の回転方向下流側には、例えば図１６（ｄ）に示すように、凸状の部分が出現するため、掻き取り時には、この凸状の部分ごと現像ロール２２の表面に沿って掻き取り力が生じ、凸部Ｓが形成されない場合に比べて掻き取り性能が向上していることは言うまでもない。
【００９６】
このような作用域ｘの幅については、本実施の形態のみならず、例えば実施の形態１のように、電極部材２６が曲面を有するものであっても同様であり、更には、電極部材２６が現像ロール２２に接触する態様であっても同様であることは言うまでもない。
【００９７】
◎実施の形態３
図１７（ａ）は、実施の形態３に係る現像装置２０の概要を示す説明図であり、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図である。
本実施の形態の現像装置２０は、実施の形態１の現像装置２０（図５参照）と略同様に構成されるが、電極部材２６が現像ロール２２に接触した構成のものと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。
【００９８】
本実施の形態の電極部材２６は、例えばポリエステルシート等の弾性変形可能な基材２６Ａの片面に導電処理を施した導電層２６Ｂを形成し、更に、その表面に例えばフッ素系樹脂層やポリオレフィン系樹脂よりなる体積抵抗率が例えば１０６Ω・ｃｍ以上の絶縁性の離型層２６Ｃを設けたシート状部材で構成されている。このような電極部材２６は、収容容器２１の一部に一端側が固定され、他端側が現像ロール２２の回転方向に沿って延びる自由端となっており、その端部より内側で現像ロール２２と接触するように構成されている。更に、電極部材２６の現像ロール２２の回転軸方向に沿った長さは、現像領域の有効幅を超える長さとなっている。
【００９９】
このような構成において、電極部材２６のうち少なくとも現像ロール２２との接触部位が弾性変形することで、電極部材２６側にトナーを吸引する方向の電界が作用したときにも、堰き止めるトナーの量に応じて電極部材２６と現像ロール２２との間隙が開き、両者間のトナー量に応じてその姿勢が適宜変化するようになる。
【０１００】
そのため、電極部材２６に吸引したトナーが現像ロール２２側に吸引されても、縞状に並ぶ凸部は安定して形成されることから、現像ロール２２上の電極部材２６より下流側には安定した縞模様が出現する。そのため、縞状に並ぶ凸部に対する掻き取り性能が十分発揮されるようになる。
【０１０１】
◎実施の形態４
図１８は、実施の形態４に係る現像装置２０の概要を示す説明図である。
本実施の形態の現像装置２０は、実施の形態１の現像装置２０（図５参照）と略同様に構成されるが、供給ロール２３の回転方向が実施の形態１と異なり、現像ロール２２との接触部位で現像ロール２２と同じ方向に回転している。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。
【０１０２】
本実施の形態では、供給ロール２３が現像ロール２２との接触部位で現像ロール２２と同じ方向に回転しており、両者間には周速差が設けられている。つまり、供給ロール２３の回転方向が実施の形態１と異なるため、現像ロール２２に供給されるトナーは供給ロール２３と現像ロール２２との間を通過するが、周速差がトナーに負荷を与えない程度となっているため、現像ロール２２上のトナーは層厚規制部材２４にて予め決められた層厚に規制されると共に予め決められた帯電量に帯電される。尚、図中矢印Ｂは層厚規制部材２４によって規制されたトナーの流れを示す。
【０１０３】
このような構成における現像ロール２２上の縞状の凸部に対する掻き取り作用について説明する。
図１９（ａ）は本実施の形態における現像ロール２２と供給ロール２３との接触部位（ニップ域）に対し、縞状に並ぶ凸部Ｓが形成されている様子を示し、（ｂ）はその要部を拡大したものである。本実施の形態では、供給ロール２３によって供給されるトナーＴは、図中下方から搬送される。今、接触部位（図中接触幅ｗの部位）に凹部Ｒと凸部Ｓがある場合を想定すると、凹部Ｒにて供給ロール２３上のトナーは現像ロール２２の表面に達するが、このとき、現像ロール２２の周速ｖ１と供給ロール２３の周速ｖ２との間に周速差を持たせているため、凸部Ｓの先端部位には図中Ｆ２で示す方向の力が作用する。これにより、トナーを掻き取る効果が生じ、現像ロール２２上の残留トナーは掻き取られる。尚、ここでは、現像ロール２２の周速が供給ロール２３の周速より小さい態様を示したが、逆に供給ロール２３の周速が現像ロール２２の周速より小さくても同様の効果を奏することは言うまでもない。
【０１０４】
◎実施の形態５
図２０は、実施の形態５に係る現像装置２０の概要を示す説明図である。
本実施の形態の現像装置２０は、実施の形態１（図５参照）と略同様に構成されるが、電極部材２６と現像ロール２２との間隙を変化させるために、電極部材２６を移動させる間隙可変機構５０を備え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。
【０１０５】
本実施の形態の間隙可変機構５０は、電極部材２６と現像ロール２２との間隙が異なる二箇所の位置で電極部材２６を移動させる構成を備えている。このような間隙の変化は、例えばトナーや現像ロール２２の表面の経時による変化により、残留トナー量が増加する場合に、電極部材２６を現像ロール２２から遠ざけることで縞状に並ぶ凸部が良好に形成されるようにしている。
【０１０６】
本実施の形態では、電極部材２６を現像ロール２２に近接した状態の二箇所の位置の間で移動させる態様を示したが、例えば実施の形態３（図１７参照）のように電極部材２６が弾性を有する態様にあっては、現像ロール２２に接触する位置と近接する位置との間で移動させるようにしても差し支えない。更には、移動位置としては二箇所に限られず、三箇所以上備えていても差し支えない。
そして、本実施の形態では、電極部材２６を移動させる態様を示したが、電極部材２６の移動と共に低周波電界の大きさを変化させるようにしてもよい。この場合、残留トナー量が多くなった場合、電極部材２６を現像ロール２２から遠ざけて電界強度を大きくするようにするなどの態様が挙げられる。
【０１０７】
◎実施の形態６
図２１は、実施の形態６に係る現像装置２０の概要を示す説明図である。
本実施の形態の現像装置２０は、これまでの実施の形態と異なり、使用する現像剤が二成分現像剤であり、現像ロール２２に対して二成分現像剤のうちのトナーを供給するようになっている。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。
【０１０８】
同図において、本実施の形態の現像装置２０は、収容容器２１の開口に対応して、現像ロール２２が設けられると共に、現像ロール２２と離間して対向する位置には供給ロール２７が設けられている。本実施の形態の供給ロール２７は、周面に回転可能なスリーブ２７ａを有し、内部に適宜配置された磁極を有する固定的な磁石体２７ｂとで構成されている。
【０１０９】
更に、供給ロール２７の背後には、収容容器２１の一部で構成される仕切壁２１ａを中心にして、二成分現像剤を搬送する二つの搬送路４１，４２が供給ロール２７の回転軸方向に沿って配置され、これら二つの現像剤搬送路４１，４２には、共に両端部位に設けられた図示外の連絡用開口を介して繋がった構成となっている。
二つの現像剤搬送路４１，４２には、夫々の現像剤搬送路４１，４２の長手方向に沿って現像剤を攪拌しながら搬送する攪拌搬送部材４３，４４が夫々設けられており、攪拌搬送部材４３，４４による現像剤の搬送方向を互いに異ならせることで、現像剤は二つの現像剤搬送路４１，４２の間を互いに循環搬送されるようになっている。
【０１１０】
そのため、供給ロール２７では、供給ロール２７に近い現像剤搬送路４１からの現像剤を吸着しながらスリーブ２７ａの回転によってその表面に現像剤を保持して搬送するようになっている。また、磁石体２７ｂの一部には、隣り合う同極の磁極を配置することで、この部位では互いの反発磁界によってスリーブ２７ａ上の現像剤が剥離されるようになっている。
【０１１１】
このような構成の現像装置２０において、現像剤は現像剤搬送路４１，４２中で攪拌搬送部材４３，４４によって攪拌搬送されることで、現像剤中のトナーは予め決められた帯電量に帯電される。帯電されたトナーを有する現像剤は、供給ロール２７上に搬送されるが、供給ロール２７に対向して設けられた層厚規制部材２８によって、供給ロール２７上の現像剤量は規制され、一定になった現像剤量が現像ロール２２との対向部位に搬送される。この対向部位では、磁極の作用により、現像剤が十分な穂立ちがなされると共に供給電界が供給電源３２によって付与されることで、予め決められた現像剤中のトナー量が現像ロール２２に移動する。
【０１１２】
現像ロール２２に移動したトナーは、その量が規制されると共に十分な帯電がなされていることから、特に、帯電を付与させる必要はないが、別途帯電を付与するコロナ帯電器等の部材を設けるようにしても差し支えない。
そして、現像ロール２２の回転によって現像域に達したトナーは、感光体１０と現像ロール２２との現像電界によって現像され、現像域を通過した後の残留トナーは、シール部材２５を通過後、電極部材２６との対向部位に達し、低周波電界によって縞状に並ぶ凸部が形成される。供給ロール２７と現像ロール２２との対向部位では供給ロール２７側から現像剤の十分な穂立ちがなされているため、この穂立ちによって現像ロール２２上の縞状に並ぶ凸部は現像ロール２２から掻き取られる。
【０１１３】
図２２（ａ）は、本実施の形態における現像ロール２２と供給ロール２３との対向部位に対し、縞模様が形成されている様子を示し、（ｂ）はその要部を拡大したものとなっている。
本実施の形態では、現像ロール２２と現像剤Ｇとの接触部位（接触幅ｗに相当）では、凹部Ｒにて現像ロール２２の表面に現像剤Ｇが到達しているため、凸部Ｓに対しては、図中Ｆ３のような力が作用し、凸部Ｓは十分掻き取られるようになる。
【０１１４】
◎実施の形態７
図２３は、実施の形態７に係る現像装置２０の概要を示す説明図である。
本実施の形態の現像装置２０は、これまでの実施の形態と異なり、電極部材を二箇所に設けた構成のものである。本例では、シール部材２５に新たな電極部材としての機能を持たせ、このシール部材２５と、その下流側の電極部材２６との二箇所に対し、現像ロール２２との間に同じ低周波電界を作用させるように低周波電源３４を接続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。
【０１１５】
本実施の形態におけるシール部材２５は、現像ロール２２に面する側に導電性の被覆処理がなされており、このシール部材２５及び電極部材２６は共に低周波電源３４に接続されている。
【０１１６】
このような構成における現像ロール２２上の縞状に並ぶ凸部の形成過程について図２４を基に説明する。ここでは、シール部材２５によって形成された縞状に並ぶ凸部Ｓとして、第一の凸部Ｓ１から第六の凸部Ｓ６までが間隔を置いて順次形成されているものとする。
（ａ）はシール部材２５のみで、後続の電極部材２６を備えない場合の縞模様の様子を示している。また、（ｂ）は（ａ）に更に電極部材２６を備えた場合の縞模様の様子を示している。
シール部材２５と現像ロール２２との間に作用する低周波電界によって形成された凸部は、電極部材２６と現像ロール２２との間で更に低周波電界が作用することで上流側に移動する。ここでは、（ｂ）において、凸部Ｓ１〜Ｓ３が上流側に移動した状態を示している。
【０１１７】
このように、シール部材２５と電極部材２６の二箇所で同じ低周波電界を作用させることで、現像ロール２２上の残留トナーは、シール部材２５によって一旦形成された縞模様のうちの凸部Ｓが電極部材２６によって更に吸引されることで、電極部材２６の下流側の凸部Ｓの現像ロール２２に対する付着力が低減され、掻き取りが一層やり易くなる。
【０１１８】
ここでは、シール部材２５及び電極部材２６に同じ低周波電源３４（図２３参照）を接続する態様を示したが、夫々に異なる電源を接続しても差し支えなく、電極部材２６の下流側に形成される縞状の凸部の大きさを適宜選択するようにすればよい。
【０１１９】
◎実施の形態８
図２５は、実施の形態８に係る現像装置２０の概要を示す説明図である。
本実施の形態の現像装置２０は、現像ロール２２へのトナーの供給に供給ロールを用いずに、現像ロール２２に近接して配置される供給部材２９を用いた点が他の実施の形態と異なる。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。
【０１２０】
本実施の形態では、現像ロール２２にトナーを保持させ、トナー層厚を規制する層形成手段として、トナーを貯留して現像ロール２２に供給する供給部材２９と層厚規制部材２４とで構成されている。
本実施の形態の供給部材２９は、窪みを有する構成で配置され、この窪みに供給のためのトナーが貯留され、貯留されたトナーが回転する現像ロール２２に接触することで、トナーの供給がなされるようになっている。尚、収容容器２１中の現像ロール２２より下方に落下したトナーは、図示外の機構によって供給部材２９の窪み側に搬送されるようになっている。
【０１２１】
このような構成において、電極部材２６と現像ロール２２との間の低周波電界にて形成された現像ロール２２上の縞状の凸部は、供給部材２９と現像ロール２２との間では、トナーが現像ロール２２側に供給されることで、掻き取ったり、あるいは、層厚規制部材２４と現像ロール２２との間で掻き取られるようになる。
したがって、このような構成であっても、現像ロール２２上のトナーの掻き取り性能が確保され、ゴースト等の画像欠陥発生が抑えられる。
【０１２２】
以上のような実施の形態によれば、現像後の現像ロール２２上の残留トナーに対する除去性能が改善される結果、ゴーストの発生が抑えられると共に、地肌かぶり等の画像欠陥が抑えられた良好な画像が長期に亘り一定に維持されるようになる。
