(57)【要約】【課題】トナーを外周面上でホッピングさせて潜像担持体の現像領域へ搬送するトナー担持体を備えた現像装置であって、そのトナー担持体に設けられた電極間で界面やトナーを通じたリークが生じることがなく、さらに、経時においても、電極部材間でのイオンマイグレーションによるリークが生じることのない現像剤担持体、現像装置を提供する。【解決手段】電圧印加手段によって、内側電極と外側電極との両方に直流成分と互いに逆相な交流成分とから構成される電圧がそれぞれ印加されるか、または、内側電極と外側電極とのいずれか一方の電極に交流成分と直流成分とから構成される電圧を印加されるとともに他方の電極に直流成分のみが印加され、かつ、内側電極と外側電極とにそれぞれ印加される電圧の直流成分が、互いに異なる電圧で構成されている現像装置。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー搬送面から第一の所定深さの位置であってかつ長手方向がトナーの搬送方向に交差する位置に互いに間隔をあけて設けられた複数の長尺の外側電極、前記外側電極より深い第二の所定深さの位置であって少なくとも前記長尺の外側電極同士の間隔部分に設けられた内側電極、及び、前記外側電極が設けられた層と前記内側電極が設けられた層との間に絶縁層が設けられた前記トナー担持体と、前記トナーを前記トナー搬送面でホッピングさせるための電圧を前記内側電極と前記外側電極とにそれぞれ印加する電圧印加手段と、を備えた現像装置において、
前記電圧印加手段によって、前記内側電極と前記外側電極との両方に直流成分と互いに逆相な交流成分とから構成される電圧がそれぞれ印加されるか、または、前記内側電極と前記外側電極とのいずれか一方の電極に交流成分と直流成分とから構成される電圧を印加されるとともに他方の電極に直流成分のみが印加され、かつ、
前記内側電極と前記外側電極とにそれぞれ印加される前記電圧の直流成分が、互いに異なる電圧で構成されていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記内側電極が、前記トナー搬送面の全体の前記第二の所定深さの位置に面状に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記外側電極が、銀、銅、鉛、錫、あるいは、それらの合金から構成されていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記外側電極に印加される電圧のうちの直流成分の電圧が、前記内側電極に印加される電圧のうちの直流成分の電圧よりも低く保持されていることを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の現像装置を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項６】
請求項５に記載のプロセスカートリッジを有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は現像剤を担持する外周面が表面移動することにより現像剤を現像領域へ搬送するための現像剤担持体を備えた現像装置、この現像装置を備えたプロセスカートリッジ、及び、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、互いに異なる電圧が印加される複数の電極を備えた現像剤担持体を有する現像装置が知られている。
【０００３】
例えば、現像剤担持体上の現像剤を感光体等の潜像担持体に直接接触させないで、現像剤を潜像担持体上の潜像に供給して現像を行う現像装置がある。そして、このような現像装置の一例として、現像剤担持体上の一成分現像剤（トナー）をクラウド化させることによってトナーを潜像担持体上に供給する方式を採用するものが挙げられる。
【０００４】
この方式に使用される現像剤担持体は、外周面に沿って複数種類の電極が所定のピッチで配置され、その複数種類の電極の外周面側を保護層で覆ったものである。この複数種類の電極に対し、時間的に変化する互いに異なる電圧をそれぞれ印加して、時間的に変化する電界を互いに近接する複数種類の電極間に形成すると、この電界により現像剤担持体上のトナーを互いに近接する複数種類の電極間で飛翔させることができる（このようにトナーが飛翔する現象（ホッピング）を、以下「フレア」と呼ぶ。）。これにより、現像剤担持体の外周面近傍の空間でトナーがクラウド化した状況となる。
【０００５】
この方式の現像装置において、トナーが現像剤担持体の外周面に付着することなくフレアするためには、現像剤担持体の外周面において、互いに近接する複数種類の電極間に形成されるフレア用電界からトナーが受ける力Ｆ１と、トナーと現像剤担持体の外周面との間の付着力Ｆ２との大小関係が重要となってくる。Ｆ１よりＦ２の方が大きいと、トナーは現像剤担持体外周面との付着力から逃れることができず、フレアしない。Ｆ２よりＦ１の方が大きければ、トナーはフレアすることができ、このときのＦ２とＦ１との差が大きいほど、安定したフレアを実現できる。Ｆ１を大きくすればこの差を大きくできるので安定したフレアを実現できるが、Ｆ１を大きくするためには現像剤担持体の外周面上に形成されるフレア用電界を大きくすることが必要となる。
【０００６】
特許文献１には、フレア用電界を形成するための２種類の電極がローラ状の現像剤担持体における同心円上に設けられている現像装置が開示されている。この現像装置で使用する現像剤担持体は、２種類の櫛歯状の電極を、互いの櫛歯部分が相手の櫛歯部分の間に入り込むように外周面に沿って配置したものである。そして、各種類の電極に上述した電圧をそれぞれ印加することにより、櫛歯部分間でトナーを飛翔させ、フレアさせることができる。
【０００７】
また、特許文献２には、フレア用電界を形成するために３種類の電極を備えたローラ状の現像剤担持体が開示されている。この現像剤担持体は、３種類の電極のうちの２種類の電極は同心円上に設けられているが、残りの１種類の電極は上記２種類の電極よりも外周面側に配置されている。この現像剤担持体を用いた現像装置でも、各種類の電極に互いに位相が異なる３相の電圧をそれぞれ印加することにより、各種電極間でトナーを飛翔させ、フレアさせることができる。
【０００８】
また、互いに異なる電圧が印加される複数の電極を備えた現像剤担持体を有する現像装置の他の例としては、例えば、特許文献３に記載されたものが知られている。この特許文献３には、現像剤担持体上のトナーを振動させて帯電させる交番電界（帯電用電界）を形成するための２種類の電極が現像剤担持体に設けられている。この現像装置で使用される現像剤担持体は、２種類の電極間に空気を介在させることで、これらの電極間は空気による絶縁がなされている。ただし、電極間を絶縁材で覆うような処理は施されていない。
【０００９】
また、特許文献４では、互いに異なる電圧が印加される複数種類の電極部材を備えた現像剤担持体において、上記複数種類の電極部材を外周面法線方向で互いに異なる位置に配置し、各電極部材間に絶縁層を介在させている。この現像剤担持体を用いた現像装置でも、各種類の電極に互いに位相が異なる電圧をそれぞれ印加することにより、各種電極間でトナーを飛翔させ、フレアさせることができる。
【００１０】
上記特許文献１〜３に記載された現像装置のようにローラ同心円上に複数種類の電極を備えた構成でフレア用電界や帯電用電界を大きくするためには、これらの電極間におけるリークを有効に防止することが必要となる。従来の構成においても、電極間には樹脂等の絶縁材や空気が充填されるので、比較的小さい電圧を印加する場合には電極間の絶縁性を十分に確保することができた。しかし、より大きな電界を形成するために比較的大きな電圧を印加しようとすると、電極間の絶縁性を十分に確保することが困難となる。これは次の理由による。
【００１１】
上記特許文献１に記載の構成においては、表面に櫛歯状の溝が形成された樹脂製ローラに対し、その表面に金属メッキを行い、その後にローラ表面を削ることによって２種類の櫛歯状の電極を作成する。また、この方法以外にも、ローラ同心円上に２種類の櫛歯状の電極を作成する方法としては、例えば、表面を金属メッキしたローラをエッチングによって櫛歯状に形成する方法、インクジェット方式によって導電インクを吐出して櫛歯状の電極を形成する方法なども考えられる。しかし、いずれの方法を採用する場合であっても、２種類の電極間に充填する絶縁材を櫛歯状の電極が作成されたローラ表面にコーティングすることにより電極間の絶縁性を得ることになる。この場合、２種類の電極間には、ローラの樹脂表面とコーティングされた絶縁材との界面が形成される。そのため、この界面を通じたリークが生じやすく、比較的大きな電圧を印加すると、電極間の絶縁性を十分に確保することが困難となる。
【００１２】
また、上記特許文献２に記載された構成においては、３種類の電極のうち２種類の電極が同心円上に設けられている。この２種類の電極の形成方法も上記特許文献１の場合と同様であり、したがってやはりこの界面を通じたリークが生じやすい。よって、この２種類の電極間の絶縁性については、上記特許文献１に記載の構成と同様の理由で、絶縁性を十分に確保することが困難である。なお、３種類の電極のうちの２種類の電極と残りの１種類の電極との間には絶縁層が設けられているために、これらの間では界面を通じたリークが生じることはない。しかし、２種類の電極間でリークが生じてしまえば、この２種類の電極と残りの１種類の電極との間でリークが生じなくても、適正なフレア電界が形成することはできない。
【００１３】
また、上記特許文献３に記載の構成においては、２種類の電極間を絶縁材で覆うような処理が施されていないために、電極間にトナーが充満された場合にはトナーを介してリークが発生してしまう。
【００１４】
なお、同時期に互いに異なる電圧が印加される複数種類の電極部材を備えた現像剤担持体であれば、その電圧印加の目的によらず、上述したリークの問題が同様に生じ得る。
【００１５】
また、上記特許文献４に記載の構成においては、内側電極と外側電極の間を絶縁層で分断することによって、特許文献１〜２における電極間の界面がなくなり、かつ、外側電極の外側を絶縁体でコーティングすることにより、特許文献３でみられたような、トナーと電極との接触がなくなるので、初期的なリークは生じなくなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
ここで、電極材料を、銀、銅、鉛、錫、あるいは、これらの合金から構成した場合、経時、すなわち、長期間の使用時において、前記電極材料の一部がイオン化し、絶縁層の中を移動しもう一方の電極上で還元（金属化）されることにより、電極間でリークが生じてしまう問題が生じることが判った。
【００１７】
上記の現象はイオンマイグレーションと一般に呼ばれており、金属の電気化学的な移動現象である。このイオンマイグレーションは、銀、銅、はんだ（錫、鉛）等、一般に電極材料としてよく用いられているものにおいて発生が確認されているが、最も発生しやすく問題となりやすいのは銀と銅である。
【００１８】
