(57)【要約】【課題】トナー飛散の発生を防止することができるホッピング方式の現像装置１を提供する。【解決手段】自らの表面上でトナー粒子をホッピングさせるための複数の電極を具備するトナー担持ローラ２により、感光体上の静電潜像を現像する現像装置１において、トナー担持ローラ２の表面上のホッピングトナー層Ｌｔをトナー担持ローラ２の回転に伴ってケーシング１１の外からケーシング１１内に進入させ始める位置であるケーシング入口Ｅにて、ケーシング１１内に進入した直後、トナー担持ローラ２表面に対して所定の入口間隙を介して対向するように配設され、ホッピングトナー層Ｌｔをトナー担持ローラ２の表面に向けて静電的に押さえ付けるための電圧である押さえ付け電圧が印加される入口対向部材１２を設けた。【選択図】図１１
2013231914.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自らの表面に担持したトナー中のトナー粒子をホッピングさせるための複数の電極を具備するトナー担持体と、内部に収容している前記トナー担持体の無端移動する表面における無端移動方向の一部領域を外部に露出させて画像形成装置の潜像担持体に直接対向させるための開口を具備するケーシングとを有し、前記トナー担持体の表面上でホッピングさせているトナー粒子を前記表面の無端移動に伴って前記表面と前記潜像担持体とが直接対向する現像領域に搬送して前記潜像担持体の潜像に付着させることで前記潜像を現像する現像装置において、
無端移動に伴って前記現像領域を通過した後の前記表面が、前記開口の内壁と所定の間隙を介して対向した状態で前記ケーシング内に進入する位置であるケーシング入口の付近にて、少なくとも、ケーシング内に進入する直前、あるいは、ケーシング内に進入した直後、の前記表面に対して所定の間隙を介して対向するように配設され、前記表面上でホッピングしている複数のトナー粒子からなるホッピングトナー層を前記表面に向けて静電的に押さえ付けるための電圧である押さえ付け電圧が印加される入口対向部材を設けたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１の現像装置において、
前記トナー担持体の表面と前記入口対向部材との間に形成される間隙を前記表面の移動方向下流側に向かうにつれて小さくしたことを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１の現像装置において、
前記入口対向部材を、少なくとも、前記押さえ付け電圧が印加される電極と、該電極の表面上に被覆された絶縁層又は高電気抵抗層とで構成したことを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項３の現像装置において、
前記絶縁層又は前記高電気抵抗層の厚みを前記トナー担持体の表面の移動方向下流側にむかうにつれて小さくしたことを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項３又は４の現像装置において、
前記入口対向部材の電極を前記トナー担持体の表面の移動方向に沿って複数並べて配設したことを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかの現像装置において、
前記入口対向部材における前記トナー担持体との対向面に、前記トナー担持体の表面移動方向に沿って並ぶ複数の溝を設けたことを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れかの現像装置において、
前記入口対向部材における前記トナー担持体との対向面を、トナーとの摩擦によってトナーを正規帯電極性に帯電させる材料で構成したことを特徴とする現像装置。
【請求項８】
潜像を担持する潜像担持体と、前記潜像担持体に担持される潜像を現像する現像手段とを備える画像形成装置において、
前記現像手段として、請求項１乃至７の何れかの現像装置を用い、
且つ、前記トナー担持体の表面上のトナー粒子をホッピングさせるために前記トナー担持体に具備される複数の電極に印加される電圧、及び、前記押さえ付け電圧、を出力する電源を設けた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、トナー担持体の表面上でホッピングさせたトナー粒子を潜像担持体の潜像に付着させて潜像を現像する現像装置や、これを用いる画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の現像装置としては、特許文献１に記載のものが知られている。この現像装置は、周方向に所定のピッチで配設された複数の電極を具備する筒状のトナー担持体を有している。これら電極は、互いに隣り合う二つの電極からなる電極対が繰り返し配設されたものである。それぞれの電極対における二つの電極の間には交番電界が形成される。これにより、電極対における一方の電極の上から浮上させたトナー粒子を他方の電極の上に着地させた後、他方の電極の上から浮上させたトナー粒子を一方の電極の上に着地させるといったトナー粒子のホッピングを発生させる。
【０００３】
回転可能に構成された筒状のトナー担持体の大部分は現像装置のケーシング内に収容されているが、その周面における一部領域はケーシングに設けられた開口を通じて外部に露出して潜像担持体たる感光体に直接対向している。ケーシング内に収容されているトナー粒子は、トナー供給ローラによってトナー担持体の表面に供給された後、トナー担持体の表面上でホッピングを繰り返す。そして、トナー担持体の回転に伴ってケーシング内から外に出た後、トナー担持体と感光体とが対向する現像領域まで搬送される。現像領域では、感光体の潜像の近傍まで浮上したトナー粒子が、トナー担持体の電極に向けて下降することなく、潜像による電界に引かれて潜像に付着する。これにより、感光体上の潜像が現像されてトナー像になる。
【０００４】
このようにトナー担持体の表面上でホッピングさせているトナー粒子を現像に寄与させる方式では、トナー担持体の表面や磁性キャリアに付着させているトナー粒子を現像に寄与させる方式に比べて、感光体における潜像と地肌部との電位差を小さくすることができる。例えば、後者の方式（以下、付着方式という）では、感光体における潜像と周囲の地肌部とに少なくとも数百［Ｖ］の電位差を設ける必要がある。これに対し、前者の方式（以下、ホッピング方式という）では、周囲の地肌部との電位差が僅かに数十［Ｖ］である潜像に対してトナー粒子を選択的に付着させることも可能である。
【０００５】
現像領域で潜像の現像に寄与しなかったトナー粒子は、トナー担持体の回転に伴って現像領域を通過した後、現像領域よりも下流側でケーシングの開口の内壁とトナー担持体が間隙を介して対向しているケーシング入口を経由してケーシング内に戻る。従来の付着方式の現像装置においては、ケーシング内からケーシング入口を経由したケーシング外へのトナーの逆流によるトナー飛散を防止するために、ケーシング入口における前述の間隙を塞ぐ入口シールを設けるのが一般的である。入口シールは、ケーシングによって片持ち支持された状態で自由端をトナー担持体の表面上のトナー層に接触させて前述の間隙を塞いでいる。上述した付着方式の現像装置では、入口シールの自由端をトナー層に接触させても、トナー担持体の表面に対してトナー粒子を大きな付着力で付着させているので、入口シールの自由端によってトナーをトナー層から掻き取ってしまうことがない。
【０００６】
ところが、ホッピング方式では、トナー担持体の表面上でホッピングさせているトナー粒子とトナー担持体の表面との間に付着力を殆ど作用させていない。このため、トナー担持体の表面上のホッピングトナー層に入口シールの自由端を接触させると、トナー粒子を入口シールで堰き止めてしまうことから、トナー飛散の発生を却って助長してしまう。そこで、特許文献１に記載の現像装置では、入口シールを設けないか、あるいは、入口シールの自由端をトナー担持体の表面から離間させることで、トナー飛散の発生を抑えるようになっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、入口シールを設けない場合には、ケーシング内のトナー粒子をケーシング入口における上記間隙からケーシング外に飛散させてしまうため、トナー飛散を防止することができなくなってしまう。また、入口シールを設けた場合であっても、ケーシング内のトナー粒子を入口シールの自由端とトナー担持体の表面との間隙からケーシング外に飛散させてしまうため、トナー飛散を防止することができなくなってしまう。