このような縞状に並ぶ凸部の形成がなされない従来法の場合には、現像ロール２２上の残留トナーの除去性能が劣るので、現像されないで残留したトナーが、継続して現像ロール２２上に残り続け、現像ロール２２と、供給ロール２３、層厚規制部材２４及び感光体１０との夫々の対向部位を連続して通過することにより、トナーがストレスを受け、トナー表面の外添剤の剥離や埋没が起こっていた。トナー表面の外添剤が剥離したり埋没したりすると、トナー表面の帯電性が変化し、帯電量の低下が生じる。また、トナーの流動性も低下し、現像ロール２２上のトナー薄層の形成にもムラが起こるようになる。これらの結果、画像に地肌かぶりが発生し、画像に筋が発生する。このように、従来法では地肌かぶりなどが抑えられた画質を長期に亘り維持することが困難であったが、本実施の形態のように、縞状に並ぶ凸部を形成することで、現像ロール２２上の残留トナーが良好に除去されることで、トナーの外添剤の剥離や埋没が抑えられ、長期に亘って良好な画質が維持される効果も認められる。
【実施例】
【０１２３】
本実施例は、現像ロールの周速と低周波電界の周波数との関係を確認するために行ったもので、実験条件は次のようにした。
・現像ロールの外径：φ１８ｍｍ
・供給ロールの外径：φ１８ｍｍ
・現像ロールと供給ロールのニップ域の接触幅：供給ロールの食い込み量を０．５ｍｍに設定することで、４．２５ｍｍ
・電極部材：φ５ｍｍのステンレス棒
・電極部材と現像ロールとの間隙：３００μｍ
・現像ロールの周速：３００ｍｍ／秒
・低周波電界（矩形波）のＶｐｐ：１．２ｋＶ（トナーが現像ロールから飛翔し、かつ、リーク放電が起きない範囲で、間隙との関係で適宜設定できる。例えば０．８ｋＶ〜２ｋＶ。）
【０１２４】
評価は、シール部材後の現像ロール上の模様を目視確認すると共に、ベタ印刷後に網点３０％の画像形成を行った際のゴーストの発生状況を目視確認により評価した。尚、ゴーストは、次の評価によった。○印：問題なし、△印：ゴーストが若干見受けられるが実用上問題ないレベル、×印：ゴースト有り
【０１２５】
結果は、図２６に示すように、凸部の幅が狭くなれば縞模様がやや不明瞭になるが、ゴーストの発生からは、凸部の幅が０．８〜３ｍｍで問題ない結果であり、縞模様の目視結果からすると、凸部の幅が１．２ｍｍ以下の場合には多少崩れる傾向が確認された。そのため、より好適な周波数としては、凸部の幅が１．５〜３ｍｍの１２５〜５０Ｈｚであることが確認された。更に、本願発明者らは、凸部の幅が４ｍｍとなる周波数３７．５Ｈｚを追加したところ、ゴーストが問題ないことを確認した。
この結果から、縞状に並ぶ凸部の形成が有効に作用していることが確認された。
【符号の説明】
【０１２６】
１…潜像保持体，２…収容容器，３…トナー保持体，４…現像電界形成手段，５…層形成手段，６…トナー供給部材，７…電極部材，８…低周波電界形成手段，Ｔ…トナー，ＤＲ…現像領域，Ｓ…凸部，ｗ…接触幅
【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、現像剤規制部材（規制ブレード）への現像剤（トナー）の融着を防ぐため、現像剤担持体と現像剤規制部材との間に現像剤を断続的に供給することで現像剤規制部材を上下動させることを狙いとして、現像動作時以外の時間に、両者間に交流電界を作用させて現像剤を縞状にする技術が記載されている。
特許文献２には、現像後の現像剤担持体上の現像剤を一以上の線材で剥離する構成が記載され、線材には交流バイアス５００〜１５００Ｖｐｐ、５０〜５０００Ｈｚを印加することも記載されている。
特許文献３には、現像後の現像剤担持体に対して複数の接触部材を接触させ、上流側の接触部材に現像剤を回収する方向の直流バイアスを印加し、下流側に交番電界を印加する方式が記載され、上流側の接触部材としてフィルム状の部材を用い、下流側の接触部材としてローラ状の部材を用いて、交番電界としては２ｋＶｐｐ、２ｋＨｚを印加することが記載されている。
特許文献４には、現像後のトナー担持体上のトナーをトナー担持体から一旦剥離させて再付着させるため、対向電極を設け、この対向電極に振動電界を作用させることが記載され、振動電界としては現像バイアスの周波数２〜３ｋＨｚを作用させることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２５８３４５号公報（発明を実施するための最良の形態、図１）
【特許文献２】特開平６−５１６２３号公報（実施例、図５）
【特許文献３】特開平１０−３１９７２０号公報（実施例、図１）
【特許文献４】特開２００７−８６４４７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、現像後のトナー保持体上の残留トナーに対する除去性能を改善することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る発明は、潜像を保持する潜像保持体に対向して開口し且つ内部に現像剤としてのトナーが収容される収容容器と、この収容容器の前記開口に面した部位にて前記潜像保持体に対向して回転可能に設けられ且つ前記潜像保持体に対向する現像領域に向かってトナーを保持して搬送するトナー保持体と、前記潜像保持体と前記トナー保持体とが対向する前記現像領域に対し前記トナー保持体上のトナーにて前記潜像保持体の潜像を現像する現像電界を形成する現像電界形成手段と、前記トナー保持体に対して設けられ、前記現像領域に向かうトナー保持体上に予め決められた層厚のトナー層を形成する層形成手段と、前記トナー保持体の回転方向における前記現像領域より下流側で且つ前記層形成手段より上流側位置にて前記トナー保持体に対向して配置されると共に前記トナー保持体の回転方向に交差する方向に延びるように設けられ、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に電界を作用させるために用いられる電極部材と、この電極部材と前記トナー保持体との間の残留トナーに作用し且つ予め決められた低い周波数で極性が交互に周期的に変化する低周波電界を形成し、前記トナー保持体上の残留トナーが、前記低周波電界の周期に依存して前記トナー保持体の回転方向に対して目視可能な寸法で縞状に並ぶ凸部に変化するように、前記トナー保持体上の残留トナーを移動させる低周波電界形成手段と、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、前記低周波電界形成手段は、前記低周波電界を形成するに当たり、前記トナー保持体の周速をｖ（ｍｍ／秒）、前記低周波電界の周波数をｆ（Ｈｚ）、前記縞状に並ぶ凸部の一周期分の最小寸法をｄ（ｍｍ）としたときに、ｆ≦ｖ／ｄの関係を満たす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、前記電極部材は、前記層形成手段によって形成された前記トナー保持体上のトナー層の厚みを超える間隙を保って前記トナー保持体に対向して配置されたロール状部材である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乃至３のいずれかに係る現像装置において、前記電極部材のうち前記トナー保持体の回転方向に沿う前記低周波電界の作用域の幅をｍ（ｍｍ）、前記低周波電界のうち前記トナー保持体上の残留トナーを当該トナー保持体側に吸引する方向の電界成分が作用する時間に相当するトナー保持体の回転方向における移動距離をｎ（ｍｍ）としたときに、ｍ≧ｎの関係を満たす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、前記低周波電界形成手段は、前記低周波電界を形成するに当たり、トナーを前記トナー保持体側から前記電極部材側に吸引する電界成分をＥ１、トナーを前記電極部材側から前記トナー保持体側に吸引する電界成分をＥ２としたときに、Ｅ１≧Ｅ２の関係を満たす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４のいずれかに係る現像装置において、前記低周波電界形成手段は、前記低周波電界を形成するに当たり、前記低周波電界の一周期のうち、トナーを前記トナー保持体側から前記電極部材側に吸引する電界成分の作用時間をｔ１、トナーを前記電極部材側から前記トナー保持体側に吸引する電界成分の作用時間をｔ２としたときに、ｔ１≧ｔ２の関係を満たす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１乃至４のいずれかに係る現像装置において、前記現像電界形成手段は、予め決められた高い周波数で極性が交互に周期的に変化する高周波電界が含まれる現像電界を形成するものであり、前記低周波電界形成手段は、前記現像電界の高周波電界に近い周波数の高周波電界を前記電極部材に作用させ、前記二つの高周波電界の差分からなる低い周波数のうなり成分を前記低周波電界とした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、前記電極部材による電界作用領域は、前記現像領域の長手方向有効幅よりも長い寸法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、前記電極部材を移動可能に支持し且つ前記トナー保持体との間隙を変化させる間隙可変機構を更に備えることを特徴とする現像装置である。
請求項１０に係る発明は、請求項１乃至９のいずれかに係る現像装置のうち前記層形成手段がトナー保持体に接触してトナーを供給するトナー供給部材を有する態様において、前記トナー供給部材は、前記トナー保持体との接触部位で当該トナー保持体とは逆向きに回転するものであり、前記トナー供給部材と前記トナー保持体との間の前記トナー保持体の回転方向に沿う接触幅をｗ（ｍｍ）、前記低周波電界のうち前記トナー保持体上の残留トナーを当該トナー保持体側に吸引する方向の電界成分が作用する時間に相当するトナー保持体の回転方向における移動距離をｎ（ｍｍ）としたときに、ｗ＞ｎの関係を満たすことを特徴とする現像装置である。
請求項１１に係る発明は、潜像を保持する潜像保持体と、この潜像保持体上の潜像をトナーにて現像する請求項１乃至１０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。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に係る発明によれば、現像後のトナー保持体上の残留トナーに対する除去性能を改善できる。また、除去性能が改善されることに伴い、残留トナーに起因して生じる画像ゴースト現象や地肌かぶりなどの画像欠陥の発生を抑えることができる。
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、現像後のトナー保持体上の残留トナーに対し、目視可能な縞状に並ぶ凸部を生成するための低周波電界を容易に形成できる。
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、トナー保持体上の残留トナーに対し低周波電界を集中させて作用させることができる。
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、現像後のトナー保持体上の残留トナーを広範囲に亘って電極部材側に吸引させることができ、その分、縞状に並ぶ凸部でのトナー保持体に対する付着力を低減できる。
請求項５に係る発明によれば、トナー保持体上の残留トナーに対し剥がし方向の電界成分の作用を逆方向の電界成分以上に強く設定することができる。
請求項６に係る発明によれば、トナー保持体上の残留トナーに対し剥がし方向の電界成分の作用時間を逆方向の電界成分以上に長く設定することができる。
請求項７に係る発明によれば、現像電界として高周波電界が含まれる態様において、低周波電界の形成が容易に実現できる。
請求項８に係る発明によれば、トナー保持体の現像領域の長手方向の幅全域に面して残留するトナーに対する除去性能を改善することができる。
請求項９に係る発明によれば、電極部材とトナー保持体との間隙を変化させることができ、経時による残留トナー量の変動にも対応させることができる。
請求項１０に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、トナー供給部材とトナー保持体との接触部位にてトナー保持体上の残留トナーを有効に除去できる。
請求項１１に係る発明によれば、現像後のトナー保持体上の残留トナーに対する除去性能を改善できる画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明を具現化する実施の形態モデルに係る現像装置の概要を示す説明図であり、（ａ）は全体構成、（ｂ）は（ａ）の要部拡大である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は低周波電界による縞状に並ぶ凸部の形成過程を模式化した説明図である。
【図３】トナー供給部材による残留トナーに対する掻き取り作用を示す説明図であり、（ａ）及び（ｂ）は縞状に並ぶ凸部が形成された場合、（ｃ）及び（ｄ）は縞状に並ぶ凸部が形成されない場合を示す。
【図４】実施の形態１の画像形成装置の概要を示す説明図である。
【図５】実施の形態１の現像装置の概要を示す説明図である。
【図６】（ａ）は実施の形態１の電極部材の取り付け構造、（ｂ）は実施の形態１の低周波電界の波形を示す説明図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は本実施の形態における低周波電界による縞状に並ぶ凸部の形成過程を示す説明図である。
【図８】（ａ）は供給ロールと現像ロールとの接触部位を拡大した模式図、（ｂ）は供給ロールの断面拡大図、（ｃ）は供給ロール２３の断面の電顕写真である。