ここで、イオンマイグレーションについての基本的な説明をおこなう。
箔、メッキ、あるいは、ペースト状の前記金属に高湿度の環境下で電圧を印加すると、電気分解作用により絶縁物の表面を金属がシミ状あるいは樹枝状に移動し成長する。この結果、電極間の絶縁抵抗値が低下したり、リークに至ることがある。典型的なイオンマイグレーションは、陽極側からシミ状の成長が起こり、陰極では樹枝状結晶(デンドライト)成長が起こる。しかしながら、実際には絶縁物の種類、環境条件等に影響されるために、陽極側から溶出した金属イオンが途中で還元されて金属として析出したり、陰極側からの析出物が樹枝状にならずにシミ状になったりすることもある。さらに、銀は大気中に化合物として存在する硫黄（Ｓ）や塩素（Ｃｌ）と反応しやすいのでＸＭＡ（Ｘ線マイクロアナライザー）等で分析すると、これらの元素が同時に検出されることが多い。
【００１９】
次に、銀におけるイオンマイグレーションの発生メカニズムについて説明する。
直流電圧が印加されている銀電極間に水分が付着すると、陽極において式（１）の化学反応が起こる。
【００２０】
［式１］
Ａｇ＋ＯＨ  →  ＡｇＯＨ＋е―    ……（１）
【００２１】
ここで発生した水酸化銀（ＡｇＯＨ）は非常に不安定であるため、式（２）のように分解する。
【００２２】
［式２］
２ＡｇＯＨ  →  Ａｇ２Ｏ＋Ｈ２Ｏ    ……（２）
【００２３】
発生したコロイド状の酸化銀（Ａｇ２Ｏ）は、さらに、式（３）のように反応する。
【００２４】
［式３］
Ａｇ２Ｏ  ＋  Ｈ２Ｏ  ⇔  ２ＡｇＯＨ  ⇔  ２Ａｇ＋  ＋  ２ＯＨ―  ……（３）
【００２５】
このように、発生したコロイド状のＡｇ２Ｏと銀イオンとが徐々に移動（特に銀イオンは電界により引っ張られる）して陰極に達すると、式（４）のように還元されて金属銀となる。
【００２６】
Ａｇ＋  ＋  е―  →  Ａｇ    ……（５）
【００２７】
この析出銀は、一般に白色の樹枝状となる。さらに、その先端の電界の強さは成長とともに増大するため、一度成長が始まると成長は加速度的に進行する。
【００２８】
次に、イオンマイグレーションの加速要因と対策について説明する。
（ａ）  電位差および電極間隔：イオンマイグレーションは電気化学反応であるため、直流印加時のみ問題となる。また電極間がリークするまでの時間は、おおむね電位差に逆比例し間隔に比例する。
【００２９】
記特許文献４における電極間の電位差は、０Ｖ（それそれの電極には、交流と同電位の直流が重畳されている）であるために、電位差による発生要因は小さいと考えられるが、電極間間隔が２０〜４０μｍ程度と非常に狭いため、リークが発生しやすくなっていると考えられる。
【００３０】
（ｂ）  温度：湿度に比べて関与する割合は小さいが、温度が高いほど化学反応の速度が早くなるため、イオンマイグレーションは促進される。
【００３１】
（ｃ）  湿度（特に結露の有無）：湿度は、イオンマイグレーションに大きく影響する。一般的には、相対湿度が５０％以下であれば進行せず７０％以上になると急激に進行する。上記特許文献４における電極間のリークは、高温高湿環境において生じやすい。
【００３２】
（ｄ）  絶縁物の種類：絶縁物の種類は、湿度とともにイオンマイグレーションに大きく影響する。一般的には、吸湿性の大きな基材のフェノール樹脂積層板、ナイロンなどにおいては顕著に発生するが、吸湿性の小さなガラスエポキシ基板では発生しにくい。
上記特許文献４における絶縁層は、その要求スペック上、絶縁層材料が限られており、材料での対策は限られてくる。
（ｅ）  塵埃量および水質：塵埃はそれ自身が水溶性の成分を含んでいること、もしくは塵埃が水分の保持体として働くために、イオンマイグレーションを促進する。また水質は、電解質の濃度が高くなるほど促進する。
【００３３】
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、トナーを外周面上でホッピングさせて潜像担持体の現像領域へ搬送するトナー担持体を備えた現像装置であって、そのトナー担持体に設けられた電極間で界面やトナーを通じたリークが生じることがなく、さらに、経時においても、電極部材間でのイオンマイグレーションによるリークが生じることのない現像剤担持体、現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００３４】
本発明の現像ローラは、上記課題を解決するために、請求項１に記載の通り、トナー搬送面から第一の所定深さの位置であってかつ長手方向がトナーの搬送方向に交差する位置に互いに間隔をあけて設けられた複数の長尺の外側電極、前記外側電極より深い第二の所定深さの位置であって少なくとも前記長尺の外側電極同士の間隔部分に設けられた内側電極、及び、前記外側電極が設けられた層と前記内側電極が設けられた層との間に絶縁層が設けられた前記トナー担持体と、前記トナーを前記トナー搬送面でホッピングさせるための電圧を前記内側電極と前記外側電極とにそれぞれ印加する電圧印加手段と、を備えた現像装置において、
前記電圧印加手段によって、前記内側電極と前記外側電極との両方に直流成分と互いに逆相な交流成分とから構成される電圧がそれぞれ印加されるか、または、前記内側電極と前記外側電極とのいずれか一方の電極に交流成分と直流成分とから構成される電圧を印加されるとともに他方の電極に直流成分のみが印加され、かつ、前記内側電極と前記外側電極とにそれぞれ印加される前記電圧の直流成分が、互いに異なる電圧で構成されていることを特徴とする現像装置である。
【００３５】
また、本発明の現像装置は、請求項２に記載の通り、請求項１に記載の現像装置において、前記内側電極が、前記トナー搬送面の全体の前記第二の所定深さの位置に、面状に設けられていることを特徴とする。
【００３６】
また、本発明の現像装置は、請求項３に記載の通り、請求項１または請求項２に記載の現像装置において、前記外側電極が、銀、銅、鉛、錫、あるいは、それらの合金から構成されていることを特徴とする。
【００３７】
また、本発明の現像装置は、請求項４に記載の通り、請求項３に記載の現像装置において、前記外側電極に印加される電圧のうちの直流成分の電圧が、前記内側電極に印加される電圧のうちの直流成分の電圧よりも低く保持されていることを特徴とする。
【００３８】
本発明のプロセスカートリッジは、請求項４に記載の通り、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の現像装置を有することを特徴とするプロセスカートリッジである。
【００３９】
本発明の画像形成装置は、請求項５に記載の通り、請求項４に記載のプロセスカートリッジを有することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００４０】
本発明の現像装置によれば、前記内側電極と前記外側電極とにそれぞれ印加される前記電圧の直流成分が、互いに異なる電圧で構成されているために、銀、銅、鉛、錫およびそれらの合金を電極として用いた場合であってもイオンマイグレーションがあらかじめ防止することが可能であるので、長寿命の現像装置となり、長期間安定して画像形成が可能となる。
【００４１】
さらに、請求項２に記載の現像装置によれば、内側電極が、前記トナー搬送面の全体の前記第二の所定深さの位置に、面状に設けられている構成により、トナー担持体の製造が容易になる。
【００４２】
さらに、請求項３に記載の現像装置によれば、前記外側電極が、銀、銅、鉛、錫、あるいは、それらの合金から構成されていることにより、トナー担持ローラの作成が容易である。
【００４３】
さらに、請求項４に記載の現像装置によれば、前記外側電極に印加される電圧のうちの直流成分の電圧が、前記内側電極に印加される電圧のうちの直流成分の電圧よりも低く保持されている構成により、電極に一般的に用いられる上記、電極材料を用いながら、確実にイオンマイグレーションの防止が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】図１は、本発明に係る複写機を示す概略構成図である。
【図２】図２は、本発明に係る複写機における潜像担持体と現像装置とを示す概略構成図である。
【図３】図３は、本発明に係る現像装置のトナー担持ローラを回転軸に対して直交する方向から見たときのモデル図である。
【図４】図４は、図３のトナー担持ローラを、その回転軸に対して直交する面に沿って切断したモデル断面図である。
【図５】図５は、トナー担持ローラの内側電極及び外側電極にそれぞれ印加する内側電圧と外側電圧の一例を示すチャートである。図５（ａ）矩形波（Ｄｕｔｙ：５０％）の例、図５（ｂ）矩形波（Ｄｕｔｙ：５０％）の例、図５（ｃ）三角波の例、図５（ｄ）のこぎり波の例、図５（ｅ）サイン波の例。
【図６】図６は、内側電極及び外側電極へ印加する内側電圧と外側電圧との他の例を示すチャートである。
【図７】図７は、内側電極及び外側電極へ印加する内側電圧と外側電圧との他の例を示すチャートである。
【図８】図８は、内側電極及び外側電極への給電方法を示す、ローラ軸に沿って切断したモデル図である。
【図９】図９は、内側電極及び外側電極への給電方法を示す、斜視図である。
【図１０】図１０は、実施形態２における内側電極及び外側電極への給電方法を示す、ローラ軸に沿って切断したモデル図である。
【図１１】図１１は、図１０の給電方法を説明する、軸方向に対して直交する方向から見たモデル図である。
【図１２】図１２は、図１０の給電方法を示す、斜視図である。
【図１３】図１３は、実施形態３における現像装置を示すモデル図である。
【図１４】図１４は、実施形態４における現像装置を示すモデル図である。
【図１５】図１５は、実施形態５における現像装置を感光体とともに図示したモデル図である。
【図１６】図１６は、同現像装置における回収機構の他の例を示すモデル図である。
【図１７】図１７は、同現像装置における回収機構の更に他の例を示すモデル図である。
【図１８】図１８は、同現像装置における回収機構の更に他の例を示すモデル図である。
【図１９】図１９は、実施形態６における現像装置のトナー担持ローラとその周囲とを示すモデル図である。
【図２０】図２０は、実施形態７におけるトナー担持ローラを、その回転軸に対して直交する面に沿って切断したモデル部分断面図である。
【図２１】図２１は、実施形態７のトナー担持ローラにおける電気力線の概略を図示したモデル図である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
以下、本発明を、電子写真方式の画像形成装置である複写機について適用した一実施形態について説明する。
【００４６】
図１は、本実施形態に係る複写機を示す概略構成図である。