【０００８】
本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、トナー飛散の発生を防止することができるホッピング方式の現像装置や、これを用いる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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、自らの表面に担持したトナー中のトナー粒子をホッピングさせるための複数の電極を具備するトナー担持体と、内部に収容している前記トナー担持体の無端移動する表面における無端移動方向の一部領域を外部に露出させて画像形成装置の潜像担持体に直接対向させるための開口を具備するケーシングとを有し、前記トナー担持体の表面上でホッピングさせているトナー粒子を前記表面の無端移動に伴って前記表面と前記潜像担持体とが直接対向する現像領域に搬送して前記潜像担持体の潜像に付着させることで前記潜像を現像する現像装置において、無端移動に伴って前記現像領域を通過した後の前記表面が、前記開口の内壁と所定の間隙を介して対向した状態で前記ケーシング内に進入する位置であるケーシング入口の付近にて、少なくとも、ケーシング内に進入する直前、あるいは、ケーシング内に進入した直後、の前記表面に対して所定の間隙を介して対向するように配設され、前記表面上でホッピングしている複数のトナー粒子からなるホッピングトナー層を前記表面に向けて静電的に押さえ付けるための電圧である押さえ付け電圧が印加される入口対向部材を設けたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明において、ケーシング内で気流に乗るなどしてケーシング入口に向けて運ばれてくるトナー粒子は、ケーシング外に出る前に、入口対向部材とトナー担持体との間隙（以下、入口間隙という）を通過する必要がある。この入口間隙においては、入口対向部材に対して押さえ付け電圧が印加されることで、入口対向部材の表面上に押さえ付け電界が形成される。この押さえ付け電界は、トナー担持体の表面とともに移動するホッピングトナー層をトナー担持体の表面に向けて押さえ付けるための電界である。また、トナー担持体の複数の電極に対してホッピング用の電圧が印加されることで、トナーをホッピングさせるためのホッピング用電界がトナー担持体の表面上に形成される。ホッピング用電界によってトナー担持体の表面上に形成されるホッピングトナー層は、トナー担持体の表面とともに入口間隙に進入すると、押さえ付け電界の作用によって通常よりも厚みが低減される。このようにして厚みが低減されたホッピングトナー層と、入口対向部材との間には、トナー粒子の存在しない空間が形成される。この空間は押さえ付け電圧が印加される入口対向部材の表面の近傍に存在しているため、空間内では押さえ付け電界が強く作用する。気流などによってケーシング内から入口間隙に運ばれてきたトナー粒子が、押さえ付け電界の作用によって薄厚になっているホッピングトナー層の中に進入すると、トナー担持体の表面上のホッピング用電界に強く拘束されながらホッピングするようになって、他のトナー粒子とともにホッピングトナー層を構成するようになる。また、入口間隙に運ばれてきたトナー粒子が薄厚のホッピングトナー層ではなく、その上の空間に進入した場合には、空間内に強く作用している押さえ付け電界によってホッピングトナー層に強制的に押し付けられる。そして、ホッピングトナー層の中に取り込まれて、他のトナー粒子とともにホッピングトナー層を構成するようになる。他のトナー粒子とともにホッピングトナー層を構成するようになったトナー粒子は、トナー担持体の表面に追従してケーシング内に逆戻りする。この逆戻りにより、入口シールを設けなくても、ケーシング入口を通じたケーシング内から外へのトナー粒子の飛散を防止することが可能である。あるいは、入口シールを設けたとしても、入口シールの自由端をトナー担持体の表面上のホッピングトナー層に接触させることなく、ケーシング入口を通じたケーシング内から外へのトナー粒子の飛散を防止することが可能である。このため、入口シールの自由端でトナー粒子を堰き止めることによるトナー飛散を発生させることがない。以上のように、ケーシング入口を通じたケーシング内から外へのトナー飛散を防止し、且つ、入口シールの自由端でトナー粒子を堰き止めることによるトナー飛散を回避することで、トナー飛散の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係る複写機の概略構成を示す概略構成図。
【図２】同複写機の画像形成部に具備される中間転写ベルト及び作像ユニットを示す概略構成図。
【図３】同画像形成部における４つの作像ユニットのうちの１つを拡大して示す拡大構成図。
【図４】同作像ユニットの現像装置を拡大して示す拡大説明図。
【図５】同現像装置のトナー担持ローラを示す斜視図。
【図６】同トナー担持ローラの横断面を部分的に示す部分横断面図。
【図７】同トナー担持ローラの電極配置を平面的に展開した平面展開図。
【図８】同トナー担持ローラの第１電極に印加される第１電圧や、第２電極に印加される第２電圧の波形の第１例を示す波形図。
【図９】同第１電圧や同第２電圧の波形の第２例を示す波形図。
【図１０】同第１電圧や同第２電圧の波形の第３例を示す波形図。
【図１１】同現像装置におけるケーシング入口の付近を部分的に拡大して示す部分拡大構成図。
【図１２】同現像装置の変形例を示す拡大構成図。
【図１３】第１実施例に係る複写機の現像装置における入口間隙の付近を部分的に拡大して示す部分拡大構成図。
【図１４】第２実施例に係る複写機の現像装置における入口間隙の付近を部分的に拡大して示す部分拡大構成図。
【図１５】第３実施例に係る複写機の現像装置における入口間隙の付近を部分的に拡大して示す部分拡大構成図。
【図１６】第４実施例に係る複写機の現像装置における入口間隙の付近を部分的に拡大して示す部分拡大構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式の複写機の一実施形態について説明する。
図１は、複写機１００の概略構成を示す概略構成図である。また、図２は、複写機１００の画像形成部に具備される中間転写ベルト４８及び作像ユニットを示す概略構成図である。これらの図において、複写機１００の画像形成部は、無端状の中間転写ベルト４８や、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（黒）のトナー像を作像するための４つの作像ユニットなどを備えている。それぞれの作像ユニットは、潜像担持体たる感光体４９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋと、感光体表面に形成された静電潜像を現像する現像装置１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋと、感光体表面を一様に帯電させる帯電装置４１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋと、感光体表面をクリーニングするクリーニング装置４４Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋとを有している。なお、各装置や部材の符号の末尾に付されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋという添字は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の装置や部材であることを示すものである。