【図９】（ａ）〜（ｄ）は電極部材と現像ロールとの間隙が広い場合の縞状の凸部の形成過程を示す模式図である。
【図１０】（ａ）〜（ｄ）は電極部材と現像ロールとの間隙が狭い場合の縞状の凸部の形成過程を示す模式図である。
【図１１】（ａ）は低周波電界の変形例を示す説明図、（ｂ）は低周波電界の他の変形例を示す説明図、（ｃ）は（ｂ）により形成される縞状の凸部を示す。
【図１２】変形例としての現像装置の概要を示す説明図である。
【図１３】実施の形態２の現像装置の概要を示す説明図である。
【図１４】（ａ）〜（ｄ）は電極部材の作用域が凸部の幅に相当する場合のトナーの動きを示す模式図である。
【図１５】（ａ）〜（ｅ）は電極部材の作用域が凸部の幅を超える場合のトナーの動きを示す模式図である。
【図１６】（ａ）〜（ｄ）は電極部材の作用域が凸部の幅より短い場合のトナーの動きを示す模式図である。
【図１７】（ａ）は実施の形態３の現像装置の概要を示す説明図であり、（ｂ）は電極部材の断面拡大図である。
【図１８】実施の形態４の現像装置の概要を示す説明図である。
【図１９】実施の形態４における（ａ）は供給ロールと現像ロールとの接触部位を拡大した模式図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図である。
【図２０】実施の形態５の現像装置の概要を示す説明図である。
【図２１】実施の形態６の現像装置の概要を示す説明図である。
【図２２】実施の形態６における（ａ）は供給ロールと現像ロールとの接触部位を拡大した模式図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図である。
【図２３】実施の形態７の現像装置の概要を示す説明図である。
【図２４】実施の形態７での縞状に並ぶ凸部の形成過程を示す模式図であり、（ａ）は電極部材が一つの場合、（ｂ）は電極部材が二つの場合を示す。
【図２５】実施の形態８の現像装置の概要を示す説明図である。
【図２６】実施例の結果を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
◎実施の形態の概要
先ず、本発明が適用された現像装置の実施の形態の概要について、図１の本発明を具現化する実施の形態モデルに係る現像装置を用いて説明する。尚、図１（ａ）は全体構成を示し、（ｂ）は（ａ）の要部拡大を示す。
【００１０】
同図において、現像装置は、潜像を保持する潜像保持体１に対向して開口し且つ内部に現像剤としてのトナーＴが収容される収容容器２と、この収容容器２の前記開口に面した部位にて潜像保持体１に対向して回転可能に設けられ且つ潜像保持体１に対向する現像領域ＤＲに向かってトナーＴを保持して搬送するトナー保持体３と、潜像保持体１とトナー保持体３とが対向する現像領域ＤＲに対しトナー保持体３上のトナーＴを飛翔させて潜像保持体１の潜像を現像する現像電界を形成する現像電界形成手段４と、トナー保持体３に対して設けられ、現像領域ＤＲに向かうトナー保持体３上に予め決められた層厚のトナー層を形成する層形成手段５と、トナー保持体３の回転方向における現像領域ＤＲより下流側で且つ層形成手段５より上流側位置にてトナー保持体３に対向して配置されると共にトナー保持体３の回転方向に交差する方向に延びるように設けられ、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との間に電界を作用させるために用いられる電極部材７と、この電極部材７とトナー保持体３との間の残留トナーＴに作用し且つ予め決められた低い周波数で極性が交互に周期的に変化する低周波電界を形成し、トナー保持体３上の残留トナーＴが、前記低周波電界の周期に依存してトナー保持体３の回転方向に対して目視可能な寸法で縞状に並ぶ凸部Ｓに変化するように、トナー保持体３上の残留トナーＴを移動させる低周波電界形成手段８と、を備えている。
【００１１】
ここで、トナー保持体３の形状はロール形状であってもよいし、ベルト形状であってもよい。更に現像電界形成手段４による現像電界は、直流成分のみ、あるいは、直流成分に交流成分を重畳させたものであってもよい。また、トナー保持体３と潜像保持体１とは現像領域ＤＲにおいてトナーＴを介して接触していてもよい。
【００１２】
層形成手段５は、トナー保持体３上で現像領域ＤＲに向かうトナー層を形成するもので、トナー保持体３上に予め決められた厚さのトナー層を形成する手段であれば特に限定されず、例えばトナー保持体３にトナーＴを供給するトナー供給部材６と、このトナー供給部材６の下流側にてトナー保持体３上のトナー層厚を規制する層厚規制部材と、で構成されるものであってもよいし、トナーＴを供給するために例えば窪みを有する部材をトナー保持体３に近接して配置し、この部位の下流側に、トナー保持体３上のトナー層厚を規制する層厚規制部材を設ける等の態様が挙げられる。このような層形成手段５によって、縞状に並ぶ凸部Ｓの少なくとも一部がトナー保持体３から掻き取られるようになる。
【００１３】
電極部材７は、トナー保持体３に近接又は接触して配置されるもので、近接する態様にあっては、例えばロール状、板状等の部材を配置する態様が挙げられ、接触する態様にあっては、トナーＴが通過可能となるように弾性変形する例えばシート状部材を用いる態様が挙げられる。また、電極部材７は、トナー保持体３の回転方向に交差する方向に延びるように設けられればよいが、設置スペースを小さくしたり、構成を簡略化する点では交差方向のうちトナー保持体３の回転方向に直交する幅方向に延びるように設ければよい。更に、電極部材７の表面粗さは小さい方がよく、電極部材７の表面に対するトナーＴの固着が抑えられると共に電極部材７側に吸引されたトナーＴがトナー保持体３側へ容易に吸引されるようになる。
【００１４】
また、低周波電界形成手段８は、電極部材７を通過したときの残留トナーＴが縞状に並ぶ凸部Ｓに変化するような低周波電界を形成するもので、トナー保持体３と電極部材７との間に矩形波、正弦波等の極性が交互に周期的に変化する電界が適用される。更に、矩形波を適用させる場合には、そのデューティ比を変化させるようにすれば、縞状に並ぶ凸部Ｓの間隔が異なるようになる。更にまた、低周波電界形成手段８としては、例えば現像電界が高周波成分を含むものである場合、これに近い周波数の高周波成分を電極部材７に印加し、両者の差によって電極部材７とトナー保持体３の間に等価的なうなり成分が作用するようにしてもよく、このうなり成分が低周波電界になる。
【００１５】
ここでいう縞状に並ぶ凸部Ｓとは、図１（ｂ）に示すように、一つの凸部Ｓと、隣り合う凸部Ｓ間のトナー層の薄い部分とで一周期分となるもので、凸部Ｓの断面形状は、必ずしも断面矩形でなくてもよく、トナー保持体３の表面から突出する形状であればよい。また、縞状に並ぶ凸部Ｓとしては、視認できることが前提であり、通常、凸部Ｓの幅としては略０．５ｍｍ以上が適用される。
【００１６】
そして、縞状に並ぶ凸部Ｓに容易に変化させる観点からすれば、低周波電界形成手段８は、低周波電界を形成するに当たり、トナー保持体３の周速をｖ（ｍｍ／秒）、低周波電界の周波数をｆ（Ｈｚ）、縞状に並ぶ凸部Ｓの一周期分の最小寸法をｄ（ｍｍ）としたときに、ｆ≦ｖ／ｄの関係を満たすことが好ましい。これにより、一周期分の長さがｄｍｍ以上の縞模様（間隔を置いて凸部Ｓが並んでいる態様）が形成されるようになる。
【００１７】
ここで、縞状に並ぶ凸部Ｓの形成過程について図２を用いて説明する。ここでは、電極部材７とトナー保持体３との間で低周波電界が作用する領域を作用域ｘとして示し、トナー保持体３の周速をｖ、作用域ｘに作用する低周波電界のうち、トナーＴを電極部材７側に吸引する方向の電界成分をＥ１、トナーＴをトナー保持体３側に吸引する方向の電界成分をＥ２として矢印で示す。また、電極部材７とトナー保持体３との間隙は、層形成手段５によるトナー保持体３上の予め決められたトナー層厚（図中トナー保持体３上で新たに搬送された分の層厚を示す）よりも十分大きいものとして説明する。尚、ここではトナーＴとして負帯電トナーを用いた例を示しており、電界成分Ｅ１，Ｅ２の矢印と逆方向にトナーＴは吸引されるようになる。
【００１８】
同図において、先ず、電極部材７とトナー保持体３との間に、（ａ）のような状態でトナーＴがあるときを想定する。このときのトナーＴは、トナー保持体３の回転によって新たに搬送される分を示している。
このような状態において、（ｂ）に示すように、低周波電界としてトナーＴを電極部材７側に吸引する方向の電界成分Ｅ１が作用すると共にトナー保持体３が回転すると、トナーＴが電極部材７側へ吸引されることで、作用域ｘではトナーＴが堰き止められたトナー溜まり（図中Ｔｘで示すトナーが密状態となった部分）が形成される。このトナー溜まりが後述する一番目の凸部Ｓ１となる。
【００１９】
次に、低周波電界がトナーＴをトナー保持体３側へ吸引する方向の電界成分Ｅ２に切り替わると、（ｂ）の作用域ｘにあったトナー溜まりがそのまま下流側へ搬送され、トナー保持体３上の電極部材７より下流側には一番目の凸部Ｓ１が出現する。このとき、トナー溜まりのなくなった電極部材７に対しては、トナー保持体３上には新たに搬送されたトナーＴがあるため、作用域ｘにはこのトナーＴがもたらされる。
次に、低周波電界が、再び、トナーＴを電極部材７側に吸引する方向の電界成分Ｅ１に切り替わると、（ｄ）に示すように、一番目の凸部Ｓ１はそのまま下流側に搬送され、作用域ｘには新たなトナー溜まりが発生するようになる。そして、このトナー溜まりが二番目の凸部Ｓ２を形成するようになる。
このような作用を繰り返すことで、トナー保持体３上の電極部材７より下流側には、縞状に並ぶ凸部Ｓが出現するようになる。
【００２０】
このように、トナー保持体３上の残留トナーＴに対して縞状に並ぶ凸部Ｓが形成されると、トナー保持体３からのトナーＴの除去性能が向上する。このことについて、今、層形成手段５がトナー保持体３に接触するトナー供給部材６を有する態様を例にして説明する。トナー保持体３上にこのような縞状に並ぶ凸部Ｓが形成されたときのトナー保持体３とトナー供給部材６との接触部位でのトナーＴの掻き取り作用は次のように推定される。図３（ａ）及び（ｂ）はトナー供給部材６によってトナー保持体３上の縞状に並ぶ凸部Ｓの掻き取り作用を示す説明図であり、（ａ）は構成、（ｂ）は掻き取り時の作用を示す。
【００２１】
トナー保持体３上に縞状に並ぶ凸部Ｓが形成されているため、凸部Ｓがトナー供給部材６との接触部位に到達する前に、先ず、トナー供給部材６は、トナーＴの付着が少ない部分に接触する。そのため、次の凸部Ｓに対しては、トナー供給部材６によってトナー保持体３のほぼ表面から凸部Ｓを押す力Ｆ（掻き取り力に相当）が作用するようになり、凸部Ｓに対するせん断力となって、凸部Ｓがトナー保持体３から容易に掻き取られる。また、トナー保持体３とトナー供給部材６との間には、凸部Ｓが間隔を置いて到達するため、トナー供給部材６もその径方向に振動するようになり、トナー供給部材６の表面の清浄性も確保され易くなる。
【００２２】
これに対し、図３（ｃ）及び（ｄ）は、比較例として電極部材７（図示せず）とトナー保持体３との間に低周波電界を作用させない場合の説明図であり、（ｃ）が構成、（ｄ）は掻き取り時の作用を示す。この場合、（ａ）及び（ｂ）のときとは異なり、トナーＴに縞状に並ぶ凸部Ｓが形成されていないため、トナーＴの付着が少ない部分が形成されず、トナーＴがトナー供給部材６とトナー保持体３の間に潜り込み易くなる。そのため、トナー供給部材６によるトナーＴの掻き取り力Ｆは、トナーＴの表面を滑るようになり、十分な掻き取り性能が発揮されない。また、トナーＴに対して縞状に並ぶ凸部Ｓが形成されていないため、トナー供給部材６の径方向に対する振動も期待されず、トナー供給部材６の清浄性も振動が加えられた場合よりも低下する。それ故、現像領域ＤＲを経た後のトナー保持体３上の残留トナーＴに低周波電界を作用させることの有効性が確認される。
【００２３】
そして、層形成手段５としてこのようなトナー供給部材６を用いる場合、トナー供給部材６としては、トナー保持体３にトナーを供給できれば、トナー保持体３に接触していてもよいし、トナー保持体３から離間していてもよい。トナー供給部材６によるトナー保持体３へのトナーＴの供給がなされることで、トナー保持体３上の残留トナーＴの少なくとも一部がトナー保持体３から掻き取られる作用を奏する。そして、トナー供給部材６は、トナー保持体３にトナーを直接供給する態様であってもよいし、あるいは、トナーＴを間接的に供給する、例えば二成分現像剤のうちのトナーＴを供給する態様であってもよい。更に、トナー供給部材６としては、トナー供給部材６とトナー保持体３との間にトナーＴを供給できる構成であればよい。尚、トナー供給部材６より上流側にトナー保持体３上の残留トナーＴを掻き取る掻き取り部材を有する態様においては、トナー供給部材６によるトナーＴの掻き取り作用がなくてもよい。
【００２４】
また、図１において、電極部材７とトナー保持体３との間で低周波電界を有効に作用させる観点からすれば、電極部材７は、層形成手段５によって形成されたトナー保持体３上のトナー層の厚みを超える間隙を保ってトナー保持体３に対向して配置されたロール状部材とすることが好ましい。この場合、両者の間で低周波電界が作用する領域を集中させ易く、結果的に低周波電界を集中させ易くなる。
【００２５】
更に、縞状に並ぶ凸部ＳにおけるトナーＴのトナー保持体３への付着力を低減する観点からすれば、電極部材７のトナー保持体３の回転方向に沿う低周波電界の作用域の幅をｍ（ｍｍ）、低周波電界のうちトナー保持体３上の残留トナーＴをトナー保持体３側に吸引する方向の電界成分が作用する時間に相当するトナー保持体３の回転方向における移動距離をｎ（ｍｍ）としたときに、ｍ≧ｎの関係を満たすことが好ましい。このように作用域の幅ｍが移動距離ｎ以上であれば、トナー保持体３上の残留トナーＴは電極部材７側に吸引される方向の電界成分の作用を受けるようになり、縞状に並ぶ凸部Ｓが形成される際、トナーＴのトナー保持体３への付着力が低減されるようになる。一方、作用域の幅ｍが移動距離ｎより短い場合には、縞状に並ぶ凸部Ｓが形成される際、電極部材７側に吸引される方向の電界成分の作用を受けない部位が生じ、この部位でのトナー保持体３に対するトナーＴの付着力が低減されないようになる。尚、この作用については後述する。