潜像担持体としてのドラム状の感光体４９は、図中時計回り方向に回転駆動される。操作者がコンタクトガラス９０に図示しない原稿を装置し、図示しないプリントスタートスイッチを押すと、原稿照明光源９１及びミラー９２を具備する第１走査光学系９３と、ミラー９４，９５を具備する第２走査光学系９６とが移動して、原稿画像の読み取りが行われる。走査された原稿画像がレンズ９７の後方に配設された画像読み取り素子９８で画像信号として読み込まれ、読み込まれた画像信号はデジタル化された後に画像処理される。そして、画像処理後の信号でレーザーダイオード（ＬＤ）が駆動され、このレーザーダイオードからのレーザー光がポリゴンミラー９９で反射した後、ミラー８０を介して感光体４９を走査する。この走査に先立って、感光体４９は帯電装置５０によって一様に帯電され、レーザー光による走査により感光体４９の表面に静電潜像が形成される。
【００４７】
感光体４９の表面に形成された静電潜像には現像装置１の現像処理によってトナーが付着し、これによりトナー像が形成される。このトナー像は、感光体４９の回転に伴って、転写チャージャー６０との対向位置である転写位置に搬送される。この転写位置に対しては、感光体４９上のトナー像と同期するように、第１給紙コロ７０ａを具備する第１給紙部７０、又は第２給紙コロ７１ａを具備する第２給紙部７１から記録紙Ｐが送り込まれる。そして、感光体４９上のトナー像は、転写チャージャー６０のコロナ放電によって記録紙Ｐ上に転写される。
【００４８】
このようにしてトナー像が転写された記録紙Ｐは、分離チャージャー６１のコロナ放電によって感光体４９表面から分離され、その後、搬送ベルト７５によって定着装置７６に向けて搬送される。そして、定着装置７６内において、図示しないハロゲンランプ等の発熱源を内包する定着ローラ７６ａと、これに向けて押圧される加圧ローラ７６ｂとの当接による定着ニップに挟み込まれる。その後、定着ニップ内での加圧や加熱によってトナー像が表面に定着せしめられた後、機外の排紙トレイ７７に向けて排紙される。
【００４９】
上述の転写位置を通過した感光体４９表面に付着している転写残トナーは、クリーニング装置４５によって感光体４９表面から除去される。このようにしてクリーニング処理が施された感光体４９表面は、除電ランプ４４によって除電されて次の潜像形成に備えられる。
【００５０】
図２は、本実施形態に係る複写機における感光体（潜像担持体）４９と現像装置１とを示す概略構成図である。
【００５１】
ドラム状の感光体４９は、図示しない駆動手段によって図中時計回り方向に回転駆動される。そして、この感光体４９の図中右側方には、トナー担持体であるトナー担持ローラ（トナー担持体）２を有する現像装置１が配設されている。現像装置１は、図中時計回り方向に回転駆動される第１搬送スクリュー１２を収容する第１収容部１３と、図中反時計回りに回転駆動される第２搬送スクリュー１４を収容する第２収容部１５とを有しており、両収容部は仕切壁１６によって仕切られている。そして、これら収容部はそれぞれ、図示しない磁性キャリアとマイナス帯電性のトナーとが混合された混合剤を収容している。
【００５２】
第１搬送スクリュー１２は、その回転駆動によって第１収容部１３内の混合剤を回転撹拌しながら、図中手前側から図中奥側へと搬送する。このとき、搬送途中の混合剤は、第１収容部１３の底部に固定されたトナー濃度センサ１７によってそのトナー濃度が検知される。そして、図中奥側の端部付近まで搬送された混合剤は、仕切壁１６の奥側端部付近に設けられた図示しない第１連通口を経て、第２収容部１５内に進入する。第２収容部１５は、現像剤供給部材としての後述するトナー供給ロール１８を収容する磁気ブラシ形成部２１に連通しており、第２搬送スクリュー１４とトナー供給ロール１８とは所定の間隙を介して互いに軸線方向を平行にする姿勢で対向している。第２収容部１５内の第２搬送スクリュー１４は、その回転駆動によって第２収容部１５内の混合剤を回転撹拌しながら、図中奥側から図中手前側へと搬送する。この過程において、第２搬送スクリュー１４によって搬送される混合剤の一部は、トナー供給ロール１８のトナー供給スリーブ１９上に汲み上げられる。そして、図中反時計回り方向のトナー供給スリーブ１９の回転駆動に伴って、後述するトナー供給位置を通過した後、トナー供給スリーブ１９の表面から離脱して、再び第２収容部１５内に戻される。その後、第２搬送スクリュー１４によって図中手前側の端部付近まで搬送された混合剤は、仕切壁１６の図中手前側端部付近に設けられた図示しない第２連通口を経て第１収容部１３内に戻される。
上述したトナー濃度センサ１７は、透磁率センサからなる。このトナー濃度センサ１７による混合剤の透磁率の検知結果は、電圧信号として図示しない制御部に送られる。混合剤の透磁率は、混合剤のＫトナー濃度と相関を示すため、トナー濃度センサ１７はトナー濃度に応じた値の電圧を出力することになる。
【００５３】
本複写機の図示しない制御部はＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）を備えており、この中にトナー濃度センサ１７からの出力電圧の目標値であるＶｔｒｅｆを格納している。そして、トナー濃度センサ１７からの出力電圧値と、ＲＡＭ内のＶｔｒｅｆとを比較して、比較結果に応じた時間だけ図示しないトナー補給装置を駆動させる。この駆動により、現像に伴うトナーの消費によってトナー濃度を低下させた混合剤に対し、トナー補給口１３ａから第１収容部１３内に適量のトナーが補給される。このため、第２収容部１５内の混合剤のトナー濃度が所定の範囲内に維持される。
【００５４】
トナー供給ロール１８は、図中反時計回り方向に回転駆動される非磁性材料からなる筒状のトナー供給スリーブ１９と、これに内包される固定配置されたマグネットローラ２０とを有している。筒状のトナー供給スリーブ１９は、アルミニウム、真鍮、ステンレス、導電性樹脂などの非磁性体を円筒形に成型したものである。また、マグネットローラ２０は、図示のように、回転方向に並ぶ複数の磁極（図中真上の位置から反時計回り方向に順にＮ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｓ極）を有している。これら磁極により、トナー供給スリーブ１９の周面上に混合剤が吸着し、磁力線に沿って穂立ちした磁気ブラシが形成される。
【００５５】
トナー供給スリーブ１９の表面によって汲み上げられた混合剤は、トナー供給スリーブ１９の回転に伴って図中反時計回り方向に回転する。そして、トナー供給スリーブ１９の表面に対して所定の間隙を介して対向配置されている規制部材２２との対向位置である担持量規制位置に進入する。このとき、規制部材２２とスリーブ表面との間隙を通過することで、スリーブ表面上における混合剤の担持量が規制される。
【００５６】
トナー供給スリーブ１９の図中左側方では、トナー担持ローラ２がトナー供給スリーブ１９表面と所定の間隙を介して対向しながら、図示しない駆動手段によって図中反時計回り方向に回転駆動されている。トナー供給スリーブ１９の回転に伴って上述の担持量規制位置を通過した混合剤は、トナー担持ローラ２との接触位置であるトナー供給位置に進入する。これにより、混合剤からなる磁気ブラシ先端がトナー担持ローラ２の表面を摺擦する。この摺擦やトナー供給スリーブ１９とトナー担持ローラ２との電位差などの作用を受けて、磁気ブラシ中のトナーがトナー担持ローラ２の表面上に供給される。なお、トナー供給スリーブ１９には、電圧印加手段である供給バイアス電源２４により、供給バイアスが印加されている。この供給バイアスは、トナー担持ローラ２側にトナーを移動させる電界が形成できるようなものであれば、直流電圧でもよいし、かかる直流電圧に交流電圧を重畳したものでもよい。
【００５７】
トナー供給位置を通過したトナー供給スリーブ１９上の混合剤は、スリーブの回転に伴って第２収容部１５との対向位置まで搬送される。この対向位置の付近には、マグネットローラ２０に磁極が設けられておらず、混合剤をスリーブ表面に引き付ける磁力が作用していないため、混合剤はスリーブ表面から離脱して第２収容部１５内に戻る。なお、本複写機においては、マグネットローラ２０として、６つの磁極を有するものを用いたが、磁極の個数はこれに限られるものではない。８極、１２極などであってもよい。
【００５８】
トナーが供給されたトナー担持ローラ２は、現像装置１のケーシング１１に設けられた開口から外周面の一部を露出させている。この露出箇所は、感光体４９に対して数十〜数百μｍの間隙を介して対向している。このようにトナー担持ローラ２と感光体４９とが対向している位置が、本複写機における現像領域となっている。
トナー担持ローラ２の表面上に供給されたトナーは、後述する理由により、トナー担持ローラ２の表面上でホッピングしながら、トナー担持ローラ２の回転に伴って、トナー供給位置から現像位置に向けて搬送される。現像領域まで搬送されたトナーは、トナー担持ローラ２と感光体４９上の静電潜像との間の現像電界によって、感光体表面上の静電潜像部分に付着し、これにより現像が行われる。現像に寄与しなかったトナーは、ホッピングしながらトナー担持ローラ２の回転によってさらに搬送され、繰り返し利用される。
【００５９】
次に、本実施形態（実施例で使用）におけるトナー担持体であるトナー担持ローラ２の具体的構成について説明する。
【００６０】
図３は、本実施形態におけるトナー担持ローラ２の電極配置を説明するためにトナー担持ローラ２を回転軸に対して直交する方向から見たときのモデル図である。なお、説明の都合上、表層６や絶縁層５は図示していない。
【００６１】
図４は、本実施形態におけるトナー担持ローラ２を、その回転軸に対して直交する面に沿って切断したときの断面を模式的に表した部分断面図である。
【００６２】
本実施形態のトナー担持ローラ２は、中空状のローラ部材で構成されており、そのトナー搬送面の表面から第一の所定深さの位置に長手方向が前記トナーの搬送方向に交差する位置に互いに間隔をあけて複数の長尺の外側電極４ａ（その端部で外側電極同士が接続部で接続されて櫛状となっていても良い）と、前記トナー搬送面の全体に亘り、外側電極より深い第二の所定深さの位置に内側電極３ａと、が設けられており、内側電極３ａと外側電極４ａとの間にはこれらの間を絶縁するための絶縁層５が設けられている。また、外側電極４ａの外周面側を覆う保護層としての表層６も設けられている。すなわち、本実施形態のトナー担持ローラ２は、内周側から順に、内側電極３ａ、絶縁層５、外側電極４ａ、表層６の４層構造となっている。
【００６３】
内側電極３ａは、トナー担持ローラ２の基体としても機能しており、ステンレスやアルミニウム等の導電性材料を円筒状に成型した金属ローラである。このほか、内側電極３ａの構成としては、ポリアセタール（ＰＯＭ）やポリカーボネート（ＰＣ）等からなる樹脂ローラの表面にアルミニウムや銅などの金属層等からなる導電層を形成したものが挙げられる。このような導電層の形成方法としては、金属メッキ、蒸着等により形成する方法や、ローラ表面に金属膜を接着する方法などが挙げられる。
【００６４】
