(57)【要約】【課題】  現像剤供給部材から現像剤担持体への現像剤の供給を安定的に行い、安定した画像形成を行うことができる画像形成装置を提供する。【解決手段】  本発明は、現像装置を用いて媒体に画像形成を行う画像形成装置に関する。そして、現像装置は、表面に現像剤を担持し、静電潜像担持体に、担持した現像剤を付着させて前記静電潜像を現像する現像剤担持体と、表面に現像剤を付着させ、表面に付着させた現像剤を現像剤担持体に供給する現像剤供給部材と、現像剤供給部材を帯電させるものであって、現像剤供給部材に対向する電極が等間隔で複数形成されている帯電部材とを備え、帯電部材を構成するそれぞれの電極の先端から現像剤供給部材の表面までの電極距離が、帯電部材を構成するそれぞれの電極の間の電極間隔以上となっていることを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に現像剤を担持し、静電潜像を担持する静電潜像担持体に、担持した現像剤を付着させて前記静電潜像を現像する現像剤担持体と、
表面に現像剤を付着させ、表面に付着させた現像剤を前記現像剤担持体に供給する現像剤供給部材と、
前記現像剤供給部材を帯電させるものであって、前記現像剤供給部材に対向する電極が等間隔で複数形成されている帯電部材とを備え、
前記帯電部材を構成するそれぞれの電極の先端から前記現像剤供給部材の表面までの電極距離が、前記帯電部材を構成するそれぞれの電極の間の電極間隔以上となっていること
を特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記帯電部材を構成するそれぞれの電極の先端が成す電極先端角度が５°から１５°となっ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】
前記帯電部材を構成するそれぞれの電極の前記現像剤供給部材への方向の長さが０．５ｍｍ〜３ｍｍとなっていることを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項４】
当該現像装置で現像に用いる現像剤が、導電性を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の現像装置。
【請求項５】
現像装置を用いて媒体に画像形成を行う画像形成装置において、
前記現像装置は、
表面に現像剤を担持し、静電潜像を担持する静電潜像担持体に、担持した現像剤を付着させて前記静電潜像を現像する現像剤担持体と、
表面に現像剤を付着させ、表面に付着させた現像剤を前記現像剤担持体に供給する現像剤供給部材と、
前記現像剤供給部材を帯電させるものであって、前記現像剤供給部材に対向する電極が等間隔で複数形成されている帯電部材とを備え、
前記帯電部材を構成するそれぞれの電極の先端から前記現像剤供給部材の表面までの電極距離が、前記帯電部材を構成するそれぞれの電極の間の電極間隔以上となっていること
を特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記帯電部材にインパルス電圧が印加されていることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は現像装置及び画像形成装置に関し、例えば、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ＦＡＸなどの画像形成装置に適用し得る。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式のプリンタでは、帯電、露光、現像、転写、定着、クリーニングの各プロセスによって画像を形成している。
【０００３】
この内、現像プロセスでは、感光体ドラムに、現像剤担持体としての現像ローラを接触させ、この現像ローラに電圧を印加して、感光体ドラムの静電潜像を現像剤としてのトナー（例えば、非磁性一成分トナー）で現像する接触型の現像装置（感光体ドラムと現像ローラとが接触している現像装置）が、小型化、低価格化の利点から良く使われている。
【０００４】