【００２６】
そして、残留トナーＴに対してこのような縞状に並ぶ凸部Ｓを形成し易くする観点からすれば、低周波電界形成手段８は、低周波電界を形成するに当たり、トナーＴをトナー保持体３側から電極部材７側に吸引する電界成分をＥ１、トナーＴを電極部材７側からトナー保持体３側に吸引する電界成分をＥ２としたときに、Ｅ１≧Ｅ２の関係を満たすことが好ましい。このとき、代表的にはＥ１＝Ｅ２とする態様が挙げられ、低周波電界が交流成分のみで実現される。また、Ｅ１＞Ｅ２とすれば、残留トナーＴの帯電量分布が広くなっても電極部材７側に吸引させ易くなる。
【００２７】
また、残留トナーＴに対してこのような縞状に並ぶ凸部Ｓを形成し易くする他の観点からすれば、低周波電界形成手段８は、低周波電界を形成するに当たり、低周波電界の一周期のうち、トナーＴをトナー保持体３側から電極部材７側に吸引する電界成分の作用時間をｔ１、トナーＴを電極部材７側からトナー保持体３側に吸引する電界成分の作用時間をｔ２としたときに、ｔ１≧ｔ２の関係を満たすことが好ましい。このとき、代表的にはｔ１＝ｔ２の態様が挙げられ、このようなデューティ比を５０％とする矩形波の形成は容易となる。また、正弦波の適用も容易になる。更に、例えばｔ１＞ｔ２とすれば、縞状の一周期に占める凸部Ｓの割合を小さくすることができ、例えば残留トナーＴの量が少ない場合であっても幅が狭く高さが高い凸部Ｓが形成されるようになる。
【００２８】
更に、低周波電界の形成をし易くする観点から、現像電界形成手段４が、予め決められた高い周波数で極性が交互に周期的に変化する高周波電界が含まれる現像電界を形成するものである場合、低周波電界形成手段８は、現像電界の高周波電界に近い周波数の高周波電界を電極部材７に作用させ、二つの高周波電界の差分からなる低い周波数のうなり成分を低周波電界とすることが好ましい。通常、ある周波数の高周波成分とこれに近似する周波数の高周波成分とを作用させると、両者の差分の周波数のうなりが発生する。また、高周波成分との間で低周波成分を作り出す高周波を形成することはたやすくないため、このようなうなり成分を利用することで、低周波電界の形成が容易になる。
【００２９】
また、残留トナーＴの除去性能を改善する観点から、電極部材７による電界作用領域は、現像領域ＤＲの長手方向有効幅よりも長い寸法に設定されていることが好ましい。これによれば、現像領域ＤＲに対する残留トナーＴの除去性能が改善され、現像時の現像領域ＤＲでの現像が安定化するようになる。
【００３０】
更に、残留トナー量に応じた縞状に並ぶ凸部Ｓを形成する観点からすれば、電極部材７を移動可能に支持し且つトナー保持体３との間隙を変化させる間隙可変機構を更に備えることが好ましい。例えばジャム等によりトナー保持体３上のトナーＴが現像領域ＤＲにて消費されない場合と、通常の現像が行われてトナー保持体３上のトナーＴが消費された場合とで電極部材７を移動させるようにしてもよいし、例えば写真画像と文字画像とでトナー消費量が異なる場合などに適用することで、電極部材７通過後に縞状に並ぶ凸部Ｓの形成が容易になる。
【００３１】
このような縞状に並ぶ凸部Ｓを形成する際、層形成手段５がトナー保持体３に接触してトナーＴをトナー保持体３に供給するトナー供給部材６を備える態様にあって、除去性能を向上させる観点からすれば、図１（ｂ）に示すように、トナー供給部材６は、トナー保持体３との接触部位でトナー保持体３とは逆向きに回転するものであり、トナー供給部材６とトナー保持体３との間のトナー保持体３の回転方向に沿う接触幅をｗ（ｍｍ）、低周波電界のうちトナー保持体３上の残留トナーＴをトナー保持体３側に吸引する方向の電界成分が作用する時間に相当するトナー保持体３の回転方向における移動距離をｎ（ｍｍ）としたときに、ｗ＞ｎの関係を満たすことが好ましい。これによれば、トナー供給部材６の表面は、トナーＴの付着が少ない部位にてトナー供給部材６上のトナーＴがトナー保持体３側へ移行され、これによりトナー供給部材６の表面は、トナーＴの付着が殆どない、あるいはあっても少量のトナーＴが付着している表面となり、続く凸部Ｓに対しては、このトナーＴの付着が殆どないトナー供給部材６の表面にて凸部Ｓの底の方から掻き取るようになる。また、このとき、一周期に占めるトナー保持体３上の残留トナーＴをトナー保持体３側に吸引する方向の電界成分が作用する時間が半分以下である方が好ましい。
【００３２】
更に、電極部材７より上流側にトナー保持体３と接触又は近接して配置される部材を設け、この部材とトナー保持体３との間にトナー保持体３上のトナーＴを除電するための除電電界を作用させるようにしてもよい。この場合、除電電界としては、例えば残留トナーＴの帯電電荷を打ち消す方向の電界を作用させればよい。
【００３３】
このような現像装置を画像形成装置に適用するには、潜像を保持する潜像保持体１と、潜像保持体１上の潜像をトナーＴにて現像する現像装置とを備える態様にあって、この現像装置として、上述の現像装置を備えるようにすればよい。
【００３４】
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、一例として前述の実施の形態の概要で説明した現像装置が適用された実施の形態１に係る画像形成装置の概要を示す説明図である。
本実施の形態の画像形成装置は、潜像保持体としての感光体１０を有し、感光体１０の周りに、感光体１０の表面を予め決められた電位に帯電する帯電装置１１、この帯電装置１１にて帯電された感光体１０に対し、潜像形成のための露光を行う露光装置１２、露光によって形成された潜像に対してトナーを用いて現像する現像装置２０、現像された感光体１０上のトナー像を図示外の記録材供給部から供給された記録材Ｐ上に転写する転写装置１４、転写後の感光体１０上の残留トナーを清掃する清掃装置１５等が適宜配置されている。また、転写装置１４にて記録材Ｐ上に転写されたトナー像は、定着装置１６にて定着がなされ、定着後の記録材Ｐは図示外の排出部位に排出されるようになっている。
【００３５】
このような画像形成装置における現像装置２０は、図５のように構成されている。感光体１０に対向して開口し且つ内部に現像剤としてのトナーが収容される収容容器２１と、この収容容器２１の前記開口に面した部位にて感光体１０に対向して回転可能に設けられ且つ感光体１０に対向する現像領域に向かってトナーを保持して搬送するトナー保持体としての現像ロール２２とが設けられている。また、本実施の形態の現像装置２０では、層形成手段として、現像ロール２２の回転方向における前記現像領域より上流側位置にて現像ロール２２に対向して設けられ且つ現像ロール２２にトナーを供給する供給ロール２３と、現像ロール２２の回転方向における供給ロール２３より下流側で現像ロール２２に対向して設けられ且つ現像領域に向かう現像ロール２２上のトナー層厚を規制する層厚規制部材２４と、を備えている。更に、現像装置２０には、現像ロール２２の回転方向における前記現像領域より下流側で且つ供給ロール２３より上流側位置にて現像ロール２２に近接して配置される電極部材２６と、電極部材２６より上流側の収容容器２１に一端が固定されると共に他の一部が現像ロール２２に接触するように設けられ、トナーの収容容器２１外への漏れを塞ぐシート状のシール部材２５等を備えている。
【００３６】
本実施の形態における現像ロール２２は、例えばカーボンブラック等の導電性フィラーによって体積抵抗値が調整された弾性ゴム材料を周面に有するものが採用されているが、これに限られず、体積抵抗値が調整された部材でその周面にトナーを保持して搬送できるものであれば、例えば金属材料を用いるようにしても差し支えない。
【００３７】
また、供給ロール２３は、現像ロール２２との接触部位で現像ロール２２とは異なる方向に回転するもので、例えば体積抵抗値が調整された発泡材料で構成された発泡ロールが採用されているが、これに限られず、表面に凹凸のあるロール部材であってもよい。本実施の形態では、このような供給ロール２３を用いることで、供給ロール２３が現像ロール２２にトナーを供給すると共に現像ロール２２上の残留トナーの掻き取りも行うようになっている。
【００３８】
本実施の形態の層厚規制部材２４は、現像ロール２２の回転方向における下流側の一端が収容容器２１に固定されると共に、他端側が現像ロール２２の回転方向とは逆方向に向かって延びる自由端となっており、本例では供給ロール２３側に向かって延びるように構成されている。層厚規制部材２４は、例えば、ステンレス合金やリン青銅合金からなる金属製板ばねに後述する帯電電界が印加されるようになっており、供給ロール２３によって供給された現像ロール２２上のトナーに対し、層厚を規制すると共に予め決められた帯電量に帯電するようになっている。
【００３９】
そして、本実施の形態の電極部材２６は、図６（ａ）に示すように、現像ロール２２から例えば１００〜４００μｍの間隙を持って固定的に設置されたロール状部材で構成されており、現像ロール２２の現像領域の有効幅Ｌを超える長さまで延びるように設けられている。更に、電極部材２６の両端部２６ａ，２６ｂにて収容容器２１側に固定されるようになっており、一方の端部２６ａ側には、後述する低周波電源３４が接続されている。更に、本実施の形態の電極部材２６は、その表面の算術平均粗さＲａが５μｍ以下となるように仕上げられている。また、シール部材２５は、例えば厚さ５０〜１００μｍのポリエステルシートで構成されている。
【００４０】
本実施の形態における現像装置２０には、各種の電源が次のように接続されている。
図５に示すように、感光体１０と現像ロール２２との対向部の現像領域に対し現像ロール２２上のトナーにて感光体１０の潜像を現像する現像電界を形成するための現像電界形成手段が設けられている。本実施の形態の現像電界形成手段としては、感光体１０が接地される一方、現像ロール２２には現像電界を印加する現像電源３１が接続されている。また、現像ロール２２と供給ロール２３の間には、供給ロール２３上のトナーを現像ロール２２に供給するための供給電界を印加する供給電源３２が接続されている。更に、層厚規制部材２４には、現像ロール２２上で層厚規制されたトナー層に対し予め決められた帯電量が与えられるように帯電電界を印加する帯電電源３３が接続されている。
【００４１】
そして、本実施の形態では、電極部材２６と現像ロール２２との間の残留トナーに作用し、予め決められた低い周波数で極性が交互に周期的に変化する低周波電界を形成し、現像ロール２２上の残留トナーを、低周波電界の周期に依存して現像ロール２２の回転方向に対して目視可能な寸法で縞状に並ぶ凸部に変化するように、現像ロール２２上の残留トナーを移動させる低周波電界形成手段としての低周波電源３４が接続されている。
【００４２】
本実施の形態の低周波電源３４としては、図６（ｂ）に示すように、＋Ｖ１電位と−Ｖ１電位との間で互いに半周期のｔ１時間で反転するような低周波の矩形波が適用されている。そのため、負帯電トナーを使用したときに現像後の現像ロール２２上の残留トナーに対して、電極部材２６側にトナーを吸引する方向の電界（＋Ｖ１の電位側）と、現像ロール２２側にトナーを吸引する方向の電界（−Ｖ１の電位側）とが、交互に周期的に変化するようになっている。尚、ここでは、トナーは負に摩擦帯電するものとしている。
【００４３】
このような構成の現像装置２０における作用について説明する。
図５に示すように、収容容器２１内のトナーは、供給ロール２３の回転によって供給ロール２３の周面に保持されながら、供給ロール２３と現像ロール２２との接触部位に向かって搬送される。供給ロール２３と現像ロール２２との接触部位では、両者が互いに逆向きに回転し、供給されるトナーは現像ロール２２上に付着させられる。
【００４４】
現像ロール２２上に移動したトナーは、層厚規制部材２４によって現像ロール２２上で層厚が規制され、予め決められた厚さのトナー層として現像ロール２２上を現像領域に向かって搬送される。このとき、層厚規制部材２４による帯電電界によって、トナーには予め決められた帯電量が与えられる。尚、図中の矢印Ａは、層厚規制部材２４によって規制されたトナーの流れを示している。
【００４５】
現像ロール２２上で層厚規制がなされたトナー層は、そのまま現像領域に達し、感光体１０上の画像部に対応する部位ではトナーが多く消費され、現像ロール２２上には少しのトナーが残るかあるいは完全に消費されて現像ロール２２表面が露出する。これに対し、非画像部ではトナーの消費が殆どなされず、現像ロール２２上には多くのトナーが残る。その結果、現像後の現像ロール２２上では、現像にてトナーが消費された部位と消費されなかった部位とが混在する形となって、そのまま下流側のシール部材２５に向かって搬送される。そして、現像ロール２２上の残留トナーはシール部材２５を抜けてそのまま電極部材２６との対向部位に到達する。
【００４６】
図７（ａ）〜（ｃ）は、電極部材２６と現像ロール２２との間に、低周波電界を作用させたときの残留トナーの動きを表したものである。尚、ここでは、電極部材２６と現像ロール２２との間で低周波電界が有効に作用する作用域をｘとして示している。
【００４７】
（ａ）は、残留トナーを電極部材２６側に吸引する方向の電界が作用している状態を示しており、このとき、作用域ｘでは、トナーは電極部材２６側に吸引されてトナーが疎状態となる。図中、斜線を付したトナーが電極部材２６側に吸引され、一部のトナー（図中斑点を付したトナー）が現像ロール２２側に残り、両者間には隙間が形成される。そして、現像ロール２２の回転に伴って、斑点を付したトナーは作用域ｘから下流側に搬送されるが、作用域ｘには新たなトナー（図中白抜きのトナー）が搬送されて隙間を埋めるようになり、トナーは密状態となる。このとき、作用域ｘより現像ロール２２上の下流側には、トナー量の少ない層（図中斑点を付したトナーが主体となる）が出現し、これが後述する縞状の凸部Ｓの間のトナーの付着が少ない凹部Ｒとして形成される（（ｂ）参照）。