内側電極３ａの外周面側は絶縁層５に覆われている。本実施形態において、この絶縁層５は、ポリカーボネートやアルキドメラミン等で形成されている。絶縁層５の厚みは、３μｍ以上５０μｍ以下の範囲内が好ましい。３μｍよりも薄くなると、内側電極３ａと外側電極４ａとの間の絶縁性が十分に保てなくなり、内側電極３ａと外側電極４ａとの間でリークが発生してしまう可能性が生じる。一方、５０μｍよりも厚くなると、内側電極３ａと外側電極４ａとの間で作られる電界が表層６よりも外側に形成されにくくなり、表層６の外側に強いフレア（ホッピング）用電界（外部電界）を形成することが困難となる。本実施形態では、メラミン樹脂からなる絶縁層５の厚みを２０μｍとしている。このような絶縁層５は絶縁層５はスプレー法やディップ法等によって内側電極３ａ上に均一な膜厚で形成することができる。
【００６５】
絶縁層５の上には外側電極４ａが形成される。この外側電極４ａは、アルミニウム、銅、銀などの金属で形成される。長尺の電極をその方端で接続した櫛歯状の外側電極４ａの形成方法としては、例えば、絶縁層５の上にメッキや蒸着によって金属膜を形成し、フォトレジスト・エッチングによって櫛歯状の電極を形成するという方法が挙げられる。また、インクジェット方式やスクリーン印刷によって導電ペーストを絶縁層５の上に付着させて櫛歯状の電極を形成するという方法も可能である。
【００６６】
ただし、アルミニウムによる電極の形成法は、溶融されたアルミニウム浴への浸漬や、蒸着法が一般的であり、いずれも高温下のプロセスになるため、絶縁層である樹脂材料が高温に耐えられないという問題がある。よって、高温下でなくとも電極形成が可能な方法である、比較的安価に形成できる銀、銅やはんだによって形成が望ましい。
【００６７】
本実施形態においては、外側電極が銀、銅、鉛、錫あるいはそれらの合金から形成されており、以下、この電極を「電極Ａ」と呼ぶことにする。また、内側電極が上記以外の導電性材料から形成されており、以下、この電極を「電極Ｂ」と呼ぶことにする。例えば、電極Ｂとして内側電極はアルミニウムを円筒状に形成した金属ローラ、（電極Ａとして）外側電極はスクリーン印刷によって銀ペーストを付着させたものが挙げられる（ただし、内側電極を側電極が銀、銅、鉛、錫あるいはそれらの合金から形成させ、外側電極をこれら以外の導電性材料から形成してもよい）。
【００６８】
外側電極４ａ及び絶縁層５の外周面側は、表層６により覆われている。トナーは、表層６上でホッピングを繰り返す際、この表層６との接触摩擦によって帯電する。トナーに正規帯電極性（本実施形態ではマイナス極性）を与えるため、本実施形態では、表層６の材料として、シリコーン、ナイロン、ウレタン、アルキッドメラミン、ポリカーボネート等が使用され、本実施形態ではポリカーボネートが採用されている。また、表層６は、外側電極４ａを保護する役割も持ち合わせている。このために、表層６の膜厚としては、３μｍ以上４０μｍ以下の範囲が好ましい。３μｍよりも小さいと、経時使用による膜削れ等で外側電極４ａが露出し、トナー担持ローラ２上に担持されたトナーやトナー担持ローラ２に接触するその他の部材を通じて，印加電圧がリークしてしまうおそれがある。一方、４０μｍよりも大きいと、内側電極３ａと外側電極４ａとの間で作られる電界が表層６よりも外側に形成されにくくなり、表層６の外側に強いフレア用電界を形成することが困難となる。
【００６９】
本実施形態では、表層の膜厚は２０μｍとされている。このような表層６は、絶縁層５と同様にスプレー法やディッピング法等によって形成することができる。
【００７０】
本実施形態では、内側電極３ａと外側電極４ａとの間で作られる電界、より詳しくは、内側電極３ａの外側電極４ａとは対向していない部分（長尺の外側電極４ａの間隔部分）と外側電極４ａとの間で作られる電界が、表層６の外側に形成されることで、トナー担持ローラ２上のトナーをホッピングさせ、これによりトナーをクラウド化させる。このとき、トナー担持ローラ２上のトナーは、内側電極３ａに絶縁層５を介して対向した表層部分と、これに隣接する外側電極４ａに対向した表層部分との間を、飛翔しながら往復移動するように、ホッピングし潜像担持体の現像領域へ搬送されることになる。
【００７１】
トナーを安定してクラウド化させるためには、相応する大きさのフレア（ホッピング）用電界を形成することが重要となるが、このような大きなフレア用電界を形成するためには内側電極３ａと外側電極４ａとの間に大きな電位差を形成する必要がある。しかし、このような大きな電位差を安定して形成するためには、内側電極３ａと外側電極４ａとの間を安定かつ有効に絶縁し、リークを防止することが重要である。
【００７２】
従来技術のように、フレア用電界を形成するための２種類の長尺の電極をそれぞれ交互に間隔を空けて（２種類の長尺の電極を櫛歯状に形成して同心円上に配置し、互いの櫛歯部分が相手の櫛歯間に入り込むように）構成した場合、これら電極の形成品質が悪いと、２種類の電極間の絶縁性が著しく低下し、リークが起きやすい。具体的には、例えば、エッチングで電極形成する場合には除去すべき金属膜の一部が残存していたり、インクジェット法やスクリーン印刷法で電極形成する場合には電極間に導電ペーストが付着してしまったりする事態が起こり得る。このような場合、これら２種類の電極間でリークが起きやすくなり、適正なフレア用電界を形成することができなくなる。また、従来構成においては、ローラの樹脂表面上に櫛歯状電極を高い品質で形成したとしても、２種類の櫛歯状電極を形成した後にその外周面側を絶縁材で覆うことにより電極間に絶縁材を充填して電極間の絶縁性を得るため、電極間にはローラの樹脂表面と絶縁材との界面が形成され、この界面を通じたリークが生じやすく、比較的大きな電圧を印加すると電極間の絶縁性が著しく低下する。
【００７３】
しかしながら、上述したような本発明に係る実施形態によれば、トナー搬送面の表面から第一の所定深さの位置に長手方向が前記トナーの搬送方向に交差する位置に互いに間隔をあけて複数の長尺の外側電極４ａ、外側電極４ａより深い第二の所定深さの位置であって少なくとも長尺の外側電極３ａ同士の間隔部分に対応する位置に内側電極４ａ、及び、外側電極４ａが設けられた層と内側電極３ａが設けられた層との間に絶縁層５が設けられた構成により、これらの内側電極３ａと外側電極４ａ間にリークの原因となり得るような界面は存在しない。
【００７４】
また、トナー担持ローラ２の製造段階において、リークの原因となり得る導電材がこれら２種の電極間に介在する可能性も非常に少なくできる。したがって、本実施形態によれば、内側電極３ａと外側電極４ａとの間を安定かつ有効に絶縁することができ、比較的大きな電圧を印加する場合でもリークを効果的に防止することができる。
【００７５】
また、本実施形態において、長尺の外側電極４ａの電極の幅は、１０μｍ以上１２０μｍ以下であるのが好ましい。１０μｍよりも小さいと、細すぎて電極の断線のおそれが生じる。一方、１２０μｍより大きいと、外側電極４ａの被給電部４ｂからの距離が遠い箇所の電圧が低くなり、その箇所でトナーを安定かつ有効にホッピングさせ、潜像担持体の現像領域へ搬送することが困難となり、結果的に形成される画像に幅方向のむらが生じることとなる。
【００７６】
本実施形態の被給電部４ｂは、図３に示すように、トナー担持ローラ２の外周面上における軸方向両端に設けられている。すなわち、長尺の外側電極４ａの両端部を互いに接続している。このような場合では、外側電極４ａの電極幅が１２０μｍより大きいと、トナー担持ローラ２の軸方向中央部におけるフレア用電界が軸方向両端部のフレア用電界よりも相対的に低くなり、トナー担持ローラ２の軸方向中央部に担持されているトナーを安定かつ有効にホッピングさせることが困難となる。
【００７７】
また、本実施形態では、外側電極４ａ同士の距離は、電極幅と同じか、電極幅よりも広いのが好ましい。電極幅よりも小さいと、内側電極３ａからの電気力線の多くが表層６の外側に出る前に外側電極４ａへ収束してしまい、表層６の外側に形成されるフレア用電界が弱くなってしまうからである。一方、外側電極４ａ同士の距離が大きいと、電極間中央のフレア用電界が弱くなってしまう。このために、外側電極４ａ同士の距離は、電極幅以上であって電極幅の５倍以下の範囲内であるのが好ましい。
【００７８】
本実施形態では、外側電極４ａの幅及び外側電極４ａ同士の距離をいずれも８０μｍに設定している。
【００７９】
また、本実施形態では、外側電極４ａのピッチ（外側電極４ａ自体の幅と外側電極４ａ同士の距離との和）を、トナー担持ローラ２の周方向にわたって一定となるように設定されている。電極のピッチを一定とすることで、内側電極３ａと外側電極４ａとの間で作られるフレア用電界がトナー担持ローラ２上の周方向にわたってほぼ均一となる。よって、現像位置で周方向に均一なトナーのホッピングを実現することが可能となり、均一な画像現像が可能となる。
【００８０】
次に、内側電極３ａ及び外側電極４ａに印加する電圧について説明する。
トナー担持ローラ２上の内側電極３ａ及び外側電極４ａには、内側電極３ａと外側電極４ａとの両方に直流成分と互いに逆相な交流成分とから構成された電圧をそれぞれ印加する、または、前記内側電極と前記外側電極とのいずれか一方の電極に交流成分と直流成分とから構成された電圧を印加しかつ他方の電極に直流電圧を印加する電圧印加手段が接続されている。
【００８１】
具体的には電圧印加手段として、電源装置２５Ａ，２５Ｂは、第１電圧である内側電圧及び第２電圧である外側電圧をそれぞれ内側電極３ａと外側電極４ａとに印加する。電源装置２５Ａ，２５Ｂが印加する内側電圧及び外側電圧は、両者の電圧差を常に最大とできるために互いに逆相な矩形波であることが最も適している。また、それぞれの矩形波のデゥーティ（Ｄｕｔｙ）を変化させてもよい。ただし、矩形波に限らず、例えばサイン波（正弦波）でも三角波でも、のこぎり波であってもよい。
【００８２】
また、本実施形態では、フレア用電極を形成するための電極が内側電極３ａ及び外側電極４ａの２相構成であり、各電極３ａ，４ａには互いに位相差πをもった、すなわち、互いに逆相となった交流成分を有する電圧がそれぞれ印加される。
【００８３】
図５（ａ）〜図５（ｅ）は、電極Ａ及び電極Ｂにそれぞれ印加する電圧の例を示すモデル図である。
図５（ａ）は矩形波のデゥーティを５０％とした例、図５（ｂ）は矩形波のデゥーティを２５％と小さくした例、図５（ｃ）は三角波の交流成分を用いた例、図５（ｄ）はのこぎり波の交流成分を用いた例、図５（ｅ）はサイン波の交流成分であり、いずれの例の交流成分も、互いに位相がπだけずれた同じ大きさ（ピークトゥピーク電圧Ｖｐｐ）の電圧である。これら図中ΔＤＣＶはこれら電圧の直流成分の差である。
【００８４】
また、電極Ａと電極Ｂとにそれぞれ印加される電圧の直流成分の大きさには差がある（図５（ａ）〜図５（ｅ）におけるΔＤＣＶ）。電極Ａに印加される電圧の直流成分を、電極Ｂに印加される電圧の直流成分より小さくする（マイナス側にする）ことによって、経時（特に高温高湿環境下）における電極Ａの材料、銀、銅、鉛、錫、あるいは、これらの合金のイオンマイグレーションによって発生する金属イオン（Ａｇ＋、Ｃｕ２＋、Ｓｎ２＋、Ｓｎ４＋、Ｐｂ２＋）が正極性であるため、これらイオンは、上記のような電圧の印加により負極性である電極Ａの静電引力によって引き付けられ、電極Ｂへの移動を阻止される。このように、上記金属イオンの電極Ａから絶縁層中を電極Ｂに向かっての移動がなくなるので、電極Ａと電極Ｂとの間でのイオンマイグレーションによるリークを防止することができる。このとき、電極Ａと電極Ｂとに印加される電圧のそれぞれの直流成分の大きさの差（の絶対値）は、それぞれの電圧のピークトゥピーク電圧Ｖｐｐより小さくなくてはならない。直流成分の大きさの差が電圧のピークトゥピークより大きくなると、ローラ表面上の電界の向きが変化しなくなり、トナーをホッピングさせるための電界、すなわちフレア用電界が発生しなくなってしまうからである。本実施形態では、電極Ａと電極Ｂとに印加される電圧の直流成分の大きさの差（の絶対値）を０Ｖより大きく、１００Ｖ以下に設定している。