このような従来の現像装置は、現像剤供給部材としての供給ローラが現像ローラに押圧されているのが一般的であるが、例えば、ローラ回転速度の高速化を図るために、ローラを駆動するトルクを下げ、熱の発生を抑えることが重要である。駆動トルクを低減するための方法としては、特許文献１の記載技術がある。特許文献１では、現像ローラと、表面に凹凸を設けた供給ローラとを非接触に配置した現像装置について記載されていている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２−１０１４８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された現像装置では、供給ローラが現像ローラを押圧しておらず、トナーを摩擦帯電させないので、高濃度の印刷を連続して行った場合には、予備帯電されたトナーを現像ローラに十分供給することができず、印刷濃度の低下や印刷カスレが発生するという問題がある。
【０００７】
そのため、現像剤供給部材から現像剤担持体への現像剤の供給を安定的に行い、安定した画像形成を行うことができる現像装置及び画像形成装置が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の本発明の現像装置は、（１）表面に現像剤を担持し、静電潜像を担持する静電潜像担持体に、担持した現像剤を付着させて前記静電潜像を現像する現像剤担持体と、（２）表面に現像剤を付着させ、表面に付着させた現像剤を前記現像剤担持体に供給する現像剤供給部材と、（３）前記現像剤供給部材を帯電させるものであって、前記現像剤供給部材に対向する電極が等間隔で複数形成されている帯電部材とを備え、（４）前記帯電部材を構成するそれぞれの電極の先端から前記現像剤供給部材の表面までの電極距離が、前記帯電部材を構成するそれぞれの電極の間の電極間隔以上となっていることを特徴とする。
【０００９】
第２の本発明は、現像装置を用いて媒体に画像形成を行う画像形成装置において、（１）前記現像装置は、（１−１）表面に現像剤を担持し、静電潜像を担持する静電潜像担持体に、担持した現像剤を付着させて前記静電潜像を現像する現像剤担持体と、（１−２）表面に現像剤を付着させ、表面に付着させた現像剤を前記現像剤担持体に供給する現像剤供給部材と、（１−３）前記現像剤供給部材を帯電させるものであって、前記現像剤供給部材に対向する電極が等間隔で複数形成されている帯電部材とを備え、（１−４）前記帯電部材を構成するそれぞれの電極の先端から前記現像剤供給部材の表面までの電極距離が、前記帯電部材を構成するそれぞれの電極の間の電極間隔以上となっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、現像剤供給部材から現像剤担持体への現像剤の供給を安定的に行い、安定した画像形成を行うことができる画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態に係る現像装置の概略断面図である。
【図２】第１の実施形態に係る鋸歯電極の一部を拡大して示す平面図である。
【図３】第１の実施形態に係る画像形成装置の概略断面図である。
【図４】第１の実施形態に係る鋸歯電極を構成する電極の形状に関するパラメータの組み合わせ、及び、組み合わせごとの評価結果について説明した説明図である。
【図５】第１の実施形態に係る鋸歯電極の電極幅ｗを変化させた場合に鋸歯電極と現像剤供給ローラとの間に発生する電場強度の分布について示すグラフである。
【図６】第１の実施形態に係る鋸歯電極の電極幅ｗを変化させて印刷を行った場合の印刷品質に関する実験結果を示すグラフである。
【図７】第１の実施形態に係る鋸歯電極の電極先端の角度θの設定可能範囲を示したグラフである。
【図８】第１の実施形態の鋸歯電極の長さｌを変化させた場合の、電極からの距離ごとの電場強度を示したグラフその１（角度θ＝１０°）である。
【図９】第１の実施形態の鋸歯電極の長さｌを変化させた場合の、電極からの距離ごとの電場強度を示したグラフその２（角度θ＝５°）である。
【図１０】第１の実施形態の鋸歯電極の長さｌを変化させた場合の、電極からの距離ごとの電場強度を示したグラフその３（角度θ＝１５°）である。
【図１１】第１の実施形態に係る鋸歯電極の形状を変化させて印刷を行った場合の印刷品質に関する実験を行った結果をしめすグラフである。
【図１２】第１の実施形態に係る鋸歯電極と現像剤供給ローラとの距離を変化させた場合に鋸歯電極と現像剤供給ローラとの間に発生する電場強度の分布について示すグラフ（その１）である。
【図１３】第１の実施形態に係る鋸歯電極と現像剤供給ローラとの距離を変化させた場合に鋸歯電極と現像剤供給ローラとの間に発生する電場強度の分布について示すグラフ（その２）である。
【図１４】第１の実施形態に係る鋸歯電極と現像剤供給ローラとの距離を変化させる場合の条件について示した説明図である。
【図１５】第１の実施形態に係る鋸歯電極と現像剤供給ローラとの間の距離ｄを変化させて印刷を行った場合の印刷品質に関する実験を行った結果を示すグラフである。