【００１３】
無端状の中間転写ベルト４８は、そのループ内側に配設された複数の支持ローラに掛け渡されることでテンション張架されており、少なくとも何れか１つの支持ローラの回転駆動によって図中反時計周り方向に無端移動せしめられる。
【００１４】
Ｙトナー像をＹ用の感光体４９Ｙに形成する場合、まず、回転駆動されるＹ用の感光体４９Ｙの表面をＹ用の帯電装置４１Ｙによって一様に帯電せしめる。帯電処理がなされたＹ用の感光体４９Ｙの表面部分には、潜像形成手段としての光書込ユニット４２によって、Ｙ用の画像情報に応じた光走査がなされる。これにより、Ｙ用の感光体４９Ｙの表面にＹ用の静電潜像が形成される。Ｙ用感光体４９Ｙの表面上に形成された静電潜像は、Ｙ用の現像装置１Ｙと対向する現像領域でＹトナーが供給されることで、Ｙトナー像に現像される。Ｍ，Ｃ，Ｋ用の感光体４９Ｍ，Ｃ，Ｋの表面上にも、同様のプロセスによってＭ，Ｃ，Ｋトナー像が形成される。
【００１５】
このようにして、中間転写ベルト４８のおもて面には、中間転写ベルト４８の下方に配設されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の感光体４９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋが当接してＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の１次転写ニップを形成している。Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の１次転写ニップの裏側では、ベルトループ内側に配設された１次転写ローラ４３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋが中間転写ベルト４８をＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の感光体４９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに向けて押圧している。１次転写ローラ４３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋには、それぞれ図示しない電源から出力される１次転写バイアスが印加されている。これにより、１次転写ローラ４３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋと感光体４９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋとの間には、トナーを感光体側からローラ側に静電移動させる１次転写電界が形成されている。
【００１６】
感光体４９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上に形成されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の１次転写ニップにて、１次転写電界やニップ圧の作用によって中間転写ベルト４８のおもて面に重ね合わせて１次転写される。これにより、中間転写ベルト４８上には、４色重ね合わせトナー像が形成される。中間転写ベルト４８に１次転写されずに感光体４９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの表面上に残留したＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナーは、クリーニング装置４４Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋによって感光体表面上から除去される。
【００１７】
中間転写ベルト４８の図中右側方には、２次転写対向ローラが配設されている。この２次転写対向ローラは、中間転写ベルト４８のおもて面に当接して２次転写ニップを形成している。そして、２次転写ニップの裏側では、ベルトループ内側に配設された２次転写ローラ４５が中間転写ベルト４８を２次転写対向ローラに向けて押圧している。この２次転写ローラ４５には、図示しない電源から出力される２次転写バイアスが印加されている。これにより、２次転写ローラ４５と２次転写対向ローラとの間には、ベルト上のトナー像を２次転写ローラ４５側から２次転写対向ローラ側に静電移動させる２次転写電界が形成されている。
【００１８】
２次転写ニップの下方には、レジストローラ対が配設されており、給紙カセットから供給されてくる記録シートを、中間転写ベルト４８上の４色重ね合わせトナー像に同期させるタイミングで２次転写ニップに向けて送り出す。２次転写ニップ内では、ベルト上の４色重ね合わせトナー像が２次転写電界やニップ圧の作用によって記録シートの表面に２次転写される。これにより、記録シートにはフルカラー画像が形成される。
【００１９】
フルカラー画像が形成された記録シートは、２次転写ニップから排出された後、定着装置４６内に送り込まれる。そして、定着装置４６内でフルカラー画像の定着処理が施された後、排紙ローラ対を経由して機外へと排出される。
【００２０】
実施形態に係る複写機では、４つの作像ユニットを中間転写ベルト４８に対してその移動方向に沿って並べて対向させたタンデム型の構成を採用しているが、本発明はタンデム型とな異なる方式の画像形成装置にも適用が可能である。例えば、一つの潜像担持体上に各色トナー像を順番に形成し、各トナー像を中間転写体上に重ねて転写することで中間転写体上にカラートナー像を形成する方式や、１つの潜像担持体上で各色トナー像を互いに重ね合わせて形成し、その重ね合わせトナー像を中間転写体や記録材上に直接転写する方式などであってもよい。
【００２１】
次に、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の作像ユニットにおける現像装置１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの構成及び動作について説明する。なお、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の作像ユニットやユニットを構成する各種装置は、使用するトナーの色が異なる点の他は、互いにほぼ同じ構成であるので、以下、説明文や図面において、符号の末尾に添えるＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋという添字を省略して説明する。
【００２２】
図３は、４つの作像ユニットのうちの１つを拡大して示す拡大構成図である。また、図４は、作像ユニットの現像装置１を拡大して示す拡大説明図である。実施形態に係る現像装置１に使用されるトナーは、重合法によって作成されたものであり、平均粒径が５．２［μｍ］であり、円形度が０．９８であり、安息角が３３［°］であり、且つ外添剤としてチタン酸ストロンチウムを含有している。
【００２３】
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（矢印Ａ方向）に回転駆動される。感光体４９の図中左側方には、トナー担持体たるトナー担持ローラ２を有する現像装置１が配設されている。現像装置１は、ケーシング１１の内部に、図中反時計回り方向（矢印Ｃ方向）に回転駆動されるパドルスクリュー１４を具備したトナー収容部１５を有している。このトナー収容部１５には、マイナス帯電性のトナーが収容されている。
【００２４】