【００８５】
このような電圧を印加するための電圧印加手段としては、例えば、ＣＰＵ、Ｄ／Ａコンバータ、及び、ＯＰアンプからなる波形生成回路と高圧アンプとから形成することができる。
【００８６】
上記のような電圧を印加することにより、電極Ａと電極Ｂとの間には、Ｖｐｐ±「直流成分の差」だけの電位差が生じる。この電位差によって電極間に電界が発生し、この電界のうち表層６の外側に形成されるフレア用電界によって表層６上をトナーがホッピングする。本実施形態において、電極Ａと電極Ｂとの間の電位差（すなわちＶｐｐ±「直流成分の差」は１００Ｖ以上２０００Ｖ以下の範囲内となるようにすることが好ましい。電位差が１００Ｖより小さいと、十分なフレア用電界を表層６上に形成できず、トナーを安定してホッピングさせて搬送することが困難となる。一方、電位差が２０００Ｖより大きいと、経時使用により電極間でリークが発生する可能性が高くなる。本実施形態では、Ｖｐｐを５００Ｖに設定している。
【００８７】
また、電極Ａと電極Ｂにそれぞれ印加される電圧の平均値（すなわち、それぞれの直流成分の電圧）は、画像部電位（静電潜像部分の電位）と非画像部電位（地肌部分の電位）との間に設定され、現像条件に応じて適宜最適化させる。
【００８８】
また、本実施形態において、内側電圧と外側電圧との中心値Ｖ０は、画像部電位（静電潜像部分の電位）と非画像部電位（地肌部分の電位）との間に設定され、現像条件に応じて適宜最適化させる。
【００８９】
本実施形態において、内側電圧と外側電圧との交流成分の周波数ｆは、０．１ｋＨｚ以上１０ｋＨｚ以下であるのが好ましい。すなわち、０．１ｋＨｚより小さいと、トナーのホッピングが現像速度に追いつかなくなる、すなわち、現像に必要なトナーの量が供給できなくなるおそれがある。一方、１０ｋＨｚより大きいと、トナーの移動が電界の切り替わりに追従できなくなり、トナーを安定してホッピングさせるのが困難となり、やはり現像に必要なトナーの量が供給できなくなるおそれがある。本実施形態では、周波数ｆを５００Ｈｚに設定している。
【００９０】
ここで、トナーのホッピングを生じさせるためには、内側電圧と外側電圧との両方が交流成分と直流成分とから構成される電圧である必要は必ずしもなく、一方が交流成分と直流成分とから構成される電圧、他方が直流電圧であってもよい。
【００９１】
図６には、内側電極３ａを電極Ｂとし、外側電極４ａを電極Ａとした場合の内側電極３ａ及び外側電極４ａへ印加する内側電圧と外側電圧の他の例を示すチャートである。
【００９２】
この例では、内側電極３ａについては、図５（ａ）に示したものと同様の内側電圧が印加されるが、外側電極４ａについては、直流電圧（直流成分のみ）が印加される。この場合、電極間の電位差は、内側電極のＶｐｐ／２±「直流成分の差」となる。よって、この例における内側電極のＶｐｐの好適な範囲は、２００Ｖ以上４０００Ｖ以下である。この例によれば、内側電極３ａと外側電極４ａとの位相差を考慮する必要がなく、電源コスト、延いては装置コストを安くすることができる。
【００９３】
図７は、内側電極３ａを電極Ｂとし、外側電極４ａを電極Ａとした場合の内側電極３ａ及び外側電極４ａへ印加する内側電圧と外側電圧のさらに他の例を示すチャートである。
【００９４】
この例では、外側電極４ａについては、図５に示したものと同様の内側電圧が印加されるが、内側電極３ａについては、直流電圧が印加される。この場合も、電極間の電位差はＶｐｐ／２±「直流成分の差」となる。よって、この例における外側電極のＶｐｐの好適な範囲は、２００Ｖ以上４０００Ｖ以下である。この例も、内側電極３ａと外側電極４ａとの位相差を考慮する必要がなく、電源コストが安くなる。
【００９５】
図８は、本実施形態における内側電極３ａ及び外側電極４ａへの給電構成を、トナー担持ローラの軸に沿って切断したときのモデル図であり、図９はその構成を模式的に示す斜視図である。
【００９６】
この例では、内側電極３ａは、トナー担持ローラ２のローラ軸と一体化されており、そのローラ軸端面が被給電部３ｂとなる。ローラ軸端面で構成される被給電部３ｂには、電源装置２５Ａに接続された第１給電部材としての給電ブラシ７が当接している。一方、トナー担持ローラ２の外周面両端部分には表層６が設けられておらず、トナー担持ローラ２の外周面における外側電極４ａの両端部分（長尺の電極の両端に設けられた接続部）は露出しており、この露出面が被給電部４ｂとなる。被給電部４ｂには、電源装置２５Ｂに接続された第２給電部材としての給電コロ８が当接している。この給電コロ８は、回転自在に支持されており、トナー担持ローラ２の回転に伴い、被給電部４ｂに当接したまま連れ回り回転し、電気的に被給電部４ｂに接続している。
【００９７】
なお、本実施形態では、外側電極４ａに外側電圧を印加するための第２給電部材である給電コロ８がトナー担持ローラ２の両端にそれぞれ１つずつ設けられているが、方端のみ１つであってもあるいは両端に複数あってもよい。外側電極４ａに外側電圧を印加するための第２給電部材が複数あれば、一部の第２給電部材で接触不良による給電不良が生じても、他の第２給電部材により給電を行うことができるので、安定した給電を行うことが可能となる。
【００９８】
また、本実施形態のように、トナー担持ローラ２の外周面に外側電極４ａの一部分を露出させ、その露出部分を被給電部４ｂとして、これに第２給電部材を当接させて給電する方式を採用する場合、その被給電部４ｂは、トナー担持ローラ２上における現像幅（感光体上において静電潜像が形成され得る領域と対向し得る領域幅）よりも軸方向外側に位置することが好ましい。なぜなら、被給電部４ｂが現像幅内に位置すると、トナー担持ローラ２と被給電部４ｂとの間で押しつぶされたトナーが現像に寄与することになり、その部分で現像不良が発生する恐れが生じるからである。より好ましくは、被給電部４ｂは、トナー担持ローラ２上におけるトナー供給幅（トナー供給スリーブ１９からトナーが供給される領域幅）よりも軸方向外側に位置することが望まれる。被給電部４ｂがトナー供給幅内に位置した場合、トナー担持ローラ２と被給電部４ｂとの間に多量のトナーが介在し、給電不良が起きやすくなるが、上記構成によりこの不都合が未然に防止される。本実施形態では、被給電部４ｂがトナー担持ローラ２上におけるトナー供給幅よりも軸方向外側に位置するように構成している。さらに、本実施形態では、トナー供給幅内のトナーが被給電部４ｂに付着しないように、ローラ両端部に位置する各被給電部４ｂの軸方向中央側に図示しないトナーシールが設けられている。
【００９９】
本実施形態では、第２給電部材として、上述のように被給電部４ｂに連れ回り回転する給電コロ８を用いているが、これに限らず、例えば、導電性ブラシや導電性板バネなどを用いてもよい。なお、導電性ブラシや、導電性板バネなどのように被給電部４ｂに対して摺動する第２給電部材を用いる場合、被給電部４ｂとの接点部分の摩耗を抑制するために導電性グリスなどを併用することが好ましい。
また、上記では、内側電極３ａの被給電部がローラ軸端面である場合について説明したが、これに限らず、例えばローラ軸の周面やローラ本体部の端面を被給電部としてもよい。
【０１００】
以上の実施形態によれば、外周面に担持された一成分現像剤であるトナーを現像領域へ搬送するためのトナー担持体としてのトナー担持ローラ２が、第１電極部材としての内側電極３ａと、内側電極３ａよりも外周面側に位置し、その内側電極３ａへ印加される第１電圧である内側電圧とは異なる第２電圧である外側電圧が印加される第２電極部材としての外側電極４ａと、内側電極３ａと外側電極４ａとの間を絶縁するための絶縁層５と、外側電極４ａの外周面側を覆う保護層としての表層６とを有しており、絶縁層５の両側には、それぞれ内側電極３ａ及び外側電極４ａ以外の電極部材（内側電圧及び外側電圧とは異なる電圧が印加される電極部材）が隣接しておらず、長尺の外側電極４ａの一部分（方端又は両端に設けられた接続部）が外周面に露出するように表層６が設けられており、外側電極４ａのこの露出部分が外側電圧の被給電部４ｂとして機能する。これら構成により、トナー担持ローラ２の外周面側に位置する外側電極４ａに対する給電は外周面側から行うことができるので、その外側電極４ａよりも内周側に位置する内側電極３ａに対する給電構成の自由度が、外側電極４ａに対する給電構成によって制限されることが少ない。
【０１０１】
加えて、外側電極４ａの被給電部４ｂに外側電圧を給電するための第２給電部である給電コロ８や給電ブラシ８’等は、トナー担持ローラ２に対して外周面法線方向外側に配置すればよく、トナー担持ローラ２に対して軸方向外側に配置する必要がなくなる。その結果、トナー担持ローラ２に対して軸方向外側に給電コロ８や給電ブラシ８’等の配置スペースが不要となり、トナー担持ローラ２の軸方向における現像装置１の小型化が可能となる。
【０１０２】
また、本実施形態によれば、内側電極３ａと外側電極４ａとの間に絶縁層５が介在させている。これにより、トナー担持ローラ２上に設けられる全電極３ａ，４ａ間が絶縁層５で分断されるため、これらの電極間をつなぐような界面が存在したり、これらの電極間にトナーが介在したりするようなことがない。よって、トナー担持ローラ２上に設けられる電極３ａ，４ａ間で界面やトナーを通じたリークが生じることがない。
【０１０３】
また、内側電極３ａ及び外側電極４ａのどちらか一方の電極（電極Ａ）がその材料として銀、銅、鉛、錫およびそれらの合金から形成され、また、他の電極（電極Ｂ）がその材料として、上記以外の導電性材料から形成されている場合において、電極Ａに印加される電圧の直流成分から、電極Ｂに印加される電圧の直流成分を引いた値が、マイナスであることによって、電極Ａで発生した金属イオンが電極Ａ上で留まることとなり、絶縁層内部への金属イオンの移動を防止できる。したがって長期にわたってイオンマイグレーションによるリークを防止することが出来る。
【０１０４】
また、本実施形態では、最外周側に位置する最外周電極部材としての外側電極４ａがトナー担持ローラ２の外周面に沿って複数に分割された複数の電極部を備えており、その電極部間の電極間領域に対向する位置に、外側電極４ａよりも内周側に位置する内側電極３ａが配置されている。本実施形態によれば、フレア用電界を形成するための電極３ａ，４ａ間でリークが生じないので、強いフレア用電界を安定して形成することができる。
【０１０５】