【図１６】第２の実施形態に係る現像装置の概略断面図である。
【図１７】第２の実施形態に係るインパルス電源から出力される電圧の波形について示した説明図である。
【図１８】第２の実施形態に係る鋸歯電極に印加するインパルス電圧の振幅を変化させて印刷を行った場合の印刷品質に関する実験を行った結果を示すグラフである。
【図１９】第３の実施形態に係る現像装置で、印加するインパルス電圧の振幅を変化させて印刷を行った場合の印刷品質に関する実験を行った結果を示しグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（Ａ）第１の実施形態
以下、本発明による現像装置及び画像形成装置の第１の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
【００１３】
（Ａ−１）第１の実施形態の構成
図３は、第１の実施形態の画像形成装置１の概略断面図である。
【００１４】
図３に示すように、画像形成装置１には、画像形成部４０、定着装置９（発熱ローラ１０、加熱ヒータ１１、加圧ローラ１２、サーミスタ１３）、ドライブローラ１８ａ、ドライブローラ１８ｂ、記録紙走行ガイド１９ａ、１９ｂ、廃棄現像剤タンク２１、記録紙カセット２２、及び排紙トレイ２３が配置されている。そして、画像形成部４０は、４つの画像形成ユニット１００（１００Ｋ、１００Ｃ、１００Ｙ、１００Ｍ）、４つのＬＥＤヘッド１０３（１０３Ｋ、１０３Ｃ、１０３Ｙ、１０３Ｍ）、転写ベルト１６、転写ローラ１７ａ〜１７ｄ、及び転写ベルトクリーニングブレード２０を有している。
【００１５】
記録紙カセット２２は、画像形成装置１が画像を形成する媒体としての記録紙Ｐを収納するものである。
【００１６】
記録紙搬送ローラ１５ａ〜１５ｖ、及び記録紙走行ガイド１９ａ、１９ｂは、記録紙カセット２２に収納された記録紙Ｐを１枚ずつ繰出して、画像形成装置１内で搬送するための記録紙搬送手段を構成するものである。
【００１７】
４つの画像形成ユニット１００Ｋ、１００Ｃ、１００Ｙ、１００Ｍは、それぞれ異なる色の現像剤としてのトナーＴ（ＴＫ、ＴＣ、ＴＹ、ＴＭ）を用いて印刷画像を現像するものである。また、４つのＬＥＤヘッド１０３Ｋ、１０３Ｃ、１０３Ｙ、１０３Ｍは、それぞれ、対応する画像形成ユニット１００Ｋ、１００Ｃ、１００Ｙ、１００Ｍの感光体ドラム（後述）に、図示しない制御部から供給された画像信号に基づく光を照射する感光手段（露光部材）として機能するものであり、感光体ドラムに対向して配設されている。なお、画像形成装置１において、感光手段（露光部材）として、ＬＥＤヘッド１０３にかえてレーザー等の他の方式の装置を適用するようにしてもよい。
【００１８】
なお、本明細書では、「ブラック」を「Ｋ」、「シアン」を「Ｃ」、「イエロー」を「Ｙ」、「マゼンタ」を「Ｍ」とも表わすものとする。例えば、画像形成ユニット１００Ｋは、ブラックのトナー色のトナーＴＫを用いて現像を行うものであり、画像形成ユニット１００Ｃはシアンのトナー色のトナーＴＣを用いて現像を行うものである。
【００１９】
第１の実施形態で用いられるトナーＴ（ＴＫ、ＴＣ、ＴＹ、ＴＭ）は、全て、結着樹脂としてポリエステル樹脂を用い、内部添加剤として帯電制御剤、離型剤、着色剤、外部添加剤によって構成される粉砕方により得られた平均粒子径５．８（μｍ）の樹脂粒子であるものとする。
【００２０】
転写ベルト１６、転写ローラ１７ａ〜１７ｄ、及びドライブローラ１８ａ、１８ｂは、画像形成ユニット１００Ｋ、６Ｃ、６Ｙ、６Ｍが現像したトナー像を記録紙Ｐに転写するための転写手段を構成するものである。
【００２１】
転写ベルトクリーニングブレード２０は、転写ベルト１６に付着したトナーＴを除去するものである。そして、廃棄現像剤タンク２１は、転写ベルトクリーニングブレード２０により除去されたトナーＴ（廃棄現像剤）を保管する保管庫である。
【００２２】
定着装置９は、記録紙Ｐに転写されたトナー像を、熱及び圧力により定着させるものであり、発熱ローラ１０、加熱ヒータ１１、加圧ローラ１２、及びサーミスタ１３を有している。
【００２３】
発熱ローラ１０は、記録紙Ｐを加熱するためのローラであり、例えば、アルミニウムからなる中空円筒状の芯金にシリコーンゴムの耐熱弾性層を被覆し、さらにその上にＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）チューブを被覆することによって形成される。そして、発熱ローラ１０の内部には、加熱ヒータ１１が配置されており、発熱ローラ１０は加熱ヒータ１１により過熱される。加熱ヒータ１１は、例えば、ハロゲンランプ等の加熱部材が適用することができる。