【００４８】
次に、（ｂ）のように、トナーを現像ロール２２側に吸引する方向の電界が作用すると、作用域ｘの隙間が埋められ密状態となったトナー層（図中斜線を付したトナーと白抜きのトナーとで構成される）は、現像ロール２２側に吸引され、現像ロール２２の回転に伴って、下流側に移動するようになる。
（ｃ）は、再び、電極部材２６側にトナーを吸引する方向の電界が作用した状態を示しており、作用域ｘでは（ａ）と同様に、トナーの疎状態を示している。このとき、作用域ｘより下流側では、（ｂ）で形成された密状態のトナーが現像ロール２２の回転に伴って移動するため、この密状態となったトナーの領域が凸部Ｓを形成する。
【００４９】
そして、このような動作を繰り返すことで、現像ロール２２の電極部材２６より下流側部位には、低周波電界の半周期分（低周波電界のうち電極部材２６側にトナーを吸引する方向の電界作用が作用する時間）に相当するトナーが殆ど付着していない凹部Ｒと、低周波電界の残りの半周期分（低周波電界のうち現像ロール２２側にトナーを吸引する方向の電界作用が作用する時間）に相当するトナーが積層された凸部Ｓとが繰り返し形成され、連続した縞模様が出現するようになる。
【００５０】
このようにして形成された現像ロール２２上の縞模様は、供給ロール２３と現像ロール２２とのニップ域にて掻き取られるようになる。現像ロール２２から掻き取られたトナーは、図５に示すように、収容容器２１内に落下し、その後、再び供給ロール２３を経由して現像に供されるようになる。
【００５１】
次に、現像ロール２２上の残留トナーを掻き取る理由について説明する。
一般に、現像時には、感光体１０上の画像によって、例えばベタ画像では現像ロール２２上のトナーのうち多くのトナーが感光体１０側へ移動する一方、ハイライト画像では現像ロール２２上のトナーのわずかな量しか感光体１０側へ移動しない。その結果、現像を終えた現像ロール２２上の残留トナーには、現像した画像に合わせたトナー量の分布が生じる。
【００５２】
このようなトナー量の分布が残存した状態の現像ロール２２から、残留トナーを掻き取り、新たに供給されるトナーで次の画像を現像することで、画像に対するゴースト等の画質劣化の発生は抑えられる。しかしながら、残留トナーの掻き取りが不十分な場合、現像ロール２２上に新たに供給されるトナーは残留トナーに影響される。そのため、例えばベタ画像を形成した後にハイライト画像を形成するような場合に、出力したハイライト画像に前のベタ画像部分が薄く現れたりするような所謂ゴーストが発生し易い。
【００５３】
本実施の形態では、現像後の現像ロール２２上に残留した残留トナーに対して、低周波電界を作用させて縞状に並ぶ凸部を形成することで、供給ロール２３による残留トナーの掻き取り性能が向上し、ゴーストの発生が抑えられるようになる。
【００５４】
そして、このような現像装置２０における縞模様の凹部及び凸部の大きさについて考えると、低周波電界のうち現像ロール２２上の残留トナーを電極部材２６側に吸引する方向の電界成分が作用する時間に相当する現像ロール２２の移動距離が現像ロール２２の回転方向に沿う凹部の幅となり、一方、低周波電界のうち現像ロール２２上の残留トナーを現像ロール２２側に吸引する方向の電界成分が作用する時間に相当する現像ロール２２の移動距離が現像ロール２２の回転方向に沿う凸部の幅となる。以下では、これらの凹部の幅、凸部の幅を用いて説明する。
【００５５】
このような凹部や凸部の幅寸法は、現像ロール２２の周速にも関係し、低周波電界の周波数を一定にした場合、周速が速ければ凹部及び凸部の幅寸法は概して大きくなり易い。一方、周速が遅ければ凹部及び凸部の幅寸法は概して小さくなり易い。そのため、縞模様の一周期分（縞状に並ぶ凸部の一周期分に相当するもので、凹部の幅寸法＋凸部の幅寸法に相当する）の長さをＬ（ｍｍ）としたとき、低周波電界の周波数ｆ（Ｈｚ）としては、現像ロール２２の周速ｖ（ｍｍ／秒）との関係で、ｆ＝ｖ／Ｌとすればよい。
【００５６】
例えば縞模様の一周期分の長さＬを例えば目視可能な最小寸法として１ｍｍを採用すれば、ｆ＝ｖ／１となる。そのため周波数ｆとしてはこれ以下の小さな値となる。仮に、周波数ｆが高すぎると、目視可能な縞模様が形成されないばかりか、高い周波数では、トナーはどちらかというとその場で微小振動し、電極部材２６によってトナーが堰き止められることなく、電極部材２６の下流側には縞模様が形成されないようになる。したがって、低周波電界の周波数ｆとしてはある程度低い周波数が適用される。
【００５７】
次に、凸部の幅について詳述する。
本実施の形態の低周波電界は、現像ロール２２上のトナーを電極部材２６側に吸引する電界と、反対に現像ロール２２側に吸引する電界とを交互に作用させるもので、その場合の周波数ｆ（Ｈｚ）は、次のようにして決定されている。
今、現像ロール２２の周速をｖ（ｍｍ／秒）とし、縞状に並ぶ凸部の一周期分の長さが約４ｍｍ（縞模様の凹部及び凸部の幅が共に約２ｍｍ）となるように、その周波数ｆはｆ＝ｖ／４としている。現像ロール２２の周速ｖが例えば３３０ｍｍ／秒であるとすると、このときの周波数ｆは８２．５Ｈｚとなる。
【００５８】
ここで、縞模様の凹部及び凸部の幅寸法を２ｍｍとしたのは、次の理由による。
図８（ａ）は、本実施の形態における現像ロール２２と供給ロール２３との接触部位（ニップ域）に対し、縞模様が形成されている（凹部Ｒ及び凸部Ｓが順次形成されている）様子を示している。このとき、ニップ域の現像ロール２２の回転方向に沿う長さ（接触幅）は、例えば４．２ｍｍとなっている。そのため、縞模様の凹部Ｒ及び凸部Ｓの幅寸法として、ニップ域の接触幅の略１／２となる２ｍｍを採用している。
【００５９】
今、図８（ａ）のように、現像ロール２２と供給ロール２３とのニップ域内に縞模様の一組の凹部Ｒ及び凸部Ｓが侵入した状態を仮定する。つまり、ニップ域の現像ロール２２の回転方向における下流側に凹部Ｒ、上流側に凸部Ｓが位置している場合、供給ロール２３による縞状に並ぶ凸部Ｓの掻き取り作用は次のように推定される。
【００６０】
供給ロール２３から現像ロール２２に供給するためのトナーを外周に保持している供給ロール２３に対して、先ず、ニップ域では凹部Ｒが存在するため、供給ロール２３上のトナーはほぼ現像ロール２２側へ移行し、この部位での供給ロール２３表面は、トナーが殆どないか、少ない量のトナーしか残っていない状態となる。そのため、凸部Ｓに対して供給ロール２３の表面が現像ロール２２の表面に直接接触するようになり、凸部Ｓに対しては現像ロール２２のほぼ表面から押すようになり、結果的に凸部Ｓは容易に掻き取られるようになる。
【００６１】
本実施の形態では、縞状に並ぶ凸部Ｓの一周期分の長さ（縞模様の凹部Ｒ及び凸部Ｓからなる一組の幅寸法に相当する）が、現像ロール２２と供給ロール２３とのニップ域に対して略同じとなるように設定したが、縞模様の大きさとしてはこれに限られず、凹部Ｒ及び凸部Ｓの一組の幅寸法において、凹部Ｒの幅寸法が凸部Ｓの幅寸法以上であるときに、凸部Ｓの幅寸法がニップ域に入る寸法であればよい。この場合、供給ロール２３の表面のうち、縞模様の凹部Ｒにてトナーが現像ロール２２側に移行し、供給ロール２３の部材面が現れた部分で次の凸部Ｓに接触するようになり、凸部Ｓの掻き取り性能が発揮されるようになる。仮に、凸部Ｓがニップ域を超える長さの場合には、ニップ域全域に亘って凸部Ｓが及ぶことも想定され、凸部Ｓがニップ域より短い場合に比べて掻き取り性能が低下する虞がある。
【００６２】
そして、このような縞模様において、凸部Ｓの幅は、短くても差し支えないが、供給ロール２３の表面性からすると、次のようになる。
図８（ｂ）は、本実施の形態における供給ロール２３と現像ロール２２との接触部位を拡大した模式図であり、供給ロール２３表面は、発泡体の各セル２３ａの部分と、セル２３ａ間を繋ぐ骨格部２３ｂとで構成されている。また、（ｃ）は、供給ロール２３の断面の電顕写真を示しており、図の左側が表面側となっている。
このような供給ロール２３では、セル２３ａの幅ｚの中に凸部Ｓが存在すると、現像ロール２２からの凸部Ｓの掻き取り性能が低下することから、凸部Ｓの幅寸法としては、このセル２３ａの幅ｚを超えることが必要となる。このようなセル２３ａの幅ｚとしては、通常、０．３ｍｍ程度であることから、凸部Ｓの幅としては、０．３ｍｍを超えるものであればよい。
【００６３】
一方、一般的に、画像上のかぶりや濃度むらは、そのピッチが、作像方向で０．５ｍｍ以上になると急激に可視化されることから、縞模様における凹部Ｒ及び凸部Ｓの幅も、夫々が０．５ｍｍ以上になれば容易に可視化される。また、この０．５ｍｍは、供給ロール２３のセル幅ｄよりも大きく、それ故、縞模様における一組の凹部Ｒ及び凸部Ｓの幅としては、合わせて１ｍｍ以上であればよい。
【００６４】
以上のような点を考慮すると、本実施の形態において、現像ロール２２の周速ｖを仮に３３０ｍｍ／秒とした場合には、低周波電界の周波数ｆの上限値は、縞状に並ぶ凸部Ｓの一周期分の長さを１ｍｍとしたときの３３０Ｈｚであり、下限値は、現像ロール２２と供給ロール２３との接触幅を４ｍｍとすると、凸部Ｓの幅を４ｍｍとした一周期分の長さを８ｍｍとしたときの４１．２５Ｈｚとなる。
また、上限値のより好ましい値としては、縞模様を明瞭にし、残留トナーが少ない状態でも凸部Ｓにおけるある程度の高さを確保することを想定すると、一周期分の長さを４ｍｍとしたときの８２．５Ｈｚとなる。
【００６５】
一方、電極部材２６と現像ロール２２との間隙については、広い場合と狭い場合が想定される。
図９は、電極部材２６と現像ロール２２との間隙Ｄが広い場合の縞模様について説明したものである。ここでは、現像ロール２２上に厚さＴｔの残留トナーがあり、低周波電界の半周期毎にαの領域分のトナーが搬送されるものとする。また、電極部材２６と現像ロール２２との間隙Ｄは、Ｄ＞２Ｔｔとなっており、低周波電界の一周期では、電極部材２６に吸引されたトナーが現像ロール２２に接触しない程度となっている。
【００６６】
このような状態で、今、（ａ）のように、低周波電界Ｅがトナーを電極部材２６側に吸引する方向であるとき、電極部材２６の作用域ｘには、一周期分のトナーが吸引される。このとき、電極部材２６より下流側には、電極部材２６に吸引されたトナーのαに相当する領域（図中二点鎖線部分で電極部材２６に吸引されなかった場合に出現したであろう部分）が存在し、これが、第一の凹部Ｒ１となる。また、周速ｖで移動する現像ロール２２によって搬送されるトナーは図中左側から搬送されるため、作用域ｘにおけるトナー溜まり（図中Ｔｘで示す部分）は電極部材２６に吸引されるトナーはその上流側が厚くなる。
【００６７】
次に、（ｂ）のように、低周波電界Ｅが反転すると、（ａ）における作用域ｘにて電極部材２６に吸引されていたトナーが現像ロール２２側に吸引されて搬送され、現像ロール２２上の電極部材２６より下流側には凸状にトナーが付着した第一の凸部Ｓ１が形成される。このとき、電極部材２６に対向する位置には新たなトナーが到達している。
【００６８】
更に、低周波電界Ｅが反転すると、（ｃ）のように、トナーが電極部材２６側に吸引され、現像ロール２２上の電極部材２６より下流側には、第二の凹部Ｒ２が形成されるようになる。そして、（ｄ）のように、低周波電界Ｅが、トナーを現像ロール２２側へ吸引する方向に反転すると、（ｃ）で電極部材２６に吸引されたトナーが現像ロール２２側に吸引され、現像ロール２２上の電極部材２６より下流側には第二の凸部Ｓ２が形成される。
このように、電極部材２６と現像ロール２２との間隙Ｄが十分確保されている場合、トナーは電極部材２６に安定的に吸引されるため、凸部Ｓも安定した形状が確保されるようになる。
【００６９】
一方、図１０は、電極部材２６と現像ロール２２との間隙Ｄが狭い場合の縞模様について説明したものである。ここでは、電極部材２６と現像ロール２２との間隙Ｄは、Ｄ＜２Ｔｔとなっており、低周波電界の一周期では、電極部材２６に吸引されたトナーが電極部材２６と現像ロール２２との間隙を遮蔽する程度のものとなっている。
【００７０】
このような状態で、今、（ａ）のように、低周波電界Ｅがトナーを電極部材２６側に吸引する方向であるとき、電極部材２６の作用域ｘには、一周期分のトナーが吸引される。このとき、電極部材２６より下流側には、電極部材２６に吸引されたトナーのαに相当する領域（図中二点鎖線部分で電極部材２６に吸引されなかった場合に出現したであろう部分）が存在し、これが、第一の凹部Ｒ１となる。また、周速ｖで移動する現像ロール２２によって搬送されるトナーは図中左側から搬送されるため、電極部材２６に吸引されるトナーはその下流側ではトナーの動きを堰き止めるようになり、電極部材２６の上流側にも大きく膨らむトナー溜まり（図中Ｔｘで示す部分）を生じる。
【００７１】
次に、（ｂ）のように、低周波電界Ｅが反転すると、（ａ）にて電極部材２６に吸引されていたトナーが現像ロール２２側に吸引されて搬送され、現像ロール２２上の電極部材２６より下流側には凸状にトナーが付着した第一の凸部Ｓ１が形成される。このとき、電極部材２６に対向する位置には新たなトナーが到達している。
【００７２】
更に、低周波電界Ｅが反転すると、（ｃ）のように、トナーが電極部材２６側に吸引され、現像ロール２２上の電極部材２６より下流側には、第二の凹部Ｒ２が形成されるようになる。このとき、現像ロール２２上の第二の凹部Ｒ２より下流側には、第一の凸部Ｓ１があるが、この第一の凸部Ｓ１は、どちらかというと、上流側に裾野が広がった形状となる。そして、（ｄ）のように、低周波電界Ｅが、トナーを現像ロール２２側へ吸引する方向に反転すると、（ｃ）で電極部材２６に吸引されたトナーが現像ロール２２側に吸引され、現像ロール２２上の電極部材２６より下流側には第二の凸部Ｓ２が形成される。