トナー収容部１５に収容されているトナーは撹拌パドルであるパドルスクリュー１４により、トナー供給ローラ１８に受け渡される。トナー供給ローラ１８は、トナー担持体たるトナー担持ローラ２に接触して供給ニップを形成した状態で、図中反時計回り方向（矢印Ｄ方向）に回転駆動される。供給ニップでは、図中反時計回り方向に回転駆動されるトナー供給ローラ１８の表面と、図中反時計回り方向（図中矢印Ｂ方向）に回転駆動されるトナー担持ローラ２の表面とが互いにカウンター方向に移動しながら摺擦する。そして、供給ニップの入口では、トナー担持ローラ２の表面上のトナーがトナー供給ローラ１８によって掻き取られてトナー供給ローラ１８表面に回収される。また、供給ニップの出口付近では、トナー供給ローラ１８の表面上のトナーがトナー担持ローラ２の表面に供給される。このように、トナー供給ローラ１８は、トナー担持ローラ２の表面上からトナーを回収する役割と、トナー担持ローラ２の表面にトナーを供給する役割とを担っているが、それぞれを別々の部材に行わせてもよい。また、トナー供給ローラ１８からトナー担持ローラ２へのトナーの供給を良好に行わせるために、両ローラに電位差を設けてもよい。
【００２５】
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（図４の１１ａ）から外周面の一部を露出させている。この露出箇所では、トナー担持ローラ２の表面が感光体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とが対向している領域が、複写機１００の作像装置における現像領域αとなっている。
【００２６】
トナー供給ローラ１８からトナー担持ローラ２にトナーが供給される際に、トナーはトナー担持ローラ２及びトナー供給ローラ１８との摩擦により帯電される。トナー担持ローラ２の表面上に供給されて帯電したトナーは、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の回転に伴って規制ブレード２３との対向領域（規制領域）へ搬送される。
【００２７】
トナー供給ローラ１８に代えて、無端ベルト状のトナー供給ベルトを採用してもよい。また、トナー担持ローラ２に代えて、無端ベルト状のトナー担持ベルトを採用してもよい。
【００２８】
規制ブレード２３は、リン青銅やＳＵＳまたは弾性ゴム等の材料で板状に形成されたものをケーシング１１に片持ち支持し、その自由端部をトナー担持ローラ２の外周面に対して１０［Ｎ／ｍ］以上、１００［Ｎ／ｍ］以下の範囲内の当接圧力で当接している。かかる構成に限らず、例えばローラ状の層厚均一化部材などを使用してもよい。
【００２９】
トナー担持ローラ２に担持されたトナーは、トナー担持ローラ２の外周面と規制ブレード２３との間に挟まれながら規制領域を通過することにより、所望の層厚にトナー層が均一化されるとともに、摩擦によって帯電が助長される。
【００３０】
トナー担持ローラ２の表面上でホッピングしながら規制領域αに進入する直前のトナーの帯電量や密度が適切であると、現像領域αでのトナー飛散や地肌汚れが少なくて済む。規制ブレード２３による層厚が規制された後のトナーは、帯電量が１０［μＣ／ｇ］以上、６０［μＣ／ｇ］以下の範囲であることが好ましい。また、密度が０．３［ｍｇ／ｃｍ２］以上、１．０［ｍｇ／ｃｍ２］以下の範囲であることが好ましい。
【００３１】
トナー担持ローラ２の回転駆動に伴って規制領域を通過したトナーは、トナー担持ローラ２の表面上でホッピングしながら、トナー担持体ローラ２の回転に伴って現像領域αへ搬送される。現像領域αでは、トナー担持ローラ２の平均表面電位と感光体４９の静電潜像との電位差に応じた現像電界の作用により、トナー担持ローラ２上のトナーが感光体４９の表面上の静電潜像に転移して静電潜像を現像する。現像領域αで感光体４９の静電潜像に転移せずにトナー担持ローラ２上に残ったトナーは、トナー担持ローラ２の回転に伴って現像装置１内に戻される。
【００３２】
現像領域αを通過して現像装置１内に戻ったトナーは、回収ローラとして機能するトナー供給ローラ１８で回収された後、トナー収容部１５に戻される。トナー担持ローラ２上のトナーはホッピングしていることから、トナー担持ローラ２に対してごく僅かな付着力しか発揮しないので、トナー供給ローラ１８によって容易に回収される。現像装置１においては、トナーがトナー収容部１５からトナー供給ローラ１８を介してトナー担持ローラ２に供給されてから現像領域αを通過した後、トナー担持ローラ２からトナー供給ローラ１８を介してトナー収容部１５に戻されるという一連のプロセスを繰り返す。これにより、動作中の現像装置１においては、トナー担持ローラ２上には、ホッピングしている複数のトナー粒子によるホッピングトナー層が常に形成されている。
【００３３】
次に、トナー担持ローラ２の具体的な構成について説明する。図５は、トナー担持ローラ２を示す斜視図である。また、図６は、トナー担持ローラ２の横断面を部分的に示す部分横断面図である。また、図７は、トナー担持ローラ２の電極配置を平面的に展開した平面展開図である。
【００３４】
トナー担持ローラ２は、ローラ周方向に並ぶ複数の電極対を有しており、それら電極対は、ローラ軸線方向に延在する第１電極３ｃと、ローラ軸線方向に延在する第２電極４ｃとで構成されている。第１電極３ｃと第２電極４ｃとは、互いに所定の間隔をおいた状態で、周方向に交互に配設されている。複数の第１電極３ｃは、それぞれローラ軸線方向の一端部に配設された円盤状の第１フランジ３ｄに接触していることで互いに導通している。また、複数の第２電極４ｃは、それぞれローラ軸線方向の他端部に配設された円盤状の第２フランジ４ｄに接触していることで互いに導通している。
【００３５】
第１電極３ｃや第２電極４ｃは、筒状に形成された絶縁性の支持基板７上に形成されたものであり、支持基板７やそれら電極の上には、有機性又は無機性の絶縁性材料からなる表層６が被覆されている。図６において、各電極（第１電極３ｃ及び第２電極４ｃ）から延びる線は、各電極（第１電極３ｃ及び第２電極４ｃ）に電圧を印加するための導電線を示しており、本例では各フランジ（第１フランジ３ｄ及び第２フランジ４ｄ）がこの導電線の役割を担っている。第１フランジ３ｄには、図示しない摺擦接点を介して第１電源２５Ａが接続されている。また、第２フランジ４ｄには、図示しない摺擦接点を介して第２電源２５Ｂが接続されている。これにより、複数の第１電極３ｃは、それぞれ第１フランジ３ｄと摺擦接点とを介して第１電源２５Ａに接続された状態になっている。また、複数の第２電極４ｃは、それぞれ第２フランジ４ｄと摺擦接点とを介して第２電源２５Ｂに接続された状態になっている。
【００３６】
トナー担持ローラ２の支持基板７としては、樹脂等の絶縁性材料からなるもの、あるいはＳＵＳ等の導電性材料からなる基板にＳｉＯ2等の絶縁膜を成膜したものが用いられている。第１電極３ｃ及び第２電極４ｃは、支持基板７上に、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｉ−Ｃｒ等の導電性材料からなる０．１〜１０［μｍ］の厚さ、好ましくは０．５〜２．０［μｍ］の厚さの膜が、フォトリソグラフィー法などの技術等によって所定の電極形状にパターニングされたものである。
【００３７】
トナー担持ローラ２上の電極幅Ｌ及び電極間隔Ｒは、トナーのホッピング効率に大きく影響する。なお、電極ピッチＰは、Ｐ＝Ｒ＋Ｌで定義される。トナー担持ローラ２の周面における全域のうち、第１電極３ｃと第２電極４ｃとの間の領域に存在するトナー粒子は、第１電極３ｃと第２電極４ｃとの間をほぼ一直線状に結ぶ電気力線に沿ってホッピングする。これに対し、第１電極３ｃ上又は第２電極４ｃ上に存在しているトナー粒子は、それら電極の間を放物線状の軌道で結ぶ電気力線に沿ってホッピングする。電極幅Ｌが広すぎると、電極の幅方向の中央付近に形成される電界の強度が十分でなくなって、トナーが電極に付着したままになることから、ホッピング効率が低下する。
【００３８】
電極間隔Ｒは、電極に印加される電圧とともに電極間の電界強度を決定する因子となり、電圧が一定であれば、電極間隔Ｒが狭くなるほど電界強度が強くなってホッピングの初速が増加する。この一方で、電極間隔Ｒが狭くなるほど、トナー粒子のホッピングによる電極間移動時間が短くなることから、トナー粒子と電極とを互いに付着させている時間が長くなる。但し、電極間隔Ｒをかなり狭くした場合であっても、後述するパルス電圧の周波数を高くすることで、前述の時間を短くすることが可能である。以上の点を考慮して、低電圧で効率よくトナー粒子をホッピングさせるための適正な電極間隔Ｒを設定することが望ましい。