【００２４】
また、発熱ローラ１０の近傍には、温度検出手段としてのサーミスタ１３が配置されており、図示しない制御部によりサーミスタ１３で測定された温度に応じた出力で、加熱ヒータ１１が制御される。
【００２５】
加圧ローラ１２は、発熱ローラ１０との間で記録紙Ｐを挟持搬送する際に、発熱ローラ１０との間に形成される圧接部において、記録紙Ｐを発熱ローラ１０側に押圧して圧力を加えるものである。加圧ローラ１２は、例えば、アルミニウムの芯金にシリコーンゴムの耐熱弾性層を被覆しさらにその上にＰＦＡチューブを被覆することにより構成することができる。
【００２６】
なお、第１の実施形態の定着装置９は、図３に示すようにローラ方式を採用しているが、ベルトを使用したベルト方式、フイルムを使用したフイルム方式、発光エネルギーを利用するフラッシュ方式等を適用するようにしても良い。ローラ方式またはベルト方式の定着装置においては、オイル供給ローラ、オイル補給シート、オイルタンク等のオイル補給機構を備えたオイル補給定着方式によって、加熱ローラ、ベルトナーなどにオイルを補給し、積極的にホットオフセット減少が発生するのを防止するようにしても良い。また、上述のオイルとしては、特定の材料である必要はないが、一般に、シリコーンオイル、鉱物オイル等のうち比較的粘度の低いものを使用することが望ましい。さらに、ローラ方式またはベルト方式の定着装置において、上述のオイルを補給することなく、オイルレス定着方式によってホットオフセット現象が発生するのを防止するようにしても良い。
【００２７】
次に、各画像形成ユニット１００（１００Ｋ、１００Ｃ、１００Ｙ、１００Ｍ）の内部構成について説明する。なお、各画像形成ユニット１００は、現像に用いるトナーＴの色が異なるだけで、その他の構成は同じであるので、以下では、画像形成ユニット１００Ｋについてのみ説明する。
【００２８】
図１は、画像形成ユニット１００Ｋの概略断面図である。
【００２９】
図１に示すように、画像形成ユニット１００Ｋには、現像装置５０、感光体ドラム１０１、帯電ローラ１０２、及びクリーニングブレード１０８、が配設されている。そして、現像装置５０は、現像ローラ１０４、現像剤供給ローラ１０５、トナー収容部１０６、層形成ブレード１０７、及び鋸歯電極１０９を有している。なお、図１に示す直流電源２４、２５、２６、２７、２８、２９は、画像形成部４０に配設されているものであり、各画像形成ユニット１００の所定部分に電圧を印加している。各直流電源の詳細については後述する。
【００３０】
感光体ドラム１０１は、静電潜像担持体として機能するものであり、例えば、図１に示すように、導電性支持体１０１ａの表面上に光導電層１０１ｂを形成することにより構成するようにしても良い。導電性支持体１０１ａとしては、例えば、アルミニウムの金属パイプを適用することができる。光導電層１０１ｂとしては、例えば、電荷発生層、電荷輸送層を順次積層した有機系感光体を適用することができる。感光体ドラム１０１は、図示しないギアを介して、図示しない駆動源（モータ）とつながっている。
【００３１】
帯電ローラ１０２は、感光体ドラム１０１の表面を帯電させるための帯電部材として機能するものであり、例えば、図１に示すように、導電性支持体１０２ａの表面上に、半導電性層１０２ｂを形成することにより構成しても良い。導電性支持体１０２ａとしては、例えば、アルミニウム等の金属製シャフトを適用することができる。半導電性層１０２ｂとしては、例えば、半導電性エビクロロヒドリンゴムを適用することができる。
【００３２】
トナー収容部１０６は、トナーＴＫを収容（貯蔵）するものである。
【００３３】
現像剤供給ローラ１０５は、トナー収容部１０６に収容されているトナーＴＫを表面に付着させ、付着させたトナーＴＫを現像ローラ１０４に供給する現像剤供給部材として機能するものである。現像剤供給ローラ１０５の材料としては例えば、アルミニウムや鉄等の金属を用いることができる。なお、現像剤供給ローラ１０５の表面には、発泡弾性層（例えば、ウレタンスポンジの層）を設けるようにしてもよい。
【００３４】
現像ローラ１０４は、現像剤供給ローラ１０５から供給されたトナーＴＫを表面に担持する現像剤担持体として機能するものであり、例えば、図１に示すように、導電性支持体１０４ａの表面上に、半導電性層４ｂを形成することにより構成しても良い。導電性支持体１０４ａとしては、例えば、アルミニウム等の金属製シャフトを適用することができる。半導電性層１０４ｂとしては、例えば、半導電性ウレタンゴムを適用することができる。現像ローラ１０４は、図示しないギアを介して、図示しない駆動源（モータ）とつながっている。