このように、電極部材２６と現像ロール２２との間隙Ｄが狭い場合、縞模様の形状が特に凸部Ｓで裾野を引くような形状になり易い。しかしながら、このような形状であっても、十分掻き取り性能が確保されることは言うまでもない。
それ故、電極部材２６と現像ロール２２との間隙は、十分確保する方が好適であり、これらは実験等で確認して、適正な間隙を選択するようにすればよい。
【００７３】
本実施の形態の画像形成装置としては、単色の画像形成装置の態様を示したが、単色に限られず、複数色の画像形成装置に適用するようにしても差し支えない。
また、電極部材２６としてロール状部材を配置する態様を示したが、このようなロール状部材としては固定配置される方が好ましいが、回転する態様であっても差し支えない。電極部材２６が回転する場合、電極部材２６側に吸引されたトナーは少なくとも一部が低周波電界の作用域から外れた位置に移動することになるが、電極部材２６の回転によって低周波電界の作用域に到達したときに縞模様を形成すればよいし、あるいは、回転中に電極部材２６から落下すれば、それでもよい。更に、電極部材２６を現像ロール２２の回転軸に沿う方向に配置したが、現像ロール２２の回転軸に対して少し斜めになる方向であっても差し支えない。尚、この場合、電極部材２６と現像ロール２２との間で作用する低周波電界が電極部材２６の長手方向で略均一になっていることは言うまでもない。
【００７４】
本実施の形態の低周波電界としては、低い周波数で極性が交互に周期的に変化するものであればよく、例えばデューティ比５０％の矩形波や正弦波等が適用されるが、次のようなものであっても差し支えない。
以下に、本実施の形態における低周波電界の変形例について説明する。
【００７５】
図１１（ａ）は、低周波電界の一変形例を示すもので、中心電位を一方に偏らせたものとなっている。ここでは、例えばトナーとして負帯電トナーを使用した場合の現像ロール２２に対する電極部材２６の電位波形を示しており、電極部材２６側へトナーを吸引する電界成分の振幅を現像ロール２２側へトナーを吸引する電界成分の振幅より大きくしたものである。つまり、一方の振幅を＋Ｖ２、他方の振幅を−Ｖ３（|＋Ｖ２|≧|−Ｖ３|）とし、作用時間は共にｔ１としたものとなっている。
【００７６】
このような電界による作用は次のように推定される。中心電位を偏らせることで、電極部材２６側へのトナーの吸引力が高められる。通常、帯電や現像によって、残留トナーには逆極性トナーも増え、また帯電分布も広いため、電極部材２６側への吸引力を強くした状態でトナーを現像ロール２２から強く引き剥がす方がよく、より多くのトナーが現像ロール２２上から引き剥がされ易くなる。
【００７７】
また、図１１（ｂ）は、低周波電界の他の変形例を示すもので、デューティ比を５０％から変化させたものとなっている。ここでは、負帯電トナーの場合に、＋Ｖ１の振幅及び−Ｖ１の振幅を印加すると共に、電極部材２６側へトナーを吸引する電界の作用時間ｔ２を現像ロール２２側へトナーを吸引する電界の作用時間ｔ３より長く（ｔ２＞ｔ３）したものである。
このような電界を作用させることで、電極部材２６側へトナーを吸引する電界の作用時間ｔ２が長くなり、その部分では縞模様のうち凹部Ｒが形成されることから、現像ロール２２上には、（ｃ）に示すような凹部Ｒが凸部Ｓより長い縞模様が形成される。更に、このような電界を作用させることで、凸部Ｓでのトナー層の層厚を高くすることも可能になり、残留トナーが少ない場合であっても、残留トナーの掻き取り性能が十分確保されるようになる。
【００７８】
本実施の形態では、現像電界として直流成分を用い、低周波電界を低周波電源３４（図５参照）で供給する態様を示したが、例えば現像電界として直流成分に交流成分が重畳された電界を用いる場合には、低周波電界としては、現像電界の交流成分を考慮せざるを得なくなる。
【００７９】
一般に、例えば通常の現像装置等で使用される現像電界のように、高周波電界（例えば２ｋＨｚ）を現像ロール２２と電極部材２６の間に作用させると、トナーはその場振動を繰り返しながら現像ロール２２の回転によって搬送されるようになり、電極部材２６で後続のトナーを堰き止める効果は作用しなくなり、電極部材２６でのトナーの積層は困難となる。その結果、電極部材２６より下流側の現像ロール２２上には残留トナーが略そのまま搬送され、縞模様の形成はなされない。
【００８０】
そのため、縞状に並ぶ凸部を形成するために、低周波電源３４を用いて電極部材２６と現像ロール２２の間に低周波電界を作用させるようにしたが、現像電界として高周波電界を用いると、この高周波電界を踏まえた低周波電界を形成する必要がある。しかしながら、このような電界の形成は大変であり、より簡単な方法が求められる。
【００８１】
このような例として、図１２に示すように、現像ロール２２に対し直流成分に高周波成分が重畳された現像電界を現像電源３１（３１ａ，３１ｂ）で供給する一方、電極部材２６に現像電界とは別に、現像電界の高周波成分に近い周波数の高周波成分を作用させる電源３５を図のように接続すると、等価的に両者の高周波成分の差分のうなり成分が、電極部材２６と現像ロール２２の間に作用するようになる。したがって、両者の周波数の差分が、等価的な低周波電源３４（図５参照）として作用することで、縞状に並ぶ凸部の形成がなされる。
【００８２】
◎実施の形態２
図１３は、実施の形態２に係る現像装置２０の概要を示す説明図である。
本実施の形態の現像装置２０は、実施の形態１の現像装置２０（図５参照）と略同様に構成されるが、現像ロール２２に近接して配置される電極部材２６が現像ロール２２の外周面に沿った形状の板状部材で構成され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。
【００８３】
本実施の形態では、電極部材２６と現像ロール２２との間に低周波電界を作用させることで、現像ロール２２上のトナーは現像ロール２２と電極部材２６との間で吸引が繰り返され、電極部材２６の下流側では、現像ロール２２上に縞模様が出現する。ここでは、電極部材２６の現像ロール２２の回転方向に沿った方向の両端部の形状は、現像ロール２２の外周面と略同様の形状を示しているが、例えば両端部を現像ロール２２より遠ざけるようにしてもよく、この場合、トナーの動きが電極部材２６の端部によって影響される虞も軽減される。
【００８４】
また、特に、本実施の形態では、電極部材２６と現像ロール２２とが略平行に配置されているため、電極部材２６の現像ロール２２の回転方向に沿う長さ（具体的には低周波電界が作用する作用域の長さ）としては、凸部の幅（低周波電界のうち現像ロール２２上の残留トナーを現像ロール２２側に吸引する方向の電界成分が作用する時間に相当する現像ロール２２の回転方向における移動距離に相当）以上がより好適である。これにより、縞模様の現像ロール２２に対する付着力も低減される。
【００８５】
図１４〜１６は、電極部材２６と現像ロール２２との間で低周波電界が作用する作用域ｘの長さが異なる場合の縞模様の形成作用について模式的に示したものである。
図１４は、作用域ｘが凸部Ｓの幅に等しい場合を示しており、今、（ａ）のように、現像ロール２２上に順次トナーＴが搬送されている状態（斑点部分は現像ロール２２上の新たに搬送されるトナーＴを意味する）を想定する。
【００８６】
ここで、トナーＴを電極部材２６側に吸引する方向の低周波電界Ｅが作用し、現像ロール２２が周速ｖで回転すると、（ｂ）に示すように、現像ロール２２上のトナーＴは、電極部材２６側に吸引され、後続のトナーＴも電極部材２６側に吸引される。そのため、作用域ｘでは、トナーＴｘ（以下、低周波電界Ｅによる吸引作用が及ぼされた部位のトナーをＴｘとして示す）を電極部材２６側に吸引する方向の力が作用してトナー溜まりが形成される。このとき、現像ロール２２上の電極部材２６より下流側には、低周波電界Ｅが作用しない場合に搬送されたであろうトナーＴの領域（図中二点鎖線で示す領域）が出現し、これが縞模様の凹部Ｒをなす。
【００８７】
次に、（ｃ）に示すように、低周波電界ＥがトナーＴを現像ロール２２側に吸引する方向に切り替わると、（ｂ）の作用域ｘにあったトナー溜まりは下流側に搬送され、これが縞状の凸部Ｓを形成する。また、作用域ｘには新たに搬送されるトナーＴが到達する。
更に、（ｄ）に示すように、低周波電界Ｅが電極部材２６側にトナーＴを吸引する方向に切り替わると、作用域ｘでは（ｂ）と同様にトナー溜まりが形成される。このとき、作用域ｘの下流側には、新たな凹部Ｒが出現する。
このような動作を繰り返すことで、現像ロール２２上の電極部材２６より下流側には、縞状に並ぶ凸部Ｓを有する縞模様が形成される。
【００８８】
また、図１５は、作用域ｘ１が凸部Ｓの幅より長い場合（ｘ１＞ｘの場合）を示しており、今、（ａ）のように、現像ロール２２上に順次トナーＴが搬送されている状態（斑点部分は現像ロール２２上の新たに搬送されるトナーＴを意味する）を想定する。
【００８９】
ここで、トナーＴを電極部材２６側に吸引する方向の低周波電界Ｅが作用し、現像ロール２２が周速ｖで回転すると、（ｂ）に示すように、現像ロール２２上のトナーＴは、電極部材２６側に吸引され、後続のトナーＴも電極部材２６側に吸引される。そのため、作用域ｘ１では、トナーＴを電極部材２６側に吸引する方向の力が作用してトナー溜まりが形成される。このとき、現像ロール２２上の電極部材２６より下流側には、低周波電界Ｅが作用しない場合に搬送されたであろうトナーＴの領域が出現し、これが縞模様の凹部Ｒをなす。
【００９０】
次に、（ｃ）に示すように、低周波電界ＥがトナーＴを現像ロール２２側に吸引する方向に切り替わると、（ｂ）の作用域ｘ１にあったトナー溜まりは下流側に搬送されるが、一部は作用域ｘ１の範囲内に残存し、作用域ｘ１を超えて下流側に搬送された部分が凸部Ｓを形成する。また、作用域ｘ１には新たに搬送されるトナーＴが到達する。
更に、（ｄ）に示すように、低周波電界Ｅが電極部材２６側にトナーＴを吸引する方向に切り替わると、作用域ｘ１では、残存したトナーＴｘと、新たに搬送されたトナーＴとが相俟って電極部材２６側に吸引され、新たなトナー溜まりが形成される。このとき、下流側に搬送された凸部Ｓと作用域ｘ１との間に新たな凹部Ｒが出現する。
【００９１】
更に、（ｅ）に示すように、低周波電界ＥがトナーＴを現像ロール２２側に吸引する方向に切り替わると、（ｄ）で作用域ｘ１にあったトナー溜まりの一部が作用域ｘ１を通過して凸部Ｓを形成するようになる。
このような動作を繰り返すことで、現像ロール２２上の電極部材２６より下流側には、縞状に並ぶ凸部Ｓを有する縞模様が形成される。
【００９２】
また、図１６は、作用域ｘ２が凸部Ｓの幅より短い場合（ｘ２＜ｘの場合）を示しており、今、（ａ）のように、現像ロール２２上に順次トナーＴが搬送されている状態（斑点部分は現像ロール２２上の新たに搬送されるトナーＴを意味する）を想定する。
【００９３】
ここで、トナーＴを電極部材２６側に吸引する方向の低周波電界Ｅが作用し、現像ロール２２が周速ｖで回転すると、（ｂ）に示すように、現像ロール２２上のトナーＴは、電極部材２６側に吸引され、後続のトナーＴも電極部材２６側に吸引される。そのため、作用域ｘ２ではトナー溜まりが形成されるが、このとき、後続のトナーＴの搬送力によって作用域ｘ２のトナー溜まりは影響され、作用域ｘ２の上流側にも延びるようになる。そして、現像ロール２２上の電極部材２６より下流側には、低周波電界Ｅが作用しない場合に搬送されたであろうトナーＴの領域が出現し、これが縞模様の凹部Ｒをなす。
【００９４】
次に、（ｃ）に示すように、低周波電界ＥがトナーＴを現像ロール２２側に吸引する方向に切り替わると、（ｂ）の作用域ｘ２にあったトナー溜まりは下流側に搬送されるが、これと共に、図中βで示す部分、つまり、電極部材２６側に吸引される方向の電界の作用を受けなかった部分も一緒になって作用域ｘ２を通過する。そして、作用域ｘ２にあったトナー溜まりとこのβの部分とで縞状の凸部Ｓが形成される。
更に、（ｄ）に示すように、低周波電界Ｅが電極部材２６側にトナーＴを吸引する方向に切り替わると、作用域ｘ２では（ｂ）と同様にトナー溜まりが形成される。このとき、作用域ｘ２の下流側には、新たな凹部Ｒが出現する。
このような動作を繰り返すことで、現像ロール２２上の電極部材２６より下流側には、縞状に並ぶ凸部Ｓを有する縞模様が形成される。
【００９５】
以上のように、作用域ｘの幅が凸部Ｓの幅以上であれば、作用域ｘの下流側に出現する凸部Ｓは作用域ｘの範囲内で電極部材２６側に吸引される電界の作用を受けるようになる。一方、作用域ｘの幅が凸部Ｓの幅未満であると、作用域ｘの下流側に出現する凸部Ｓには、作用域ｘにて電極部材２６側に吸引される電界の作用を受けずにそのまま作用域ｘを通過した部分が混在する。そのため、作用域ｘの下流側での現像ロール２２に対するトナーの付着力は、作用域ｘの幅が凸部Ｓの幅以上であるときの方が、そうでないときより小さくなり、現像ロール２２からの掻き取り性能が一層発揮され易くなる。それ故、作用域ｘとしては、凸部Ｓの幅以上の方が好適である。
尚、作用域ｘが凸部Ｓの幅未満の場合にも、現像ロール２２の回転方向下流側には、例えば図１６（ｄ）に示すように、凸状の部分が出現するため、掻き取り時には、この凸状の部分ごと現像ロール２２の表面に沿って掻き取り力が生じ、凸部Ｓが形成されない場合に比べて掻き取り性能が向上していることは言うまでもない。
【００９６】
このような作用域ｘの幅については、本実施の形態のみならず、例えば実施の形態１のように、電極部材２６が曲面を有するものであっても同様であり、更には、電極部材２６が現像ロール２２に接触する態様であっても同様であることは言うまでもない。
【００９７】
◎実施の形態３
図１７（ａ）は、実施の形態３に係る現像装置２０の概要を示す説明図であり、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図である。