また、本実施形態では、最内周側に位置する最内周電極部材としての内側電極３ａが外側電極４ａにおける複数の電極部間の電極間領域に対向する位置だけでなく当該複数の電極部に対向する位置にも電極部が配置されるように一体化された電極部を有している。これにより、内側電極３ａを簡易な方法で形成することが可能となる。また、内側電極３ａをトナー担持ローラ２の基体として用いることもできるようになる。
【０１０６】
以下に他の実施形態について説明する。
〔実施形態２〕
内側電極３ａ及び外側電極４ａへの給電構成の変形例について説明する。
図１０は、本変形例１における内側電極３ａ及び外側電極４ａへの給電構成を、ローラ軸に沿って切断したときのモデル図であり、図１１は、軸方向に対して直交する方向から見たときのモデル図である。また、図１２は、モデル的に示す斜視図である。
【０１０７】
実施形態２において、内側電極３ａに対する給電構成は、上記実施形態と同様に、ローラ軸端面がその被給電部３ｂとなるように構成されており、その被給電部３ｂに給電ブラシ７が当接し、伝記的に接続している。一方、外側電極４ａに対する給電構成は、外側電極４ａをローラ軸周面上まで引き出し、その引き出した部分を被給電部４ｂとしている。そして、絶縁層５も同様にローラ軸周面上まで引き出すことにより、ローラ軸周面上においても内側電極３ａと外側電極４ａとの絶縁を確保している。ローラ軸周面上の被給電部４ｂには、電源装置２５Ｂに接続された第２給電部材としての給電ブラシ８’が当接する。
【０１０８】
この実施形態２に例示した給電構成以外にも、例えば、トナー担持ローラ２の各ローラ軸を互いに電気的に分割し、内側電極３ａ及び外側電極４ａをそれぞれいずれかの軸に導通させ、各ローラ軸を通じて内側電極３ａ及び外側電極４ａそれぞれに電圧を印加する構成が可能である。
【０１０９】
〔実施形態３〕
次に、実施形態３について説明する。
図１３は、実施形態３における現像装置を示すモデル図である。
【０１１０】
この例では、磁性キャリアを用いないでトナー担持ローラ２にトナーを供給する。具体的には、本変形例２に係る現像装置１は、図中時計回り方向に回転駆動される第１搬送スクリュー１２を収容する第１収容部１３と、図中反時計回りに回転駆動される第２搬送スクリュー１４を収容する第２収容部１５とを有しており、両収容部は仕切壁１６によって仕切られている。そして、これら収容部には、それぞれ、図示しないマイナス帯電性のトナーが収容されている。第１搬送スクリュー１２及び第２搬送スクリュー１４の回転駆動により、トナーは第１収容部１３及び第２収容部１５を循環搬送される。この搬送時に、トナーは第１搬送スクリュー１２及び第２搬送スクリュー１４から摺擦を受けることで摩擦帯電する。このようにして摩擦帯電した第２収容部１５内のトナーは、供給バイアス電源２４により供給バイアスが印加されたトナー供給ロール１８上に、静電的に吸着する。なお、この供給バイアスは、直流電圧でも交流電圧でもよいし、また、直流電圧に交流電圧を重畳させたバイアスでもよい。トナー供給ロール１８上に吸着したトナーは、規制部材２２により担持量が規制された後、供給位置へと搬送される。そして、供給位置へ搬送されたトナーは、トナー供給ロール１８とトナー担持ローラ２との電位差の作用を受けて、トナー担持ローラ２の表面上に供給される。その後は、上記実施形態と同様であり、説明を省略する。
【０１１１】
〔実施形態４〕
次に、トナー担持ローラ２にトナーを供給する構成の他の例（実施形態４）について説明する。
【０１１２】
図１４は、実施形態４における現像装置を示すモデル図である。
実施形態４では、上記実施形態３と同様に磁性キャリアを用いないでトナー担持ローラ２にトナーを供給するが、トナー供給ロール１８を用いずにトナーを直接、トナー担持ローラ２へ供給する。
【０１１３】
具体的には、実施形態４では、トナー収容部１５’内にスポンジローラ１８’を設け、スポンジローラ１８’の表面をトナー担持ローラ２の表面に当接させている。これにより、トナー収容部１５’内でスポンジローラ１８’の表面に付着したトナーは、トナー担持ローラ２の表面との当接部で摺擦を受けて摩擦帯電し、これにより静電的にトナー担持ローラ２上へ供給される。実施形態４では、スポンジローラ１８’をトナー担持ローラ２に対してトレーリング方向に回転駆動しているが、カウンター方向でもよい。実施形態４の場合、スポンジローラ１８’に接続された供給バイアス電源２４’により印加される供給バイアスによって、トナー担持ローラ２へ供給するトナーの量を制御することができる。この供給バイアスは、直流電圧でも交流電圧でもよいし、また直流電圧に交流電圧を重畳させたバイアスでもよい。
【０１１４】
〔実施形態５〕
次に、現像に寄与しなかったトナーをトナー担持ローラ２から回収する回収手段としての回収機構３０を設けた現像装置の変形例（実施形態５）について説明する。
図１５は、実施形態５における現像装置を感光体４９とともに図示した概略構成図である。
【０１１５】
実施形態５における現像装置の基本構成は、上記の実施形態と同様であるが、回収機構３０が設けられている点と、トナー担持ローラ２及びトナー供給ロール１８の下方に位置するケーシング１１の内壁が第２搬送スクリュー１４を収容する第２収容部１５に向けて下傾斜している点とが、主に相違する構成である。以下、この相違する構成についてのみ説明する。
【０１１６】
実施形態５において、回収機構３０は、トナー担持ローラ２の外周面に対向するように配置される回収板３１と、回収板３１に接触するように配置された振動子３２と、回収板３１に所定の電圧を印加するための回収電源３３とから構成されている。トナー担持ローラ２と回収板３１との間には、マイナス極性に帯電したトナーをトナー担持ローラ２から回収板３１に向けて静電的に移動させる向きの電界が形成される。これにより、現像領域で現像に寄与しなかったトナーは、回収板３１とトナー担持ローラ２とが対向しあう回収領域において、トナー担持ローラ２上から回収板３１側へ移動する。回収板３１に付着したトナーは、振動子３２によって回収板３１を振動させることにより、回収板３１上から振るい落とされる。振るい落とされたトナーは、ケーシング１１の内壁面上を移動して第２収容部１５内に戻され、再び第１収容部１３及び第２収容部１５を循環搬送される。
【０１１７】
図１６は、回収機構３０の他の例を示すための概略構成図である。
図１６に示すように、回収機構３０として、回収ローラ３４を利用した構成も採用できる。具体的には、この回収機構３０は、トナー担持ローラ２の外周面に対向するように配置される回収ローラ３４と、回収ローラ３４に接触するように配置されたクリーニングブレード３５と、回収ローラ３４に所定の電圧を印加するための回収電源３３とから構成されている。トナー担持ローラ２と回収ローラ３４との間には、マイナス極性に帯電したトナーをトナー担持ローラ２から回収ローラ３４に向けて静電的に移動させる向きの電界が形成される。これにより、現像領域で現像に寄与しなかったトナーは、回収ローラ３４とトナー担持ローラ２とが対向しあう回収領域において、トナー担持ローラ２上から回収ローラ３４側へ移動する。回収ローラ３４に付着したトナーは、クリーニングブレード３５によって掻き落とされる。掻き落とされたトナーは、ケーシング１１の内壁面上を移動して第２収容部１５内に戻され、再び第１収容部１３及び第２収容部１５を循環搬送される。
【０１１８】
図１７は、回収機構３０の更に他の例を示すための概略構成図である。
図１７に示すように、回収機構３０として、ブラシローラ３６を利用した構成も採用できる。具体的には、この回収機構３０は、トナー担持ローラ２の外周面に接触して対向するように配置されるブラシローラ３６と、ブラシローラ３６に接触するように配置されたフリッカー３７と、ブラシローラ３６に所定の電圧を印加するための回収電源３３とから構成されている。トナー担持ローラ２とブラシローラ３６との間には、マイナス極性に帯電したトナーをトナー担持ローラ２からブラシローラ３６に向けて静電的に移動させる向きの電界が形成される。これにより、現像領域で現像に寄与しなかったトナーは、ブラシローラ３６とトナー担持ローラ２とが対向しあう回収領域において、トナー担持ローラ２上からブラシローラ３６側へ移動する。ブラシローラ３６に付着したトナーは、フリッカー３７によって払い落とされる。払い落とされたトナーは、ケーシング１１の内壁面上を移動して第２収容部１５内に戻され、再び第１収容部１３及び第２収容部１５を循環搬送される。
【０１１９】
図１８は、回収機構３０の更に他の例を示すための概略構成図である。
図１８に示すように、回収機構３０として、吸引ポンプ４０を利用した構成も採用できる。具体的には、この回収機構３０は、トナー担持ローラ２の外周面に対向するように配置される吸引ノズル３８と、入口端が吸引ノズル３８に接続され、出口端４１ａが第１搬送スクリュー１２を収容する第１収容部１３の上部に連通したダクト４１と、吸引ノズル３８からのトナーをダクト４１の出口端４１ａまで吸引搬送するための吸引ポンプ４０とから構成されている。また、吸引ノズル３８に対してトナー担持ローラ２の表面移動方向下流側には、シール３９が設けられている。このシール３９は、トナー担持ローラ２の表面と接触している。現像領域で現像に寄与しなかったトナーは、トナー担持ローラ２と吸引ノズル３８とが対向しあう回収領域において、吸引ポンプ４０により生じる空気の流れに乗って吸引ノズル３８内に吸引され、ダクト４１を通って出口端４１ａから第１収容部１３内へ戻され、再び第１収容部１３及び第２収容部１５を循環搬送される。なお、空気の流れに乗らずに回収領域を通過したトナーは、シールによって堰き止められるので、そのまま下流に搬送されていくことはない。
【０１２０】
〔実施形態６〕
次に、現像領域において感光体４９上の非画像部（地肌部）に付着するトナーを現像領域上流で回収するための現像前トナー回収手段を設けた現像装置の変形例（実施形態６）について説明する。
図１９は、実施形態６における現像装置のトナー担持ローラ２とその周囲構成とを示す拡大構成図である。
【０１２１】
図１９において、符号Ａｒ０が付された領域は、トナー担持ローラ２と、トナー供給ロール１８のトナー供給スリーブ１９の表面に形成された図示しない磁気ブラシとが摺擦するトナー供給領域を示している。また、符号Ａｒ２が付された領域は、現像領域を示している。また、符号Ａｒ１が付された領域は、トナー担持ローラ２の表面移動方向における全領域のうち、トナー供給領域Ａｒ０を通過した後、現像領域Ａｒ２に進入する前の領域としての現像前搬送領域を示している。また、符号Ａｒ３が付された領域は、現像領域Ａｒ２を通過した後、トナー供給領域Ａｒ０に進入する前の領域としての現像後搬送領域を示している。
【０１２２】
なお、現像領域Ａｒ２は、感光体４９とトナー担持ローラ２が対向している領域のうち、感光体４９がその曲率によってトナー担持ローラ２にかなり近づいている領域である。このような現像領域Ａｒ２におけるトナー担持ローラ２の表面移動方向長さについては、次のようにして測定することが可能である。すなわち、現像領域Ａｒ２とその前後近傍とにおけるトナーの挙動を高倍率高速度カメラで撮影しながら、感光体４９上に形成したベタ画像を現像する。そして、そのベタ画像の感光体表面移動方向の上流端に付着したトナー粒子がトナー担持ローラ２表面上で最後にホッピングした位置と、ベタ画像の感光体回転方向の下流端に付着したトナー粒子がトナー担持ローラ２表面上で最後にホッピングした位置との距離を測定する。この距離を現像領域Ａｒ２におけるローラ回転方向の長さとする。