【００３５】
層形成ブレード１０７は、現像ローラ１０４上のトナーＴＫを、厚さが均一な薄層に形成する（薄層化する）薄層形成部材として機能するものである。層形成ブレード１０７は、例えば、鉄やアルミニウム等の金属を用いることができる。
【００３６】
クリーニングブレード１０８は、感光体ドラム１０１で記録紙Ｐへトナー像の転写後に残ったトナーＴＫを、感光体ドラム１０１から除去して回収するための現像剤回収部材として機能するものである。クリーニングブレード１０８は、例えば、ウレタンゴム等の発泡弾性体を用いることができる。
【００３７】
鋸歯電極１０９は、現像剤供給ローラ１０５から現像ローラ１０４へのトナーＴＫの移動を促進するために、現像剤供給ローラ１０５の帯電を補助する帯電部材（帯電補助部材）として機能するものである。第１の実施形態では、帯電部材（帯電補助部材）として、鋸歯電極１０９を用いたコロナ帯電器を適用するものとする。第１の実施形態では、帯電部材（帯電補助部材）として鋸歯電極１０９を適用するものとして説明するが、その他のコロナ帯電方式の電極（例えば、コロトロン、スコロトロン等）を適用するようにしてもよい。
【００３８】
転写ローラ１７ａは、例えば、図１に示すように、導電性支持体１７ａ１の表面上に、発泡弾性層１７ａ２を形成することにより構成しても良い。導電性支持体１７ａ１としては、例えば、アルミニウム等の金属製シャフトを適用することができる。発泡弾性層１７ａ２としては、例えば、ウレタンスポンジを適用することができる。なお、その他の転写ローラ１７ｂ〜１７ｄも同様の構造となっているため説明を省略する。
【００３９】
直流電源２４は、帯電ローラ１０２へ直流電圧を印加する直流電源である。また、直流電源２５は、転写ローラ１７ａに直流電圧を印加する直流電源である。さらに、直流電源２６は現像ローラ１０４に直流電圧を印加する直流電源である。さらにまた、直流電源２７は、現像剤供給ローラ１０５へ直流電圧を印加する直流電源である。また、直流電源２８は層形成ブレード１０７へ直流電圧を印加する直流電源である。さらに、直流電源２９は、鋸歯電極１０９に直流電圧を印加する直流電源である。
【００４０】
図２は本発明に用いた鋸歯電極１０９の概略構成図である。
【００４１】
図２は、鋸歯電極１０９の一部を拡大して示す平面図（図１の矢印Ｘの方向から見た場合の一部を拡大して示す平面図）である。
【００４２】
鋸歯電極１０９は、図１、図２に示すように、一端が現像剤供給ローラ１０５の外周面と対向するように配置された板形状の電極であり、現像剤供給ローラ１０５の外周面と対向する端部に、均一の密度（等間隔）で同一の三角歯型形状の電極１０９ａが形成されている。鋸歯電極１０９では、直流電源２９から供給された直流電圧に基づく電子が、それぞれの電極１０９ａの先端から放出（コロナ放電）され、鋸歯電極１０９の先端に対抗する位置に配置された現像剤供給ローラ１０５が帯電することになる。
【００４３】
第１の実施形態の鋸歯電極１０９は、厚さ２００（μｍ）のステンレス製の薄板を用いるものとする。また、第１の実施形態では、鋸歯電極１０９の長手方向の寸法は、対向する現像剤供給ローラ１０５の幅と同じであるものとする。なお、鋸歯電極１０９の長手方向の寸法は、対向する現像剤供給ローラ１０５の幅よりも広くするようにしても良い。そして、以下では、鋸歯電極１０９の電極１０９ａ（三角歯）の長さ（鋸歯電極１０９の短手方向における電極１０９ａの寸法）を「長さｌ」、電極１０９ａ同士の間隔（鋸歯電極１０９の長手方向における電極１０９ａの先端部分の間隔）を「電極幅ｗ」、電極１０９ａの先端部分のなす角度を「角度θ」、各電極１０９ａの先端から現像剤供給ローラ１０５までの距離を「ｄ」と呼ぶものとする。第１の実施形態では、鋸歯電極１０９を構成する全ての電極１０９ａにおいて、上述の長さｌ、先端角度θ、距離ｄは同一であるものとする。また、第１の実施形態では、鋸歯電極１０９において隣接する電極１０９ａ同士の間隔は全てｗであるものとする。
【００４４】
（Ａ−２）第１の実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する第１の実施形態の画像形成装置１の動作を説明する。
【００４５】
まず、画像形成装置１全体の動作について、図３を用いて説明する。
【００４６】