【００３９】
電極表面を覆う表面保護層である表層６の厚さもトナー担持ローラ２の表面上に形成される電界の強度に影響を与える。特に、電界における法線方向の静電気力に大きな影響を与える。したがって、トナー粒子を低電圧で効率良くホッピングさせるためには、トナー担持ローラ２の電極幅Ｌ、電極間隔Ｒ、表層６の厚さなどを適正に設定する必要がある。実施形態に係る複写機では、電極幅Ｌをトナー平均粒径の１倍以上２０倍以下に設定し、且つ、電極間隔Ｒもトナー平均粒径の１倍以上２０倍以下に設定している。
【００４０】
表層６の材料としては、例えば、ＳｉＯ2、ＢａＴｉＯ2、ＴｉＯ2、ＴｉＯ4、ＳｉＯＮ、ＢＮ、ＴｉＮ、Ｔａ2Ｏ5等を例示することができる。また、表層６の厚さは、０．５〜３０［μｍ］、好ましくは０．５〜３［μｍ］がよい。
【００４１】
ＳｉＯ2等からなる表層６の上に、ポリカーボネートなどの有機材料からなる最上層を被覆しても良い。ジルコニア、あるいは二成分現像剤のキャリアのコート材料として一般的に使われる材料、例えばシリコーン系樹脂を選択することもできる。表層６の材料は、絶縁性、耐久性、トナー担持ローラ自体の製法、及び使用するトナーとの帯電列などに基づいて適宜選択される。
【００４２】
なお、Ａ４サイズ紙の需要が高まっている近年においては、トナー担持ローラ２として、軸線方向の長さが少なくともＡ４サイズの短手方向長さ（２１０ｍｍ）以上であるものものを用いる必要があり、このような大きさのトナー担持ローラ２において各電極をファインピッチで形成する必要がある。
【００４３】
トナー担持ローラ２の製法について、いくつかの例を挙げて説明する。
第一の製法例は、支持基板７としてフレキシブル基板からなるものを用い、それに電極パターンを形成したものをドラム状支持体に巻きつけてトナー担持ローラ２を得る方法である。支持基板７として、厚さ２０〜１００［μｍ］のポリイミドフィルムからなるフレキシブルなものを用い、その上にＣｕ、Ａｌ、Ｎｉ−Ｃｒ等からなる厚さ０．１〜０．３［μｍ］の導電性膜を蒸着法などによって形成する。幅３０〜６０ｃｍ程度の導電性膜であれば、ロール・トゥ・ロールの装置によって形成することが可能であり、量産性が非常に高まる。
【００４４】
前述した蒸着法の具体例としては、スパッタ法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法、イオンビーム法、等を例示することが可能である。例えば、スパッタ法で導電性膜を形成する場合において、ポリイミドとの密着性を向上させるために、Ｃｒ膜を介在させても良いし、プラズマ処理やプライマー処理によっても密着性を向上させることができる。
【００４５】
蒸着法とは異なる工法としては、電着法を例示することが可能である。電着法を用いる場合、フレキシブルな支持基板７の上に、まず、無電解メッキによって導電性膜を形成する。塩化スズ、塩化鉛、塩化ニッケルに順次浸漬して下地電極を形成した後、ニッケル電解液中で電解メッキを行って厚み１〜３［μｍ］程度の導電性膜をロール・トゥ・ロールで製造することが可能である。
【００４６】
フレキシブルな支持基板７の表面上に導電性膜を形成したら、それに対してレジスト塗布、フォトリソグラフィー、エッチングなどを施して、１つの導電性膜を複数の電極の形状にパターンニングする。厚さ１〜３［μｍ］程度の導電性膜であれば、フォトリソグラフィーやエッチング処理により、幅５〜１０［μｍ］程度のファインピッチな電極にパターンニングすることが可能である。
【００４７】
電極をパターンニングしたら、ＳｉＯ２、ＢａＴｉＯ２、ＴｉＯ２等の材料からなる厚さ０．５〜２［μｍ］程度の表層６をスパッタ等によって形成する。或いは、ＰＩ（ポリイミド）をロールコータやその他のコーティング装置によって２〜５［μｍ］程度の厚みで塗布した後、ベークすることで表層６を得る。ＰＩのままで支障を生じる場合には、スパッタ等により、ＳｉＯ２やその他無機材料からなる表面膜を０．１〜０．５［μｍ］程度の厚みで更に形成すればよい。また、ＳｉＯ２等の上にポリカなどの有機材料をコートしても良い。ジルコニア、あるいは二成分現像剤のキャリアのコート材料として一般的に使われる材料、例えばシリコーン系樹脂を選択することもできる。
【００４８】
以上のようにして、フレキシブルな支持基板７、電極パターン、及び表層６を具備するフレキシブル回路基板を得たら、それをドラム状支持体に貼り付けてトナー担持ローラ２を得る。
【００４９】
第二の製法例は、以下の通りのものである。即ち、支持基板７として、銅やステンレス等からなる厚さ１０〜２０［μｍ］の導電性膜に対して、ポリイミドを２０〜１００［μｍ］の厚みでベークすることでフレキシブルな支持基板７を形成する。その後、導電性膜をフォトリソグラフィーやエッチング処理によって複数の電極にパターンニングする。そして、各電極や支持基板７の無垢の表面に、ポリイミドをコーティングして表層６を形成する。電極の厚みに応じた１０〜１０［μｍ］程度の凹凸が表層６の表面に形成された場合には、平坦化する。例えば、粘度５０〜１００００［ｃｐｓ］、より好ましくは１００〜３００［ｃｐｓ］のポリイミド系材料あるいはポリウレタン系材料をスピンコートして放置することによって、材料の表面張力によって表層６の表面を平坦化することができる。
【００５０】
第三の製法例は、以下の通りのものである。即ち、ステンレスやアルミニウムなどからなる厚さ２０〜３０［μｍ］の金属基材の表面に、ロールコータによってポリイミド５［μｍ］程度の厚みでコーティングして絶縁層を形成する。そして、その絶縁層に対し、例えば１５０℃、３０分のプリベーク、及び３５０℃、６０分のポストベークを施して支持基板７を得る。その後、密着性向上のためのプラズマ処理やプライマー処理を施した後、Ｎｉ−Ｃｒからなる０．１〜０．２［μｍ］の厚みの導電性膜を蒸着し、それに対してフォトリソグラフィーやエッチング処理によるパターンニングを施して複数の電極を得る。さらに、その上に、ＳｉＯ２、ＢａＴｉＯ２、ＴｉＯ２等からなる０．５〜１μｍ程度の厚みの表層６をスパッタによって形成することで、トナー担持ローラ２を得る。ＳｉＯ２等の上にポリカなどの有機材料をコートしても良い。ジルコニア、あるいは二成分現像剤のキャリアのコート材料として一般的に使われる材料、例えばシリコーン系樹脂を選択することもできる。
【００５１】
別の製法例として、導電インクを用いたスクリーン印刷、インクジェットによるプリント、メッキ加工した電極の非電極部をレーザ加工で除去する等を用いて、支持基板７の表面上に電極パターンを形成する方法を用いてもよい。電極パターンおよび表面保護層の作成方法として、これまで説明してものとは異なるものを採用してもよい。
【００５２】
トナー粒子をトナー担持ローラ２の表面上で安定してホッピングさせるためには、相応する大きさ及び強度のホッピング用電界を表面上に形成することが重要となり、そのためには第１電極３ｃと第２電極４ｃとの間の放電を防止する必要がある。
【００５３】
次に、第１電極３ｃや第２電極４ｃに印加する電圧について説明する。
トナー担持ローラ２の第１電極３ｃと第２電極４ｃとの間には、所定の周期で極性が反転する交番電界を形成して両電極間でトナーを往復でホッピング移動させる必要がある。このために、第１電極３ｃと第２電極４ｃとのうち、少なくとも一方に対しては、所定の周期で立ち上がり及び立ち下がりを繰り返すパルス電圧を印加する必要がある。このパルス電圧としては、正弦波、矩形波、三角波など、様々な波形のものを用いることが可能である。
【００５４】
図８は、第１電極（３ｃ）に印加される第１電圧や、第２電極（４ｃ）に印加される第２電圧の波形の第１例を示す波形図である。第１電圧は、第１電源（２５Ａ）から出力されるものである。また、第２電圧は、第２電源（２５Ｂ）から出力されるものである。第１電圧や第２電圧とは、互いに同じ周波数及び振幅で立ち上がり及び立ち下がりを繰り返す矩形波からなるものであるが、立ち上がりや立ち下がりの位相が第１電圧と第２電圧とで互いに逆位相になっている。互いの位相がπだけずれているのである。これにより、第１電極と第２電極との間には、常に第１電圧や第２電圧のピークツウピーク電圧Ｖｐｐと同じ大きさの電位差が発生する。この電位差により、第１電極と第２電極との間には、第１電圧や第２電圧における１周期の半分の時間間隔で極性が反転する交番電界からなるホッピング用電界が形成され、トナー粒子はこのホッピング用電界によって両電極間をホッピングによって往復移動する。