本実施の形態の現像装置２０は、実施の形態１の現像装置２０（図５参照）と略同様に構成されるが、電極部材２６が現像ロール２２に接触した構成のものと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。
【００９８】
本実施の形態の電極部材２６は、例えばポリエステルシート等の弾性変形可能な基材２６Ａの片面に導電処理を施した導電層２６Ｂを形成し、更に、その表面に例えばフッ素系樹脂層やポリオレフィン系樹脂よりなる体積抵抗率が例えば１０６Ω・ｃｍ以上の絶縁性の離型層２６Ｃを設けたシート状部材で構成されている。このような電極部材２６は、収容容器２１の一部に一端側が固定され、他端側が現像ロール２２の回転方向に沿って延びる自由端となっており、その端部より内側で現像ロール２２と接触するように構成されている。更に、電極部材２６の現像ロール２２の回転軸方向に沿った長さは、現像領域の有効幅を超える長さとなっている。
【００９９】
このような構成において、電極部材２６のうち少なくとも現像ロール２２との接触部位が弾性変形することで、電極部材２６側にトナーを吸引する方向の電界が作用したときにも、堰き止めるトナーの量に応じて電極部材２６と現像ロール２２との間隙が開き、両者間のトナー量に応じてその姿勢が適宜変化するようになる。
【０１００】
そのため、電極部材２６に吸引したトナーが現像ロール２２側に吸引されても、縞状に並ぶ凸部は安定して形成されることから、現像ロール２２上の電極部材２６より下流側には安定した縞模様が出現する。そのため、縞状に並ぶ凸部に対する掻き取り性能が十分発揮されるようになる。
【０１０１】
◎実施の形態４
図１８は、実施の形態４に係る現像装置２０の概要を示す説明図である。
本実施の形態の現像装置２０は、実施の形態１の現像装置２０（図５参照）と略同様に構成されるが、供給ロール２３の回転方向が実施の形態１と異なり、現像ロール２２との接触部位で現像ロール２２と同じ方向に回転している。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。
【０１０２】
本実施の形態では、供給ロール２３が現像ロール２２との接触部位で現像ロール２２と同じ方向に回転しており、両者間には周速差が設けられている。つまり、供給ロール２３の回転方向が実施の形態１と異なるため、現像ロール２２に供給されるトナーは供給ロール２３と現像ロール２２との間を通過するが、周速差がトナーに負荷を与えない程度となっているため、現像ロール２２上のトナーは層厚規制部材２４にて予め決められた層厚に規制されると共に予め決められた帯電量に帯電される。尚、図中矢印Ｂは層厚規制部材２４によって規制されたトナーの流れを示す。
【０１０３】
このような構成における現像ロール２２上の縞状の凸部に対する掻き取り作用について説明する。
図１９（ａ）は本実施の形態における現像ロール２２と供給ロール２３との接触部位（ニップ域）に対し、縞状に並ぶ凸部Ｓが形成されている様子を示し、（ｂ）はその要部を拡大したものである。本実施の形態では、供給ロール２３によって供給されるトナーＴは、図中下方から搬送される。今、接触部位（図中接触幅ｗの部位）に凹部Ｒと凸部Ｓがある場合を想定すると、凹部Ｒにて供給ロール２３上のトナーは現像ロール２２の表面に達するが、このとき、現像ロール２２の周速ｖ１と供給ロール２３の周速ｖ２との間に周速差を持たせているため、凸部Ｓの先端部位には図中Ｆ２で示す方向の力が作用する。これにより、トナーを掻き取る効果が生じ、現像ロール２２上の残留トナーは掻き取られる。尚、ここでは、現像ロール２２の周速が供給ロール２３の周速より小さい態様を示したが、逆に供給ロール２３の周速が現像ロール２２の周速より小さくても同様の効果を奏することは言うまでもない。
【０１０４】
◎実施の形態５
図２０は、実施の形態５に係る現像装置２０の概要を示す説明図である。
本実施の形態の現像装置２０は、実施の形態１（図５参照）と略同様に構成されるが、電極部材２６と現像ロール２２との間隙を変化させるために、電極部材２６を移動させる間隙可変機構５０を備え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。
【０１０５】
本実施の形態の間隙可変機構５０は、電極部材２６と現像ロール２２との間隙が異なる二箇所の位置で電極部材２６を移動させる構成を備えている。このような間隙の変化は、例えばトナーや現像ロール２２の表面の経時による変化により、残留トナー量が増加する場合に、電極部材２６を現像ロール２２から遠ざけることで縞状に並ぶ凸部が良好に形成されるようにしている。
【０１０６】
本実施の形態では、電極部材２６を現像ロール２２に近接した状態の二箇所の位置の間で移動させる態様を示したが、例えば実施の形態３（図１７参照）のように電極部材２６が弾性を有する態様にあっては、現像ロール２２に接触する位置と近接する位置との間で移動させるようにしても差し支えない。更には、移動位置としては二箇所に限られず、三箇所以上備えていても差し支えない。
そして、本実施の形態では、電極部材２６を移動させる態様を示したが、電極部材２６の移動と共に低周波電界の大きさを変化させるようにしてもよい。この場合、残留トナー量が多くなった場合、電極部材２６を現像ロール２２から遠ざけて電界強度を大きくするようにするなどの態様が挙げられる。
【０１０７】
◎実施の形態６
図２１は、実施の形態６に係る現像装置２０の概要を示す説明図である。
本実施の形態の現像装置２０は、これまでの実施の形態と異なり、使用する現像剤が二成分現像剤であり、現像ロール２２に対して二成分現像剤のうちのトナーを供給するようになっている。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。
【０１０８】
同図において、本実施の形態の現像装置２０は、収容容器２１の開口に対応して、現像ロール２２が設けられると共に、現像ロール２２と離間して対向する位置には供給ロール２７が設けられている。本実施の形態の供給ロール２７は、周面に回転可能なスリーブ２７ａを有し、内部に適宜配置された磁極を有する固定的な磁石体２７ｂとで構成されている。
【０１０９】
更に、供給ロール２７の背後には、収容容器２１の一部で構成される仕切壁２１ａを中心にして、二成分現像剤を搬送する二つの搬送路４１，４２が供給ロール２７の回転軸方向に沿って配置され、これら二つの現像剤搬送路４１，４２には、共に両端部位に設けられた図示外の連絡用開口を介して繋がった構成となっている。
二つの現像剤搬送路４１，４２には、夫々の現像剤搬送路４１，４２の長手方向に沿って現像剤を攪拌しながら搬送する攪拌搬送部材４３，４４が夫々設けられており、攪拌搬送部材４３，４４による現像剤の搬送方向を互いに異ならせることで、現像剤は二つの現像剤搬送路４１，４２の間を互いに循環搬送されるようになっている。
【０１１０】
そのため、供給ロール２７では、供給ロール２７に近い現像剤搬送路４１からの現像剤を吸着しながらスリーブ２７ａの回転によってその表面に現像剤を保持して搬送するようになっている。また、磁石体２７ｂの一部には、隣り合う同極の磁極を配置することで、この部位では互いの反発磁界によってスリーブ２７ａ上の現像剤が剥離されるようになっている。
【０１１１】
このような構成の現像装置２０において、現像剤は現像剤搬送路４１，４２中で攪拌搬送部材４３，４４によって攪拌搬送されることで、現像剤中のトナーは予め決められた帯電量に帯電される。帯電されたトナーを有する現像剤は、供給ロール２７上に搬送されるが、供給ロール２７に対向して設けられた層厚規制部材２８によって、供給ロール２７上の現像剤量は規制され、一定になった現像剤量が現像ロール２２との対向部位に搬送される。この対向部位では、磁極の作用により、現像剤が十分な穂立ちがなされると共に供給電界が供給電源３２によって付与されることで、予め決められた現像剤中のトナー量が現像ロール２２に移動する。
【０１１２】
現像ロール２２に移動したトナーは、その量が規制されると共に十分な帯電がなされていることから、特に、帯電を付与させる必要はないが、別途帯電を付与するコロナ帯電器等の部材を設けるようにしても差し支えない。
そして、現像ロール２２の回転によって現像域に達したトナーは、感光体１０と現像ロール２２との現像電界によって現像され、現像域を通過した後の残留トナーは、シール部材２５を通過後、電極部材２６との対向部位に達し、低周波電界によって縞状に並ぶ凸部が形成される。供給ロール２７と現像ロール２２との対向部位では供給ロール２７側から現像剤の十分な穂立ちがなされているため、この穂立ちによって現像ロール２２上の縞状に並ぶ凸部は現像ロール２２から掻き取られる。
【０１１３】
図２２（ａ）は、本実施の形態における現像ロール２２と供給ロール２３との対向部位に対し、縞模様が形成されている様子を示し、（ｂ）はその要部を拡大したものとなっている。
本実施の形態では、現像ロール２２と現像剤Ｇとの接触部位（接触幅ｗに相当）では、凹部Ｒにて現像ロール２２の表面に現像剤Ｇが到達しているため、凸部Ｓに対しては、図中Ｆ３のような力が作用し、凸部Ｓは十分掻き取られるようになる。
【０１１４】
◎実施の形態７
図２３は、実施の形態７に係る現像装置２０の概要を示す説明図である。
本実施の形態の現像装置２０は、これまでの実施の形態と異なり、電極部材を二箇所に設けた構成のものである。本例では、シール部材２５に新たな電極部材としての機能を持たせ、このシール部材２５と、その下流側の電極部材２６との二箇所に対し、現像ロール２２との間に同じ低周波電界を作用させるように低周波電源３４を接続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。
【０１１５】
本実施の形態におけるシール部材２５は、現像ロール２２に面する側に導電性の被覆処理がなされており、このシール部材２５及び電極部材２６は共に低周波電源３４に接続されている。
【０１１６】
このような構成における現像ロール２２上の縞状に並ぶ凸部の形成過程について図２４を基に説明する。ここでは、シール部材２５によって形成された縞状に並ぶ凸部Ｓとして、第一の凸部Ｓ１から第六の凸部Ｓ６までが間隔を置いて順次形成されているものとする。
（ａ）はシール部材２５のみで、後続の電極部材２６を備えない場合の縞模様の様子を示している。また、（ｂ）は（ａ）に更に電極部材２６を備えた場合の縞模様の様子を示している。
シール部材２５と現像ロール２２との間に作用する低周波電界によって形成された凸部は、電極部材２６と現像ロール２２との間で更に低周波電界が作用することで上流側に移動する。ここでは、（ｂ）において、凸部Ｓ１〜Ｓ３が上流側に移動した状態を示している。
【０１１７】
このように、シール部材２５と電極部材２６の二箇所で同じ低周波電界を作用させることで、現像ロール２２上の残留トナーは、シール部材２５によって一旦形成された縞模様のうちの凸部Ｓが電極部材２６によって更に吸引されることで、電極部材２６の下流側の凸部Ｓの現像ロール２２に対する付着力が低減され、掻き取りが一層やり易くなる。
【０１１８】
ここでは、シール部材２５及び電極部材２６に同じ低周波電源３４（図２３参照）を接続する態様を示したが、夫々に異なる電源を接続しても差し支えなく、電極部材２６の下流側に形成される縞状の凸部の大きさを適宜選択するようにすればよい。
【０１１９】
◎実施の形態８
図２５は、実施の形態８に係る現像装置２０の概要を示す説明図である。
本実施の形態の現像装置２０は、現像ロール２２へのトナーの供給に供給ロールを用いずに、現像ロール２２に近接して配置される供給部材２９を用いた点が他の実施の形態と異なる。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。
【０１２０】
本実施の形態では、現像ロール２２にトナーを保持させ、トナー層厚を規制する層形成手段として、トナーを貯留して現像ロール２２に供給する供給部材２９と層厚規制部材２４とで構成されている。
本実施の形態の供給部材２９は、窪みを有する構成で配置され、この窪みに供給のためのトナーが貯留され、貯留されたトナーが回転する現像ロール２２に接触することで、トナーの供給がなされるようになっている。尚、収容容器２１中の現像ロール２２より下方に落下したトナーは、図示外の機構によって供給部材２９の窪み側に搬送されるようになっている。
【０１２１】
このような構成において、電極部材２６と現像ロール２２との間の低周波電界にて形成された現像ロール２２上の縞状の凸部は、供給部材２９と現像ロール２２との間では、トナーが現像ロール２２側に供給されることで、掻き取ったり、あるいは、層厚規制部材２４と現像ロール２２との間で掻き取られるようになる。
したがって、このような構成であっても、現像ロール２２上のトナーの掻き取り性能が確保され、ゴースト等の画像欠陥発生が抑えられる。
【０１２２】
以上のような実施の形態によれば、現像後の現像ロール２２上の残留トナーに対する除去性能が改善される結果、ゴーストの発生が抑えられると共に、地肌かぶり等の画像欠陥が抑えられた良好な画像が長期に亘り一定に維持されるようになる。
このような縞状に並ぶ凸部の形成がなされない従来法の場合には、現像ロール２２上の残留トナーの除去性能が劣るので、現像されないで残留したトナーが、継続して現像ロール２２上に残り続け、現像ロール２２と、供給ロール２３、層厚規制部材２４及び感光体１０との夫々の対向部位を連続して通過することにより、トナーがストレスを受け、トナー表面の外添剤の剥離や埋没が起こっていた。トナー表面の外添剤が剥離したり埋没したりすると、トナー表面の帯電性が変化し、帯電量の低下が生じる。また、トナーの流動性も低下し、現像ロール２２上のトナー薄層の形成にもムラが起こるようになる。これらの結果、画像に地肌かぶりが発生し、画像に筋が発生する。このように、従来法では地肌かぶりなどが抑えられた画質を長期に亘り維持することが困難であったが、本実施の形態のように、縞状に並ぶ凸部を形成することで、現像ロール２２上の残留トナーが良好に除去されることで、トナーの外添剤の剥離や埋没が抑えられ、長期に亘って良好な画質が維持される効果も認められる。