図示せぬ駆動手段により記録紙搬送ローラ１５ａ、１５ｂが回転することで、記録紙カセット２２内の記録紙Ｐが選択的に繰出される。そして、繰出された記録紙Ｐは、記録紙搬送ローラ１５ｃ〜１５ｆにより、転写ベルト１６上に搬送される。転写ベルト１６は、ドライブローラ１８ａ、１８ｂの回転に伴って図２の矢印ｆ（又は矢印ｒ）の方向に回転し、転写ベルト１６上に搬送されてきた記録紙Ｐは、転写ベルト１６の回転に伴って、同じ方向に移動する。そして、転写ベルト１６を移動する記録紙Ｐには、各画像形成ユニット１００Ｋ、１００Ｃ、１００Ｙ、１００Ｍ及び各転写ローラ１７ａ〜１７ｄにより、トナー像が転写される。そして、記録紙Ｐに転写されたトナー像のトナーが、転写ベルト１６の後段に配置された定着装置９により定着する。そして、記録紙Ｐは、全ての画像形成ユニット１００によるトナー像の転写及び定着処理が行われると、記録紙走行ガイド１９ａ、及び、記録紙搬送ローラ１５ｇ〜１５ｊの動作により、排紙トレイ２３まで搬送される（排紙される）。
【００４７】
なお、第１の実施形態の画像形成装置１では、記録紙Ｐの両面に対して印刷が可能な構成となっており、記録紙Ｐの両面に印刷を行う場合には、記録紙Ｐの一方の面についてトナー像の転写及び定着処理がおこなわれた後、記録紙搬送ローラ１５ｋ〜１５ｖ、１５ｃ〜１５ｆ及び記録紙走行ガイド１９ａ、１９ｂの動作により、記録紙Ｐが裏返しの状態（印刷を行っていない他方の面を上に向けた状態）で再度転写ベルト１６上に供給される。
【００４８】
次に、各画像形成ユニット１００（１００Ｋ、１００Ｃ、１００Ｙ、１００Ｍ）の動作について説明する。なお、各画像形成ユニット１００は、現像に用いるトナーＴの色が異なるだけで、その他の構成は同じであるので、以下では、画像形成ユニット１００Ｋについてのみ説明する。
【００４９】
画像形成ユニット１００Ｋでは、感光体ドラム１０１が図示しない駆動用ギアを介して、矢印ａ方向に回転させられる。そして、感光体ドラム１０１と接触する帯電ローラ１０２は、感光体ドラム１０１との摩擦力により矢印ｄ方向に回転する。帯電ローラ１０２は、直流電源２４によって直流電圧が印加されている。したがって、帯電ローラ１０２は感光体ドラム１０１と接触することにより、感光体ドラム１０１を帯電させることになる。
【００５０】
そして、ＬＥＤヘッド１０３は、帯電された感光体ドラム１０１に、図示しない制御部から供給される画像信号に基づく光を照射し、感光体ドラム１０１の表面に画像信号に基づく静電潜像を形成する。
【００５１】
一方、現像剤供給ローラ１０５は、図示しない駆動用ギアを介して矢印ｃ方向に回転する。また、現像剤供給ローラ１０５は、電源２７によって直流電圧が印加されており、さらに、鋸歯電極１０９により補助帯電されている。そして、電源２７及び鋸歯電極１０９により帯電した現像剤供給ローラ１０５は、トナー収容部１０６に収容されたトナーＴＫを付着させる。そして、現像剤供給ローラ１０５は、トナーＴＫが表面に付着した状態で矢印ｃの方向に回転すると、付着したトナーＴＫが、現像ローラ１０４に供給される。
【００５２】
そして、現像ローラ１０４は、感光体ドラム１０１と接触しながら、図示しない駆動用ギアを介し矢印ｂ方向に回転し、現像剤供給ローラ１０５からトナーＴＫの供給を受ける。そして、現像ローラ１０４の表面上に供給されたトナーＴＫは、層形成ブレード１０７の部分を通過する際に層の厚さが規制されて薄層化される。現像ローラ１０４は、供給されたトナーＴＫを感光体ドラム１０１の静電潜像に付着させて、トナー像を現像する。
【００５３】
画像形成ユニット１００Ｋの感光体ドラム１０１に対向して配置されている転写ローラ１７ａは、直流電源２５により直流電圧が印加されている。そして、転写ローラ１７ａと感光体ドラム１０１上の静電潜像との電位差によりトナーＴＫが記録紙Ｐに転写される。一方、記録紙Ｐに転写されなかった感光体ドラム１０１上のトナーＴＫはクリーニングブレード１０８によって、感光体ドラム１０１上から除去される。
【００５４】
次に、鋸歯電極１０９を構成する電極１０９ａの形状（以下、「形状Ｓ」とも呼ぶ）や、現像剤供給ローラ１０５との位置関係が、鋸歯電極１０９の帯電機能に与える影響について説明する。
【００５５】
図４は、以下に説明する評価実験で用いる電極１０９ａの形状Ｓ及び評価結果の一覧である。図４に示すように、形状Ｓ（Ｓ１−１〜Ｓ１−４、Ｓ２−０〜Ｓ２−５、Ｓ３−０〜Ｓ３−５、Ｓ４−０〜Ｓ４−５、Ｓ５−０〜Ｓ５−５、Ｓ６−０〜Ｓ６−３）ごとに、パラメータ（電極幅ｗ、長さｌ、及び角度θ）の組み合わせが異なっている。
【００５６】
図４に示す各形状Ｓは、電極幅を０．５〜２．０ｍｍの範囲、長さｌを０．３ｍｍ〜３．５ｍｍの範囲、角度θを５°〜２０°の範囲でそれぞれ変化させた場合の評価実験の結果について示している。