【００５５】
第１電圧や第２電圧のピークツーピーク電圧Ｖｐｐは、１００［Ｖ］以上、２０００［Ｖ］以下の範囲内であるのが好ましい。Ｖｐｐが１００［Ｖ］より小さいと、十分な強度のホッピング用電界を表層６上に形成することができず、トナー粒子を安定してホッピングさせるのが困難となる。一方、Ｖｐｐが２０００［Ｖ］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。実施形態に係る複写機では、ピークツウピーク電圧Ｖｐｐを５００［Ｖ］に設定している。なお、実施形態に係る複写機おいて、第１電圧や第２電圧におけるピークとピークとの中心値Ｖ０は、感光体における静電潜像の非画像部（地肌部）の電位との間の値に設定されている。よって、現像領域αにおいては、ホッピングしているトナー粒子が感光体の静電潜像に付着し、且つ感光体の非画像部に付着しない挙動をとる。
【００５６】
トナー粒子としては、マイナス帯電性のものを用い、中心値Ｖ０については、−３００［Ｖ］に設定している。このため、第１電圧や第２電圧は、−５０［Ｖ］の第１ピークと、−５５０［Ｖ］の第２ピークとの間で振れる電圧である。このような第１電圧や第２電圧は、０［Ｖ］を中心にして−２５０［Ｖ］と＋２５０［Ｖ］との間で振れるピークツウピーク電圧Ｖｐｐが５００［Ｖ］であるパルス電圧に対し、−３００［Ｖ］の直流電圧を重畳することによって得ることが可能である。
【００５７】
第１電圧や第２電圧における周波数ｆについては、０．１［ｋＨｚ］以上、１０［ｋＨｚ］以下に設定することが好ましい。周波数ｆが０．１［ｋＨｚ］より小さいと、トナー粒子のホッピングが現像速度に追いつかなくなるおそれがある。一方、周波数ｆが１０［ｋＨｚ］より大きいと、トナー粒子の移動がホッピング用電界の極性の切り替わりに追従できなくなり、トナー粒子を安定してホッピングさせるのが困難となる。実施形態に係る複写機においては、周波数ｆを５００［Ｈｚ］（０．５［ｋＨｚ］）に設定している。
【００５８】
図９は、第１電圧や第２電圧の波形の第２例を示す波形図である。第２例では、第１電圧が第１例と同様のパルス電圧からなるのに対し、第２電圧が一定の直流電圧からなる。この直流電圧の値は、第１電圧における中心値Ｖ０と同じ値になっている。第１電極と第２電極との電位差は、ピークツウピーク電圧の半分の値になる。よって、第２例におけるピークツウピーク電圧Ｖｐｐの好適な範囲は、第１例の２倍である２００［Ｖ］以上、４０００［Ｖ］以下である。この例によれば、第１電圧と第２電圧との位相差を管理する必要がなくなることから、電源の低コスト化を図ることができる。
【００５９】
図１０は、第１電圧や第２電圧の波形の第３例を示す波形図である。第３例では、第２例とは逆に、第１電圧が直流電圧からなるのに対し、第２電圧がパルス電圧からなる。直流電圧やパルス電圧の特性は、第２例と同様である。
【００６０】
次に、実施形態に係る複写機の特徴的な構成について説明する。
図４において、トナー担持ローラ２の周面の一部領域は、ケーシング１１の開口１１ａを通じてケーシング１１の外に露出して図示しない感光体に直接対向している。開口１１ａの内壁のうち、鉛直方向下方を向いている内壁を構成しているケーシング入口部１１ｂは、その直下に配設されたトナー担持ローラ２の周面のうち、鉛直方向上方を向いている領域と所定の間隙を介して対向している。そして、ケーシング入口部１１ｂにおけるトナー担持ローラ２との対向面には、入口対向部材１２が固定されている。この入口対向部材１２は、トナー担持ローラ２の周方向における全域のうち、現像領域を通過した後、ケーシング入口部１１ｂとトナー担持ローラ２とが対向すするケーシング入口Ｅに進入した直後、の領域に対して所定のギャップＧを介して対向している。入口対向部材１２には、ケーシング入口Ｅにおいてトナー担持ローラ２の表面上でホッピングしている複数のトナー粒子からなるホッピングトナー層をトナー担持ローラ２の表面に向けて静電的に押さえ付けるための電圧である押さえ付け電圧が印加される。
【００６１】
図１１は、現像装置１におけるケーシング入口の付近を部分的に拡大して示す部分拡大構成図である。トナー担持ローラ２の鉛直方向上方には、ケーシング１１のケーシング入口部１１ｂとトナー担持ローラ２とが対向しているケーシング入口が形成されている。また、トナー担持ローラ２の鉛直方向下方には、ケーシング１１の開口１１ａの内壁と、トナー担持ローラ２とが所定の間隙を介して対向するケーシング出口が形成されており、トナー担持ローラ２の表面はこのケーシング出口を経由してケーシング１１内から外部に出て感光体に直接対向する。
【００６２】
ケーシング出口においては、規制ブレード２３がトナー担持ローラ２の周面上のトナー層に接触してその層厚を規制していることから、ケーシング１１内のトナー粒子を外部に漏れ出させる隙間が形成されていない。これに対し、ケーシング入口においては、トナー担持ローラ２の表面と、ケーシング入口部１１ｂとの間に間隙が形成されており、ケーシング１１内のトナー粒子がその間隙を通じて外部に漏れ出す可能性がある。
【００６３】
そこで、実施形態に係る複写機においては、図示のように、ケーシング入口部１１ｂに入口対向部材１２を固定し、この入口対向部材１２に対して押さえ付け電圧を印加している。押さえ付け電圧としては、直流電圧からなるものを採用してもよいし、所定の周期で立ち上がりと立ち下がりとを繰り返すパルス電圧からなるものを採用してもよい。直流電圧の場合には、その極性がトナーの帯電極性と同極性であって、且つその絶対値が上述した第１電圧や第２電圧の中心値Ｖ０の絶対値よりも大きいものを採用する。また、パルス電圧の場合には、そのピークとピークとの間の中心値について、前述の直流電圧と同様の特性を具備させたものを採用する。それら直流電圧やパルス電圧からなる押さえ付け電圧が印加される入口対向部材１２の表面上には、ケーシング入口に存在するトナー粒子を入口対向部材１２側からトナー担持ローラ２側に向けて押さえ付けるための押さえ付け電界が形成される。
【００６４】
一方、トナー担持ローラ２の周面上においては、第１電極（３ｃ）に第１電圧が印加され且つ第２電極（４ｃ）に第２電圧が印加されることで、ローラ周面上のトナー粒子を電極間でホッピングさせるためのホッピング用電界が形成される。ホッピング用電界によってトナー担持ローラ２の表面上に形成されるホッピングトナー層Ｌｔは、トナー担持ローラ２の表面とともに回転移動して、入口対向部材１２とトナー担持ローラ２の表面とがギャップを介して対向している入口間隙に進入する。入口間隙においては、図示のように、押さえ付け電界の作用によって通常よりも厚みが低減される。このようにして厚みが低減されたホッピングトナー層Ｌｔと、入口対向部材１２との間には、トナー粒子の存在しない空間Ｓが形成されている。この空間Ｓは押さえ付け電圧が印加される入口対向部材１２の表面の近傍に存在しているため、空間Ｓ内では押さえ付け電界が強く作用する。
【００６５】