【０１２３】
現像前搬送領域Ａｒ１でホッピングする個々のトナーは、トナー担持ローラ２の回転に伴って現像領域Ａｒ２に徐々に近づいていくが、その中には逆帯電トナーが含まれている。また、平均的なトナー帯電量よりも正規極性側に大きくしている逆帯電トナーも含まれている。これら逆帯電トナーや高帯電量トナーが現像領域Ａｒ２まで搬送されると、感光体４９の非画像部（地肌部）に付着して地汚れを引き起こしてしまう。
【０１２４】
そこで、この実施形態６においては、現像前搬送領域Ａｒ１にてトナー担持ローラ２表面上でホッピングしているトナーのうち、逆帯電トナー及び高帯電量トナーを回収する現像前トナー回収手段を設けている。この現像前トナー回収手段は、トナー担持ローラ２の表面における回転方向の全領域のうち、現像前搬送領域Ａｒ１に対して、所定の間隙を介して対向する現像前対向電極４２を有している。また、この現像前対向電極４２に現像前回収バイアスを供給するための電圧供給手段たる現像前回収バイアス電源４３も有している。
【０１２５】
現像前対向電極４２は、トナー担持ローラ２の回転方向における上流側端部から下流側端部にかけて、トナー担持ローラ２との間隙がほぼ均一になるように、少なくともトナー担持ローラ２との対向面が湾曲している。この間隙は、現像領域Ａｒ２における感光体４９とトナー担持ローラ２との最小間隙である現像ギャップと同じ値に設定されている。
【０１２６】
現像前回収バイアス電源４３は、感光体４９の地肌部（一様帯電電位）と同じ極性且つ同じ値の直流電圧からなる現像前対向バイアスを出力する。つまり、現像前対向バイアスの印加により、現像前対向電極４２の電位は感光体４９上の地肌部電位と同じ極性且つ同じ値になる。
【０１２７】
上述した現像前トナー回収手段は、現像前対向電極４２や現像前回収バイアス電源４３の他、この電源からの現像前回収バイアスの出力のオンオフを制御する図示しない制御部も有している。そして、現像動作中（静電潜像の現像に寄与し得るトナーを現像前搬送領域Ａｒ１及び現像領域Ａｒ２内で搬送している状態）には、現像前対向電極４２に対して現像前回収バイアスを印加する。かかる構成では、現像前搬送領域Ａｒ１内でホッピングしている無数のトナーのうち、現像領域Ａｒ２で感光体４９の地肌部に付着して地汚れを引き起こしてしまう地汚れトナー、即ち、逆帯電トナー及び高帯電量トナーを、現像前対向電極４２に選択的に付着させる。そして、これにより、現像前搬送領域Ａｒ１内で搬送されるトナーの中から、地汚れトナーを選択的に分離する。
【０１２８】
現像動作（連続プリント時においては連続現像動作）が終了すると、上記制御部は制御信号により、現像前回収バイアス電源４３からの出力電圧を、上述の現像前回収バイアスから、これよりもトナーの帯電極性側に大きな（本例ではマイナス側に大きな）吐き出しバイアスに切り替える。これにより、現像前対向電極４２に付着した逆帯電トナーや高帯電量トナーが現像前対向電極４２から離脱してトナー担持ローラ２の表面上に吐き出される。そして、現像領域Ａｒ２と現像後搬送領域Ａｒ３とを経由した後、トナー供給領域Ａｒ０で磁気ブラシ内に回収される。
【０１２９】
なお、吐き出しバイアスには、トナー担持ローラ２の電極に印加する電圧の中心値に対して、プラス側とマイナス側にまたがる大きな交流電圧を印加するのが好ましい。これにより、トナー担持ローラ２と現像前回収バイアス電源４３との間に存在するトナーを往復運動させる力がトナーに作用し、現像前回収バイアス電源４３との付着力からトナーを解放やすくなる。これにより、現像前回収バイアス電源４３上のトナーをトナー担持ローラ２の電極間に発生するフレア用電界に拘束させ、効率よくトナー担持ローラ２の回転に伴って搬送させることができる。
【０１３０】
また、トナー供給ロール（図示しない）に供給バイアスを印加してトナー担持ローラ２へトナーを静電的に供給する構成においては、現像前対向電極４２に吐き出しバイアスを印加して現像前対向電極４２に付着した逆帯電トナーや高帯電量トナーをトナー担持ローラ２へ戻す際には、トナー供給ロール１８，１８’への供給バイアスの印加を停止させるのが好ましい。この場合、トナー付着量が少ないトナー担持ローラ２上へ逆帯電トナーや高帯電量トナーを戻すことができる。
【０１３１】
なお、現像前対向電極４２に付着した逆帯電トナーや高帯電量トナーを現像前対向電極４２から除去する方法としては、現像前対向電極４２に吐き出しバイアスを印加する方法に限られない。例えば、現像前対向電極４２に付着した逆帯電トナーや高帯電量トナーを除去用のブラシローラで掻き落とす方法や、ブレードの付いた除去部材を軸方向に走査することにより現像前対向電極４２に付着した逆帯電トナーや高帯電量トナーを除去する方法等が考えられる。
【０１３２】
現像前搬送領域Ａｒ１上で搬送される高帯電量トナーは、他のトナーに比べて帯電量が大きいことから、他のトナーよりも高くホッピングする。すると、ホッピングによる最高レベル到達時に、多量のトナーからなるトナークラウドを自らの下方に位置させ、その反発力によってトナー担持ローラ２上の電界による拘束力の及ばない範囲まで飛散してしまうことがある。現像前対向電極４２を設けたことで、このような高帯電量トナーの飛散を防止することもできる。
【０１３３】
現像前対向電極４２としては、金属等の導電性材料からなる電極層の表面（トナー担持ローラ２との対向面）に、絶縁性材料からなる絶縁層５を被覆したものを用いることが望ましい。かかる構成によれば、トナーと、現像前対向電極４２の導電性表面とを直接接触させることによるトナーに対する電荷注入や、トナーの電荷の電極層へのリークを回避することができる。
【０１３４】
また、現像前対向電極４２としては、トナー担持ローラ２との対向面におけるローラ回転方向に直交する方向の長さを、トナー担持ローラ２における現像前対向電極４２との対向面の同方向の長さ以上にしたもの、を用いている。かかる構成では、現像前搬送領域Ａｒ１でホッピングしているトナーに対し、前記直交する方向の全領域にて、逆帯電トナーや高帯電量トナーの分離処理を施すことができる。
【０１３５】
また、現像前対向電極４２としては、トナー担持ローラ２との対向面におけるローラ回転方向の長さを、現像領域Ａｒ２のローラ回転方向の長さ以上にしたもの、を用いている。かかる構成では、現像領域Ａｒ２のローラ回転方向の長さ未満にした場合とは異なり、現像前対向電極４２の直下においてトナーを現像領域通過時間よりも長い時間搬送することで、現像領域Ａｒ２で地汚れトナーとなってしまう逆帯電トナーや高帯電量トナーを確実に分離することができる。
【０１３６】
現像前搬送領域Ａｒ１のうち、トナー担持ローラ２と現像前対向電極４２とが対向する領域（以下、この領域を現像前回収領域という）におけるトナーホッピング条件については、現像領域Ａｒ２におけるトナーホッピング条件と同じに設定している。かかる構成では、現像前回収領域におけるトナーホッピング条件を現像領域Ａｒ２とは異ならせることに起因する逆帯電トナーや高帯電量トナーの分離・回収精度の悪化を回避することができる。なお、ここで言うトナーホッピング条件は、電極（３ａ、３ｂ）の幅、電極の配設ピッチ、各電極に印加するパルス電圧の特性、及び表面層（５）の厚みの組合せである。
【０１３７】
〔実施形態７〕
次に、外側電極４ａの変形例（以下、本変形例を「実施形態７」という。）について説明する。
【０１３８】
従来は、各外側電極４ａ上の大部分のトナーが、フレア用電界により、各外側電極４ａにそれぞれ隣接する２つの外側電極間部分（外側電極４ａとは対向していない内側電極３ａが対向する部分。以下「内側電極対向部」という。）のいずれかへ移動でき、かつ、各内側電極対向部上の大部分のトナーが、フレア用電界により、各内側電極対向部にそれぞれ隣接する２つの外側電極４ａ上のいずれかへ移動できるように、フレア用電界の強さに応じて、外側電極４ａの幅（トナー担持ローラ表面移動方向長さ）や内側電極対向部の幅を設定する。
【０１３９】
ここで、外側電極４ａの幅及び内側電極対向部の幅が均等であり（厳密には製造誤差による多少の不均等が生じている。）、内側電極３ａ及び外側電極４ａそれぞれが均等な電位となるのであれば、トナー担持ローラ２上でムラの少ないフレア用電界が形成できる。このような場合、トナー担持ローラ２上でホッピングするトナーに他の外力が作用しない限り、トナー担持ローラ２上のトナーは、内側電極３ａ及び外側電極４ａが対向する外周面全域にわたってほぼ均一に分散した状態で、ホッピングすることができる。
【０１４０】
しかし、内側電極３ａ及び外側電極４ａそれぞれが均等な電位にならず、それぞれの電極３ａ，４ａ内で例えばトナー担持ローラ２の表面移動方向に製造誤差による電位勾配が生じるなどにより、トナー担持ローラ２の表面移動方向において偏ったフレア用電界が形成される場合が生じ得る。この場合、トナー担持ローラ２上でホッピングするトナーは、その電位勾配に応じて外側電極４ａ及び内側電極対向部をホッピングしながら渡り歩くように、トナー担持ローラ２の表面移動方向に偏るように移動する。その結果、トナー担持ローラ２上でトナーが大きく偏在し、トナー担持ローラ２上にトナー量の大きなムラ（低周波のムラ）が生じてしまう。
【０１４１】
また、トナー担持ローラ２の表面近傍に生じる気流などがトナーに作用して、トナーをトナー担持ローラ２の表面移動方向方向上流側又は下流側へ移動させる外力が発生する場合もある。例えばトナー担持ローラ２の表面移動方向方向下流側への外力が発生した場合、フレア用電界と外力の作用を受けて、トナー担持ローラ２上でホッピングするトナーの多くがホッピング時にトナー担持ローラ表面移動方向方向下流側へ移動する。そのため、多くのトナーが外側電極４ａ及び内側電極対向部をホッピングしながらトナー担持ローラ表面移動方向下流側へ渡り歩くように、トナー担持ローラ２の表面移動方向に偏るように移動する。その結果、トナー担持ローラ２上でトナーが大きく偏在し、トナー担持ローラ２上にトナー量の大きなムラ（低周波のムラ）が生じてしまう。
【０１４２】
上記のようなムラは、画像濃度ムラを引き起こす原因となる。
図２０は、本実施形態７におけるトナー担持ローラ２を、その回転軸に対して直交する面に沿って切断したときの断面を模式的に表した部分断面図である。
図２１は、電気力線の概略を図示した説明図である。
【０１４３】
本実施形態７において、外側電極４ａの幅Ｘは均等となるように製造されるが、内側電極対向部の幅は、トナー担持ローラ２の表面移動方向において短い幅Ｙ１と長い幅Ｙ２とが交互に存在するように製造されている。内側電極対向部の幅において、短い幅Ｙ１と長い幅Ｙ２との差（Ｙ２−Ｙ１）は、内側電極対向部の幅を均等に製造しようとするときの製造誤差の範囲を超える差である。このような構成においては、電位勾配や気流などが原因でトナーをトナー担持ローラ表面移動方向上流側または下流側へ移動させる力が発生した場合でも、以下に説明するように、トナー担持ローラ２上でトナーが大きく偏在することを抑制できる。