【００５７】
具体的には、形状Ｓ１−１〜形状Ｓ１−４では、電極１０９ａの先端の角度θを１０°、長さｌを１．０（ｍｍ）と固定し、電極幅ｗを０．５ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲で変化させている。また、形状Ｓ２−０〜形状Ｓ２−５では、電極１０９ａの先端の角度θを１０°、電極幅ｗを１．０ｍｍと固定し、長さｌを０．３ｍｍ〜３．５ｍｍの範囲で変化させている。さらに、形状Ｓ３−０〜形状Ｓ３−５では、電極１０９ａの先端の角度θを５°、電極幅ｗを１．０ｍｍと固定し、長さｌを０．３ｍｍ〜３．５ｍｍの範囲で変化させている。さらにまた、形状Ｓ４−０〜形状Ｓ４−５では、電極１０９ａの先端の角度θを１５°、電極幅ｗを１．０ｍｍと固定し、長さｌを０．３ｍｍ〜３．５ｍｍの範囲で変化させている。また、形状Ｓ５−０〜形状Ｓ５−５では、電極１０９ａの先端の角度θを３°、電極幅ｗを１．０ｍｍと固定し、長さｌを０．３ｍｍ〜３．５ｍｍの範囲で変化させている。さらに、形状Ｓ６−０〜形状Ｓ６−３では、電極１０９ａの先端の角度θを２０°、電極幅ｗを１．０ｍｍと固定し、長さｌを０．３ｍｍ〜２．５ｍｍの範囲で変化させている。
【００５８】
鋸歯電極１０９において、電極１０９ａの先端の角度θ、長さｌ、及び電極幅ｗの関係は、以下の（１）式を満たす必要がある。以下の（１）式を満たさない場合、鋸歯電極１０９において、隣接する電極１０９ａが形状的に干渉し、鋸歯電極の形状を成さないことになるからである。なお、上述の図４に示す全ての形状Ｓ（形状Ｓ１−１〜形状６−３）は、以下の（１）式の関係を満たしている。
【００５９】
ｔａｎ（θ／２）≦ｗ／２ｌ  …（１）
例えば、上記の（１）式でｗ＝ｄ＝１．０ｍｍとした場合、角度θは以下の（２）式を満たす必要がある。
【００６０】
θ≦２ｔａｎ−１（１／２ｌ）  …（２）
図７のグラフは、θ＝２ｔａｎ−１（１／２ｌ）の曲線を図示している。図７のグラフでは、横軸を長さｌ、縦軸をθとしている。図７では、例えば、形状Ｓ６−３（長さｌ＝２．０ｍｍ、角度θ＝２０°）の設定については上記の（２）式の関係を満たすが、形状Ｓ６−３の設定（角度θ＝２０°）から長さｌを３ｍｍ以上に変更する場合には上記の（２）式の関係を満たさなくなる。
【００６１】
次に、電極１０９ａの電極幅ｗが補助帯電機能の性能に与える影響について説明する。
【００６２】
図５は、形状Ｓ１−１〜Ｓ１−４のそれぞれについて、任意の３つの電極１０９ａを含む幅（鋸歯電極１０９の長手方向の幅）で、電極１０９ａの底辺を通る直線（図２の直線Ｙ）から現像剤供給ローラ１０５の表面上の直線（直線Ｙと並行な直線）を通る平面上の各領域の電場強度（電界強度）について数値解析（シミュレーション）した結果について示している。図５では、下端が現像剤供給ローラ１０５の表面上の直線部分に該当し、上端が直線Ｙの部分に該当する。なお、図５では、電極１０９ａの先端部から現像剤供給ローラ１０５へ向かう電場強度について数値解析（シミュレーション）した結果となっている。図５では、上述の電場強度の強さを当該領域の色の濃淡（点描の粗密）で示しており、濃度が濃い（点描の密度が高い）ほど、低い電場強度の領域であることを示している。言い換えると、図５では、濃度が薄い（点描の密度が低い）ほど、高い電場強度の領域であることを示している。
【００６３】
図５（ａ）〜図５（ｄ）は、それぞれ、形状Ｓ１−１〜Ｓ１−４を用いた場合に発生する電場強度の分布について示している。
【００６４】
また、図５では、全ての形状Ｓで、鋸歯電極１０９には、直流電源２９により−２２５０Ｖの直流電圧が印加されるものとする。また、現像剤供給ローラ１０５には、直流電源２７により、−１０００Ｖの直流電圧が印加されるものとする。すなわち、この場合、鋸歯電極１０９と現像剤供給ローラ１０５の間に生じる電位差は−１２５０Ｖである。
【００６５】
図５に示すように、電極１０９ａの電極幅ｗが距離ｄ以下までの間（すなわち、形状Ｓ１−１、形状Ｓ１−２）は、鋸歯電極１０９の対向電極である現像剤供給ローラ１０５表面上（すなわち、図５の各グラフの下端部分）における電場強度はほぼ均一になる。しかしながら、電極１０９ａの電極の幅ｗよりも距離ｄが短い場合（形状Ｓ１−３、形状Ｓ１−４）には、現像剤供給ローラ１０５表面上の長手方向（図５のグラフの横方向）に対して、電場強度にムラが生じることがわかる。
【００６６】
次に、鋸歯電極１０９の電極１０９ａの形状を形状Ｓ１−１〜形状Ｓ１−４に変化（電極幅ｗを０．５ｍｍ〜２ｍｍの間で変化）させて印刷を行った場合の印刷品質に関する実験を行った結果について図６を用いて説明する。