ケーシング１１内のトナー粒子が、図中矢印Ｈで示されるように、気流に乗るなどしてケーシング入口に向けて運ばれたとする。このトナー粒子は、ケーシング１１の外に漏れ出すためには、上述した入口間隙を通過する必要があるが、入口間隙では既に説明したように、入口対向部材１２の表面上に押さえ付け電界が形成されている。入口間隙に運ばれてきたトナー粒子が、押さえ付け電界の作用によって薄厚になっているホッピングトナー層Ｌｔの中に進入すると、トナー担持ローラ２の表面上のホッピング用電界に強く拘束されながらホッピングするようになって、他のトナー粒子とともにホッピングトナー層Ｌｔを構成するようになる。また、入口間隙に運ばれてきたトナー粒子が薄厚のホッピングトナー層Ｌｔではなく、その上の空間Ｓに進入した場合には、空間Ｓ内に強く作用している押さえ付け電界によってホッピングトナー層Ｌｔに強制的に押し付けられる。そして、速やかにホッピングトナー層Ｌｔの中に取り込まれて、他のトナー粒子とともにホッピングトナー層Ｌｔを構成するようになる。他のトナー粒子とともにホッピングトナー層Ｌｔを構成するようになったトナー粒子は、トナー担持ローラ２の表面に追従してケーシング１１内に逆戻りする。この逆戻りにより、入口シールを設けなくても、ケーシング入口を通じたケーシング内から外へのトナー粒子の飛散を防止することが可能である。このため、入口シールの自由端でトナー粒子を堰き止めることによるトナー飛散を発生させることがない。以上のように、ケーシング入口を通じたケーシング内から外へのトナー飛散を防止し、且つ、入口シールの自由端でトナー粒子を堰き止めることによるトナー飛散を回避することで、トナー飛散の発生を防止することができる。
【００６６】
なお、入口シールを設けない構成について説明したが、入口シールを設けた構成についても、本発明の適用が可能である。この場合、入口シールの自由端を、トナー担持ローラ２の表面に対して所定の間隙を介して対向させる。そして、入口シールの自由端に入口対向部材１２を固定し、トナー担持ローラ２の表面に対して所定のギャップを介して対向させることで入口間隙を形成すればよい。かかる構成では、入口シールの自由端をトナー担持ローラ２の表面上のホッピングトナー層に接触させることなく、ケーシング入口を通じたケーシング内から外へのトナー粒子の飛散を防止することが可能である。
【００６７】
また、入口対向部材１２として、層状の構造のものを用いてケーシング入口部１１ｂに固定した例について説明したが、図１２に示されるように、ワイヤー状の入口対向部材１２をケーシング１１内でトナー担持ローラ２の表面に所定のギャップを介して対向させてもよい。
【００６８】
次に、実施形態に係る複写機に、より特徴的な構成を付加した各実施例について説明する。なお、以下に特筆しない限り、各実施例に係る複写機の構成は実施形態と同様である。
［第１実施例］
図１３は、第１実施例に係る複写機の現像装置１における入口間隙の付近を部分的に拡大して示す部分拡大構成図である。第１変形例に係る複写機においては、図示のように、トナー担持ローラ２の表面と入口対向部材１２との間に形成される入口間隙Ｇをローラ表面移動方向下流側に向かうにつれて小さくしている。これにより、入口間隙Ｇにおける最上流側の寸法ＧＬ１は、最下流側の寸法ＧＬ２よりも大幅に大きくなっている。
【００６９】
最上流側の寸法ＧＬ１については、言うまでもなくホッピングトナー層の厚みよりも大きくする必要があるが、トナー担持ローラ２の表面上に存在するトナー粒子の中には、通常よりも過剰に帯電するなどして、ホッピングトナー層の平均的な厚みよりも大きな高さでホッピングするトナー粒子が少なからず発生する。そのようなトナー粒子の入口間隙Ｇ内に確実に取り込むような比較的大きな値に入口間隙Ｇの寸法を一律に設定すると、運搬中など、入口対向部材１２に押さえ付け電圧を印加していないときに、トナー粒子をケーシング１１内から外に飛散させ易くなってしまう。これに対し、第１実施例に係る複写機では、最上流側の寸法ＧＬ１については、過剰に帯電してしまったトナー粒子も間隙Ｇ内に確実に取り込めるような比較的大きな値に設定する一方で、最下流側の寸法ＧＬ２については、押さえ付け電界によって薄層化されたホッピングトナー層を通過させるのに必要なギリギリの小さな値に留めている。これにより、運搬中など、入口対向部材１２に押さえ付け電圧を印加していないときににおけるトナー飛散の発生を抑えることができる。
【００７０】
［第２実施例］
図１４は、第２実施例に係る複写機の現像装置における入口間隙の付近を部分的に拡大して示す部分拡大構成図である。第２変形例に係る複写機においては、図示のように、入口対向部材１２を、少なくとも、押さえ付け電圧が印加される電極１２ａと、電極１２ａにおけるトナー担持ローラ２との対向面に被覆された絶縁性材料からなる絶縁層１２ｂとで構成している。電極１２ａの表面上に絶縁層１２ｂを設けたことで、電極１２ａとトナー粒子との直接接触を回避している。これにより、トナー粒子を電極１２ａに直接接触させることによる電極１２ａからトナー粒子への電荷注入の発生を抑えることができる。
【００７１】
入口対向部材１２とトナー担持ローラ２との間の入口間隙の寸法については、ローラ表面移動方向の位置にかかわらず一定にしている。トナーとして、トナー粒子の帯電量分布が比較的小さなものを用いることで、入口間隙を比較的小さな値に一律に設定しても、殆どのトナー粒子を入口間隙内に進入させることが可能である。
【００７２】
但し、入口間隙の寸法が比較的小さい条件では、次のような理由により、入口間隙に進入する直前のトナー担持ローラ２の表面上に形成されているホッピングトナー層からトナー粒子を飛散させ易くなる。即ち、トナー担持ローラ２の回転に伴って入口間隙に進入した直後のホッピングトナー層に対しては、入口対向部材１２の表面上に形成されている押さえ付け電界を急激に作用させることになる。このとき、押さえ付け電界の強度が比較的大きいと、ホッピングトナー層中のトナー粒子をローラ表面に追従させて移動させることが困難になって、ホッピングトナー層から離脱させて周囲に飛散させ易くなってしまうのである。かかるトナー飛散の発生を抑えるために、押さえ付け電界の強度を比較的小さく設定すると、入口間隙の上記空間Ｓに進入したトナー粒子をホッピングトナー層に向けて十分に押さえ付けることができずに、空間Ｓからケーシング１１外に漏れ出させてしまうおそれがでてくる。
【００７３】
そこで、第２実施例に係る複写機においては、図示のように、絶縁層１２ｂの厚みをトナー担持ローラ２の表面移動方向下流側にむかうにつれて小さくしている。これにより、入口対向部材１２の表面上に形成される押さえ付け電界の強度をローラ表面移動方向下流側に向かうにつれて大きくすることで、最上流側の領域においては、トナー飛散を発生させない程度の比較的小さな値に押さえ付け電界の強度を留めている。また、最下流側の領域においては、ケーシング１１内から空間Ｓに進入したトナー粒子をホッピングトナー層に十分に押さえ付け得る程度の比較的大きな値に押さえ付け電界の強度を設定している。よって、入口間隙に進入した直後のホッピングトナー層中のトナー粒子に対して押さえ付け電界を急激に作用させることに起因するトナー飛散の発生を防止しつつ、トナー粒子に対してごく弱い押さえ付け電界しか作用させないことに起因するトナー飛散の発生を回避することができる。
【００７４】
絶縁層１２ｂは、入口対向部材１２におけるトナー担持ローラ２との対向面を形成している。かかる絶縁層１２ｂとしては、トナー粒子との摩擦によってトナー粒子を正規帯電極性（本例ではマイナス極性）に帯電させる材料で構成している。これにより、ケーシング１１内から入口間隙の空間Ｓに進入したトナー粒子が弱帯電トナー粒子であったとしても、絶縁層１２ｂに接触させてその帯電量を増加させることで、その飛散を確実に防止することができる。
【００７５】
［第３実施例］
図１５は、第３実施例に係る複写機の現像装置における入口間隙の付近を部分的に拡大して示す部分拡大構成図である。第３実施例に係る複写機においては、入口対向部材として、絶縁性基材１２ｃ、電極１２ａ、及び絶縁層１２ｂを具備するものを用いている。電極１２ａは、絶縁性基材１２ｃの表面上において、トナー担持ローラ２の表面移動方向に沿って並ぶように複数形成されている。複数の電極１２ａには、それぞれ異なる値の押さえ付け電圧が印加される。押さえ付け電圧として、直流電圧からなるものを用いる場合には、直流電圧の極性をトナーの帯電極性と同じにし、且つ、直流電圧の絶対値をローラ表面移動方向上流側から下流側にむかうにつれて小さくする。また、押さえ付け電圧として、パルス電圧からなるものを用いる場合には、パルス電圧の中心値Ｖ０について、その絶対値を前述の直流電圧と同じようにローラ表面移動方向上流側から下流側にむかうにつれて小さくする。
【００７６】