【実施例】
【０１２３】
本実施例は、現像ロールの周速と低周波電界の周波数との関係を確認するために行ったもので、実験条件は次のようにした。
・現像ロールの外径：φ１８ｍｍ
・供給ロールの外径：φ１８ｍｍ
・現像ロールと供給ロールのニップ域の接触幅：供給ロールの食い込み量を０．５ｍｍに設定することで、４．２５ｍｍ
・電極部材：φ５ｍｍのステンレス棒
・電極部材と現像ロールとの間隙：３００μｍ
・現像ロールの周速：３００ｍｍ／秒
・低周波電界（矩形波）のＶｐｐ：１．２ｋＶ（トナーが現像ロールから飛翔し、かつ、リーク放電が起きない範囲で、間隙との関係で適宜設定できる。例えば０．８ｋＶ〜２ｋＶ。）
【０１２４】
評価は、シール部材後の現像ロール上の模様を目視確認すると共に、ベタ印刷後に網点３０％の画像形成を行った際のゴーストの発生状況を目視確認により評価した。尚、ゴーストは、次の評価によった。○印：問題なし、△印：ゴーストが若干見受けられるが実用上問題ないレベル、×印：ゴースト有り
【０１２５】
結果は、図２６に示すように、凸部の幅が狭くなれば縞模様がやや不明瞭になるが、ゴーストの発生からは、凸部の幅が０．８〜３ｍｍで問題ない結果であり、縞模様の目視結果からすると、凸部の幅が１．２ｍｍ以下の場合には多少崩れる傾向が確認された。そのため、より好適な周波数としては、凸部の幅が１．５〜３ｍｍの１２５〜５０Ｈｚであることが確認された。更に、本願発明者らは、凸部の幅が４ｍｍとなる周波数３７．５Ｈｚを追加したところ、ゴーストが問題ないことを確認した。
この結果から、縞状に並ぶ凸部の形成が有効に作用していることが確認された。
【符号の説明】
【０１２６】
１…潜像保持体，２…収容容器，３…トナー保持体，４…現像電界形成手段，５…層形成手段，６…トナー供給部材，７…電極部材，８…低周波電界形成手段，Ｔ…トナー，ＤＲ…現像領域，Ｓ…凸部，ｗ…接触幅
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像を保持する潜像保持体に対向して開口し且つ内部に現像剤としてのトナーが収容される収容容器と、
この収容容器の前記開口に面した部位にて前記潜像保持体に対向して回転可能に設けられ且つ前記潜像保持体に対向する現像領域に向かってトナーを保持して搬送するトナー保持体と、
前記潜像保持体と前記トナー保持体とが対向する前記現像領域に対し前記トナー保持体上のトナーにて前記潜像保持体の潜像を現像する現像電界を形成する現像電界形成手段と、
前記トナー保持体に対して設けられ、前記現像領域に向かうトナー保持体上に予め決められた層厚のトナー層を形成する層形成手段と、
前記トナー保持体の回転方向における前記現像領域より下流側で且つ前記層形成手段より上流側位置にて前記トナー保持体に対向して配置されると共に前記トナー保持体の回転方向に交差する方向に延びるように設けられ、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に電界を作用させるために用いられる電極部材と、
この電極部材と前記トナー保持体との間の残留トナーに作用し且つ予め決められた低い周波数で極性が交互に周期的に変化する低周波電界を形成し、前記トナー保持体上の残留トナーが、前記低周波電界の周期に依存して前記トナー保持体の回転方向に対して目視可能な寸法で縞状に並ぶ凸部に変化するように、前記トナー保持体上の残留トナーを移動させる低周波電界形成手段と、
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、
前記低周波電界形成手段は、前記低周波電界を形成するに当たり、前記トナー保持体の周速をｖ（ｍｍ／秒）、前記低周波電界の周波数をｆ（Ｈｚ）、前記縞状に並ぶ凸部の一周期分の最小寸法をｄ（ｍｍ）としたときに、ｆ≦ｖ／ｄの関係を満たす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、
前記電極部材は、前記層形成手段によって形成された前記トナー保持体上のトナー層の厚みを超える間隙を保って前記トナー保持体に対向して配置されたロール状部材であることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の現像装置において、
前記電極部材のうち前記トナー保持体の回転方向に沿う前記低周波電界の作用域の幅をｍ（ｍｍ）、前記低周波電界のうち前記トナー保持体上の残留トナーを当該トナー保持体側に吸引する方向の電界成分が作用する時間に相当するトナー保持体の回転方向における移動距離をｎ（ｍｍ）としたときに、ｍ≧ｎの関係を満たす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、
前記低周波電界形成手段は、前記低周波電界を形成するに当たり、トナーを前記トナー保持体側から前記電極部材側に吸引する電界成分をＥ１、トナーを前記電極部材側から前記トナー保持体側に吸引する電界成分をＥ２としたときに、Ｅ１≧Ｅ２の関係を満たすことを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれかに記載の現像装置において、
前記低周波電界形成手段は、前記低周波電界を形成するに当たり、前記低周波電界の一周期のうち、トナーを前記トナー保持体側から前記電極部材側に吸引する電界成分の作用時間をｔ１、トナーを前記電極部材側から前記トナー保持体側に吸引する電界成分の作用時間をｔ２としたときに、ｔ１≧ｔ２の関係を満たすことを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項１乃至４のいずれかに記載の現像装置において、
前記現像電界形成手段は、予め決められた高い周波数で極性が交互に周期的に変化する高周波電界が含まれる現像電界を形成するものであり、
前記低周波電界形成手段は、前記現像電界の高周波電界に近い周波数の高周波電界を前記電極部材に作用させ、前記二つの高周波電界の差分からなる低い周波数のうなり成分を前記低周波電界とした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、
前記電極部材による電界作用領域は、前記現像領域の長手方向有効幅よりも長い寸法に設定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、
前記電極部材を移動可能に支持し且つ前記トナー保持体との間隙を変化させる間隙可変機構を更に備えることを特徴とする現像装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかに記載の現像装置のうち前記層形成手段がトナー保持体に接触してトナーを供給するトナー供給部材を有する態様において、
前記トナー供給部材は、前記トナー保持体との接触部位で当該トナー保持体とは逆向きに回転するものであり、
前記トナー供給部材と前記トナー保持体との間の前記トナー保持体の回転方向に沿う接触幅をｗ（ｍｍ）、前記低周波電界のうち前記トナー保持体上の残留トナーを当該トナー保持体側に吸引する方向の電界成分が作用する時間に相当するトナー保持体の回転方向における移動距離をｎ（ｍｍ）としたときに、ｗ＞ｎの関係を満たすことを特徴とする現像装置。
【請求項１１】
潜像を保持する潜像保持体と、
この潜像保持体上の潜像をトナーにて現像する請求項１乃至１０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１】
潜像を保持する潜像保持体に対向して開口し且つ内部に現像剤としてのトナーが収容される収容容器と、
この収容容器の前記開口に面した部位にて前記潜像保持体に対向して回転可能に設けられ且つ前記潜像保持体に対向する現像領域に向かってトナーを保持して搬送するトナー保持体と、
前記潜像保持体と前記トナー保持体とが対向する前記現像領域に対し前記トナー保持体上のトナーにて前記潜像保持体の潜像を現像する現像電界を形成する現像電界形成手段と、
前記トナー保持体に対して設けられ、前記現像領域に向かうトナー保持体上に予め決められた層厚のトナー層を形成する層形成手段と、
前記トナー保持体の回転方向における前記現像領域より下流側で且つ前記層形成手段より上流側位置にて前記トナー保持体に対向して配置されると共に前記トナー保持体の回転方向に交差する方向に延びるように設けられ、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に電界を作用させるために用いられる電極部材と、
この電極部材と前記トナー保持体との間の残留トナーに作用し且つ予め決められた低い周波数で極性が交互に周期的に変化する低周波電界を形成し、前記トナー保持体上の残留トナーが、前記低周波電界の周期に依存して前記トナー保持体の回転方向に対して目視可能な寸法で縞状に並ぶ凸部に変化するように、前記トナー保持体上の残留トナーを移動させる低周波電界形成手段と、
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、
前記低周波電界形成手段は、前記低周波電界を形成するに当たり、前記トナー保持体の周速をｖ（ｍｍ／秒）、前記低周波電界の周波数をｆ（Ｈｚ）、前記縞状に並ぶ凸部の一周期分の最小寸法をｄ（ｍｍ）としたときに、ｆ≦ｖ／ｄの関係を満たす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、
前記電極部材は、前記層形成手段によって形成された前記トナー保持体上のトナー層の厚みを超える間隙を保って前記トナー保持体に対向して配置されたロール状部材であることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の現像装置において、
前記電極部材のうち前記トナー保持体の回転方向に沿う前記低周波電界の作用域の幅をｍ（ｍｍ）、前記低周波電界のうち前記トナー保持体上の残留トナーを当該トナー保持体側に吸引する方向の電界成分が作用する時間に相当するトナー保持体の回転方向における移動距離をｎ（ｍｍ）としたときに、ｍ≧ｎの関係を満たす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、
前記低周波電界形成手段は、前記低周波電界を形成するに当たり、トナーを前記トナー保持体側から前記電極部材側に吸引する電界成分をＥ１、トナーを前記電極部材側から前記トナー保持体側に吸引する電界成分をＥ２としたときに、Ｅ１≧Ｅ２の関係を満たすことを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれかに記載の現像装置において、
前記低周波電界形成手段は、前記低周波電界を形成するに当たり、前記低周波電界の一周期のうち、トナーを前記トナー保持体側から前記電極部材側に吸引する電界成分の作用時間をｔ１、トナーを前記電極部材側から前記トナー保持体側に吸引する電界成分の作用時間をｔ２としたときに、ｔ１≧ｔ２の関係を満たすことを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項１乃至４のいずれかに記載の現像装置において、
前記現像電界形成手段は、予め決められた高い周波数で極性が交互に周期的に変化する高周波電界が含まれる現像電界を形成するものであり、
前記低周波電界形成手段は、前記現像電界の高周波電界に近い周波数の高周波電界を前記電極部材に作用させ、前記二つの高周波電界の差分からなる低い周波数のうなり成分を前記低周波電界とした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、
前記電極部材による電界作用領域は、前記現像領域の長手方向有効幅よりも長い寸法に設定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、
前記電極部材を移動可能に支持し且つ前記トナー保持体との間隙を変化させる間隙可変機構を更に備えることを特徴とする現像装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかに記載の現像装置のうち前記層形成手段がトナー保持体に接触してトナーを供給するトナー供給部材を有する態様において、
前記トナー供給部材は、前記トナー保持体との接触部位で当該トナー保持体とは逆向きに回転するものであり、
前記トナー供給部材と前記トナー保持体との間の前記トナー保持体の回転方向に沿う接触幅をｗ（ｍｍ）、前記低周波電界のうち前記トナー保持体上の残留トナーを当該トナー保持体側に吸引する方向の電界成分が作用する時間に相当するトナー保持体の回転方向における移動距離をｎ（ｍｍ）としたときに、ｗ＞ｎの関係を満たすことを特徴とする現像装置。
【請求項１１】
潜像を保持する潜像保持体と、
この潜像保持体上の潜像をトナーにて現像する請求項１乃至１０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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−５０６２４（Ｐ２０１３−５０６２４Ａ）
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８９１９４（Ｐ２０１１−１８９１９４）
【出願日】平成２３年８月３１日（２０１１．８．３１）
【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１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月３１日（２０１１．８．３１）
【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 ]