【０１４４】
すなわち、上記のような力が発生すると、トナー担持ローラ２上でホッピングするトナーの多くが、その力の向きにトナー担持ローラ表面移動方向に沿って移動しようとする。ここで、１つの外側電極４ａに着目したとき、図２１に示すように、これに隣接する２つの内側電極対向部との間で作られる各フレア用電界（表層６の外側に形成される電界）の強さは、その内側電極対向部の幅によって相対的に変わってくる。すなわち、短い幅Ｙ１の内側電極対向部との間に形成されるフレア用電界よりも、長い幅Ｙ２の内側電極対向部との間に形成されるフレア用電界の方が強くなる。そして、長い幅Ｙ２の内側電極対向部との間に形成されるフレア用電界は、内側電極３ａ及び外側電極４ａに印加される電圧が同じであれば、内側電極対向部の幅を均等とした場合に比べて強い電界となる。したがって、上記のような力が発生した場合でも、外側電極４ａ上からその力の方向に隣接する長い幅Ｙ２の内側電極対向部へホッピングした多くのトナーを、再び元の外側電極４ａ上へ戻すことが可能となる。その結果、外側電極４ａ上からその力の方向に隣接する長い幅Ｙ２の内側電極対向部へ移動したトナーのうち、更にその力の方向に隣接する外側電極４ａへ渡り歩くことが少なくなる。
【０１４５】
このように、本実施形態７においては、長い幅Ｙ２の内側電極対向部が、上記のような力の作用を受けてその力の向きに移動しようとするトナーの移動を妨げる障壁の役割を果たし、トナー担持ローラ２上でトナーが大きく偏在することを抑制できる。よって、トナー担持ローラ２上にトナー量の大きなムラ（低周波のムラ）が生じるのを抑制でき、画像濃度ムラを抑制できる。
【０１４６】
なお、本実施形態７においては、短い幅Ｙ１の内側電極対向部とこれに隣接する外側電極４ａとの間付近に存在するトナーの量よりも、長い幅Ｙ２の内側電極対向部とこれに隣接する外側電極４ａとの間付近に存在するトナーの量の方が多くなるので、微視的にみればトナー担持ローラ２上でトナー量のムラが生じる。しかし、このようなムラはその周期が非常に短い高周波のムラであるため、画像濃度に影響が出にくく、画像濃度に影響が出たとしても人間が感知できるようなムラにはならないので、実質的に画質に影響しない。
【０１４７】
本実施形態７において、内側電極対向部の長い幅Ｙ２は、内側電極対向部の短い幅Ｙ１の２倍〜５倍に設定するのが好ましい。２倍未満の場合、長い幅Ｙ２の内側電極対向部との間に形成されるフレア用電界を十分に強い電界とすることができず、上記障壁としての役割を十分に果たすことができず、画像濃度ムラの抑制効果が低いものとなってしまう。一方、５倍を越える場合、その長い幅Ｙ２の内側電極対向部の中央部に存在するトナーが隣接する外側電極４ａ上に移動できず、トナーを効率的にクラウド化させることが困難となる。なお、内側電極対向部の短い幅Ｙ１は、外側電極４ａの電極幅と同程度とするのが好ましい。
【０１４８】
本実施形態７においては、外側電極４ａの電極幅を４０μｍ、内側電極対向部の短い幅Ｙ１を４０μｍ、内側電極対向部の長い幅Ｙ２を１２０μｍに設定している。
なお、本実施形態７においては、外側電極４ａの幅Ｘを均等とし、内側電極対向部の幅を不均等とする場合について説明したが、逆に、外側電極４ａの幅Ｘを不均等とし、内側電極対向部の幅を均等とする場合でも、同様の効果が得られる。
【０１４９】
また、本実施形態７においては、内側電極対向部の幅を、トナー担持ローラ２の表面移動方向において短い幅Ｙ１と長い幅Ｙ２とが交互に存在するように不均等としているが、不均等の方法は限られない。例えば、短い幅Ｙ１が２つ以上続いた後に１つの長い幅Ｙ２が存在するというように不均等としてもよい。また、幅の種類が３種類以上となるようにしてもよい。
【実施例】
【０１５０】
次に、上記実施形態を踏まえた上での詳細な実施例と比較例について記載する。
用いたトナー担持ローラは、アルミニウム製中空ローラ部材（外径１６ｍｍ、長さ２５０ｍｍ）を内側電極（電極Ｂ）とし、メラミン樹脂製絶縁層を介し、ローラ軸に平行に複数の長尺の外側電極（幅８０μｍ）がそれぞれ８０μｍの間隔をあけて設けられ、さらに外側電極の両端は外側電極と同じ材質からなる接続部で互いに電気的に接続されており、外側電極の上は２０μｍの膜厚の表層で覆われていてなめらかな外周面が形成されている。
【０１５１】
温度３０℃、相対湿度９０％の環境において、上記のトナー担持ローラの外側電極および内側電極へ異なる電圧を印加し、経時でのリークの有無を確認した（プリント枚数にしてＡ４サイズ３００００００枚相当）。それぞれの電極に印加される電圧の交流成分のＶｐｐは５００Ｖで、位相は互いにπずれた逆相であり、使用した波形は、それぞれ矩形波、サイン波、三角波、のこぎり波である。交流成分の周波数は５００Ｈｚである。
【０１５２】
以下に示す実施例１〜９、比較例１〜６の条件で画像形成テスト（トナー供給ローラの線速度は２００ｍｍ／秒）を行い、初期、３０万枚画像形成後（３００ｋ）、及び、３００万枚画像形成後（３０００ｋ）に外側電極と内側電極との間に電極のリークの有無を電極間にテスター（ＣＵＳＴＯＭ社製デジタルテスタＣＤＭ−２０００Ｄ）により抵抗値を測定することによって調べた。
【０１５３】
（実施例１）
外側電極の材料として、銀ペーストを用い、外側電極の直流成分と内側電極の直流成分との差を−１０Ｖとした。また、外側電極、内側電極それぞれに印加した電圧の交流成分には矩形波(ＤＵＴＹ５０％)を用いた。また、絶縁層膜厚を２０μｍとした。
【０１５４】
ペーストを用いる電極作製は次のようにして行った。すなわち、アルミニウム中空ローラの側面に設けられた絶縁層の表面にスクリーン印刷法により導電性ペースト（藤倉化成社製ドータイトＦＡ−３３３）によりスクリーン印刷法により長さ２２０ｍｍ、幅８０μｍの電極パターンを８０μｍ間隔で印刷し、その後１５０℃の加熱処理を行って作製した。
【０１５５】
（実施例２）
実施例１と同様に、ただし、外側電極の材料として、銅ペーストを用いた。
（実施例３）
実施例１と同様に、ただし、外側電極の材料として、はんだペーストを用いて外側電極を作製した。
（実施例４）
実施例１と同様に、ただし、外側電極、及び、内側電極の交流成分にはサイン波を印加した。
（実施例５）
実施例１と同様に、外側電極、内側電極それぞれに印加した電圧の交流成分には矩形波(ＤＵＴＹ２５％)を用いた。
（実施例６）
実施例１と同様に、ただし、外側電極、及び、内側電極にそれぞれ印加された電圧の交流成分には三角波を印加した。
（実施例７）
実施例１と同様に、ただし、外側電極、及び、内側電極にそれぞれ印加された電圧の交流成分にはのこぎり波を印加した。
（実施例８）
実施例１と同様に、ただし、外側電極に印加された電圧の直流成分と内側電極に印加された電圧の直流成分の差を−５０Ｖとした。
（実施例９）
実施例１と同様に、ただし、外側電極に印加された電圧の直流成分と内側電極に印加された電圧の直流成分の差を−１００Ｖとした。
（比較例１）
実施例１と同様に、ただし、外側電極に印加された電圧の直流成分と内側電極に印加された電圧の直流成分の差を０Ｖとした。
（比較例２）
実施例２と同様に、ただし、外側電極に印加された電圧の直流成分と内側電極に印加された電圧の直流成分の差を０Ｖとした。
（比較例３）
実施例３と同様に、ただし、外側電極に印加された電圧の直流成分と内側電極に  印加された電圧の直流成分の差を０Ｖとした。
（比較例４）
実施例１と同様に、ただし、外側電極に印加された電圧の直流成分と内側電極に印加された電圧の直流成分の差を＋１０Ｖとした。
（比較例５）
外側電極の材料として、銀ペーストを用い、外側電極の直流成分と内側電極の直流成分との差を０Ｖとした。また、外側電極、内側電極の交流成分にはサイン波を印加した。また、絶縁層膜厚を２０μｍとした。
（比較例６）
実施例１と同様に、ただし、外側電極に印加された電圧の直流成分と内側電極に印加された電圧の直流成分の差を０Ｖとした。また、絶縁層膜厚を４０μｍとした。
上記、実施例および比較例の実験結果を表１に示す。リークがあるときを不充分として「×」、リークがなかったときを充分であるとして「○」として評価した。
【０１５６】
【表１】
2012118261.tif 000003
【０１５７】
表１より、外側電極と内側電極とに印加される電圧の直流成分の差がマイナスである条件のものはいずれも長期にわたってリークが発生しないことが確認された。
【符号の説明】
【０１５８】
１  現像装置
２  トナー担持ローラ
３ａ  内側電極
３ｂ  被給電部
４ａ  外側電極
４ｂ  被給電部
４ｃ  絶縁性粒子
５  絶縁層
６  表層
７  給電ブラシ
８  給電コロ
８’  給電ブラシ
１１  ケーシング
１８  トナー供給ロール
１８’  スポンジローラ
１９  トナー供給スリーブ
２０  マグネットローラ
２５Ａ，２５Ｂ  電源装置
３０  回収機構
３１  回収板
３２  振動子
３４  回収ローラ
３５  クリーニングブレード
３６  ブラシローラ
３７  フリッカー
３８  吸引ノズル
３９  シール
４０  吸引ポンプ
４１  ダクト
４２  現像前対向電極
４３  現像前回収バイアス電源
４９  感光体
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１５９】
【特許文献１】特開２００７−１３３３８８号公報
【特許文献２】特開２００８−１１６５９９号公報
【特許文献３】特公平１−３１６１１号公報
【特許文献４】特開２０１０−１６４９３２号公報
【図１】
2012118261.tif 000004
【図２】
2012118261.tif 000005
【図３】
2012118261.tif 000006
【図４】
2012118261.tif 000007
【図５】
2012118261.tif 000008
【図６】
2012118261.tif 000009
【図７】
2012118261.tif 000010
【図８】
2012118261.tif 000011
【図９】
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【図１０】
2012118261.tif 000013
【図１１】
2012118261.tif 000014
【図１２】
2012118261.tif 000015
【図１３】
2012118261.tif 000016
【図１４】
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【図１５】
2012118261.tif 000018
【図１６】
2012118261.tif 000019
【図１７】
2012118261.tif 000020
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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