かかる構成においても、第２実施例に係る複写機と同様の作用により、入口間隙におけるローラ表面移動方向の最上流側の領域においては、トナー飛散を発生させない程度の比較的小さな値に押さえ付け電界の強度を留めている。また、最下流側の領域においては、ケーシング１１内から空間Ｓに進入したトナー粒子をホッピングトナー層に十分に押さえ付け得る程度の比較的大きな値に押さえ付け電界の強度を設定している。よって、入口間隙に進入した直後のホッピングトナー層中のトナー粒子に対して押さえ付け電界を急激に作用させることに起因するトナー飛散の発生を防止しつつ、トナー粒子に対してごく弱い押さえ付け電界しか作用させないことに起因するトナー飛散の発生を回避することができる。
【００７７】
［第４実施例］
図１６は、第４実施例に係る複写機の現像装置における入口間隙の付近を部分的に拡大して示す部分拡大構成図である。第４実施例に係る複写機においては、入口対向部材として、電極１２ａと、これの表面に被覆された絶縁層１２ｂを具備するものを用いている。絶縁層１２ｂには、トナー担持ローラ２の軸線方向に延在した姿勢でローラ表面移動方向に沿って並ぶ複数の溝１２ｂ−１が設けられている。何らかの突発的な要因により、ケーシング１１内から入口間隙に向かう強い気流が発生しても、その気流は複数の溝１２ｂ−１の側壁にぶつかることで勢いが弱められる。強い気流が多くのトナー粒子を巻き込んで入口間隙に進入した場合であっても、その気流の勢いを複数の溝１２ｂ−１によって弱めることで、それらトナー粒子を確実にホッピングトナー層の中に取り込ませてトナー飛散の発生を防止することができる。なお、複数の溝１２ｂ−１が強い乱流を発生させるおそれがある場合には、溝１２ｂ−１の深さをある程度低くすることで、乱流の発生を抑えることが可能である。
【００７８】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
［態様Ａ］
自らの表面に担持したトナー中のトナー粒子をホッピングさせるための複数の電極を具備するトナー担持体（例えばトナー担持ローラ２）と、内部に収容している前記トナー担持体の無端移動する表面における無端移動方向の一部領域を外部に露出させて画像形成装置の潜像担持体（例えば感光体４９）に直接対向させるための開口（例えば開口１１ａ）を具備するケーシング（例えばケーシング１１）とを有し、前記トナー担持体の表面上でホッピングさせているトナー粒子を前記表面の無端移動に伴って前記表面と前記潜像担持体とが直接対向する現像領域に搬送して前記潜像担持体の潜像に付着させることで前記潜像を現像する現像装置（例えば現像装置１）において、無端移動に伴って前記現像領域を通過した後の前記表面が、前記開口の内壁と所定の間隙を介して対向した状態で前記ケーシング内に進入する位置であるケーシング入口（例えばケーシング入口１１ｂ）の付近にて、少なくとも、ケーシング内に進入する直前、あるいは、ケーシング内に進入した直後、の前記表面に対して所定の間隙を介して対向するように配設され、前記表面上でホッピングしている複数のトナー粒子からなるホッピングトナー層を前記表面に向けて静電的に押さえ付けるための電圧である押さえ付け電圧が印加される入口対向部材（例えば入口対向部材１２）を設けたことを特徴とするものである。
【００７９】
［態様Ｂ］
態様Ｂは、態様Ａにおいて、前記トナー担持体の表面と前記入口対向部材との間に形成される間隙を前記表面の移動方向下流側に向かうにつれて小さくしたことを特徴とするものである。かかる構成では、前記間隙におけるトナー担持体の表面移動方向上流側の領域において、トナー担持体の表面と入口対向部材との距離を比較的広くすることで、トナー担持体の表面上で比較的高くホッピングしてしまったトナー粒子であっても間隙内に捕捉することができる。また、前記間隙におけるトナー担持体の表面移動方向下流側の領域において、トナー担持体の表面と入口対向部材との距離を比較的狭くすることで、ケーシング内から前記間隙へのトナー粒子の逆流を有効に防止することができる。
【００８０】
［態様Ｃ］
態様Ｃは、態様Ａにおいて、前記入口対向部材を、少なくとも、前記押さえ付け電圧が印加される電極と、該電極の表面上に被覆された絶縁層又は高電気抵抗層とで構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、入口対向部材の電極とトナー粒子との直接接触を防止することで、電極からトナー粒子への電荷注入の発生を防止することができる。
【００８１】
［態様Ｄ］
態様Ｄは、態様Ｃにおいて、前記絶縁層又は前記高電気抵抗層の厚みを前記トナー担持体の表面の移動方向下流側にむかうにつれて小さくしたことを特徴とするものである。かかる構成では、トナー担持体の表面と入口対向部材との間隙におけるトナー担持体の表面移動方向上流側の領域において、押さえ付け電界の強度を比較的弱くすることで、上流側の領域でホッピングトナー層に対して押さえ付け電界を急激に作用させることによるトナー飛散の発生を防止することができる。この一方で、下流側の領域においては、押さえ付け電界の強度を比較的強くすることで、トナー粒子に対してごく弱い押さえ付け電界しか作用させないことに起因するトナー飛散の発生を回避することができる。
【００８２】
［態様Ｅ］
態様Ｅは、態様Ｃ又はＤにおいて、前記入口対向部材の電極を前記トナー担持体の表面の移動方向に沿って複数並べて配設したことを特徴とするものである。かかる構成では、入口対向部材における複数の電極のうち、トナー担持体の表面移動方向上流側に配設された電極に対し、比較的低い値の押さえ付け電圧を印加することで、押さえ付け電界の強度を比較的弱くすることができる。この一方で、下流側に配設された電極に対し、比較的高い値の押さえ付け電圧を印加することで、押さえ付け電界の強度を比較的強くすることもできる。
【００８３】
［態様Ｆ］
態様Ｆは、態様Ａ〜Ｅの何れかにおいて、前記入口対向部材における前記トナー担持体との対向面に、前記トナー担持体の表面移動方向に沿って並ぶ複数の溝を設けたことを特徴とするものである。かかる構成では、既に説明したように、強い気流によるトナーのケーシング内から外への逆流をより確実に抑えることができる。
【００８４】
［態様Ｇ］
態様Ｇは、態様Ａ〜Ｆの何れかにおいて、前記入口対向部材における前記トナー担持体との対向面を、トナーとの摩擦によってトナーを正規帯電極性に帯電させる材料で構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、弱帯電トナー粒子を入口対向部材の表面との摺擦によって正規帯電極性に摩擦帯電させることで、弱帯電トナー粒子であってもその逆流をより良好に防止することができる。
【符号の説明】
【００８５】
１：現像装置
２：トナー担持ローラ（トナー担持体）
１１：ケーシング
１１ａ：開口
１１ｂ：ケーシング入口
１２：入口対向部材
１２ａ：電極
１２ｂ：絶縁層
１２ｂ−１：溝
４９：感光体（潜像担持体）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８６】
【特許文献１】特開２００９−１０９８６３号公報
【図１】
2013231914.tif 000003
【図２】
2013231914.tif 000004
【図３】
2013231914.tif 000005
【図４】
2013231914.tif 000006
【図５】
2013231914.tif 000007
【図６】
2013231914.tif 000008
【図７】
2013231914.tif 000009
【図８】
2013231914.tif 000010
【図９】
2013231914.tif 000011
【図１０】
2013231914.tif 000012
【図１１】
2013231914.tif 000013
【図１２】
2013231914.tif 000014
【図１３】
2013231914.tif 000015
【図１４】
2013231914.tif 000016
【図１５】
2013231914.tif 000017
【図１６】
2013231914.tif 000018