【００６７】
図６に示す実験では、印刷速度（＝感光体ドラム１０１の回転速度＝通紙速度）は０．２０（ｍ／ｓ）に設定し、Ａ４標準紙（例えば、ＯＫＩエクセレントホワイト紙、坪量＝８０（ｇ／ｍ２））３枚を、連続して縦方向送り（４辺のうち短い２辺が先端と後端となる方向）で、１００％ｄｕｔｙの画像を印刷する試験（以下、「通紙試験」と呼ぶ）を行った。なお、上述の「１００％ｄｕｔｙの画像」とは、印刷する記録紙（Ａ４用紙）１枚の印刷可能範囲の全面に１００％濃度の画素が配置された画像である。そして、電極１０９ａの形状ごとの印刷品質の評価方法として、上述の通紙試験で最後に印刷した印刷用紙の印刷可能範囲の長手方向における下端部の１０個所の濃度を測定し、測定した濃度の最大値と最小値の差分（以下、「濃度差」と呼ぶ）を確認した。
【００６８】
通紙試験を行った印刷面の印刷濃度については、画像濃度を分光濃度計「Ｘ−Ｒｉｔｅ５２８」（Ｘ−Ｒｉｔｅ社製、Ｃ光源、視野角２℃、レスポンスＥモード）をもちいて測定した。通常、画像形成装置で上述のような通紙試験を行った場合、同一の印刷面上で、濃度差が０．３以上発生すると、画像品質悪化のため、当該画像形成装置は実用に耐えないことを意味する。
【００６９】
そして、図４では、図６のグラフに基づいて、各形状Ｓごとの印刷品質の評価結果を示している。図４では、濃度差が０．１５未満の場合を「良」、濃度差が０．１５以上、０．３未満を「可」、濃度差が０．３以上の場合を「不可」と表示している。なお、評価結果が「不可」の場合には、画像品質悪化のため、実用に耐えない印刷品質であることを示している。
【００７０】
そして、図６に示す実験結果では、上述の図５に示す電場強度のムラの発生と同様に、電極幅ｗが大きくなるにしたがって、濃度差が大きくなる（すなわち、印刷濃度のムラが大きくなり印刷品質が低下する）という傾向が見られた。したがって、画像形成装置１による印刷の品質を実用に耐える程度に保つには、例えば、電極の幅ｗと電極間の距離ｄとの関係がｗ＜２ｄの関係となるようにすれば良いことがわかる。
【００７１】
次に、電極１０９ａの長さｌが補助帯電機能の性能に与える影響について説明する。
【００７２】
図８は、鋸歯電極１０９の電極１０９ａの形状を形状Ｓ２−１〜形状Ｓ２−４に変化（長さｌを０．５ｍｍ〜３．５ｍｍの間で変化）させた場合の、電極１０９ａからの距離ごとの電場強度（数値解析の結果）を示したグラフである。図８のグラフは、鋸歯電極１０９に対して、−２２５０Ｖの直流電圧を印加し、現像剤供給ローラ１０５に対して−１０００Ｖの直流電圧を印加したものとして数値解析を行った結果である。
【００７３】
また、図９は、鋸歯電極１０９の電極１０９ａの形状を形状Ｓ３−１〜形状Ｓ３−４に変化（長さｌを０．５ｍｍ〜３．５ｍｍの間で変化）させた場合の、電極１０９ａからの距離ごとの電場強度を示したグラフである。さらに、図１０は、鋸歯電極１０９の電極１０９ａの形状を形状Ｓ４−１〜形状Ｓ４−４に変化（長さｌを０．５ｍｍ〜３．５ｍｍの間で変化）させた場合の、電極１０９ａからの距離ごとの電場強度を示したグラフである。なお、図９、図１０のグラフにおいて、電極１０９ａの形状以外の条件は上述の図８と同様である。
【００７４】
上述の図８〜図１０に示すように、電極幅ｗ及び角度θに関わらず、電極１０９ａの長さｌが長い方が、電極１０９ａの先端近傍において、電場強度が強くなる傾向があることがわかる。
【００７５】
次に、電極１０９ａの長さｌ及び角度θが補助帯電機能の性能に与える影響について説明する。
【００７６】
図１１は、鋸歯電極１０９の電極１０９ａの形状Ｓ（Ｓ１−１〜Ｓ１−４、Ｓ２−０〜Ｓ２−５、Ｓ３−０〜Ｓ３−５、Ｓ４−０〜Ｓ４−５、Ｓ５−０〜Ｓ５−５、Ｓ６−０〜Ｓ６−３）ごとに、上述の図６と同様の通紙試験を行った場合の濃度差を測定した結果について示している。なお、Ｓ１−１〜Ｓ６−３では、電極幅ｗは１．０と共通であるので、変動するパラメータは、長さｌと角度θだけとなっている。そして、図１１では、横軸を長さｌ、縦軸を濃度差としている。
【００７７】
そして、上述の図４では、上述の図６及び図１１のグラフに基づいて、各形状Ｓごとの印刷品質の評価結果を示している。図４では、濃度差が０．１５未満の場合を「良」、濃度差が０．１５以上、０．３未満を「可」、濃度差が０．３以上の場合を「不可」と表示している。なお、評価結果が「不可」の場合には、画像品質悪化のため、実用に耐えない印刷品質であることを示している。
【００７８】
図１１の結果では、電極１０９ａの長さｌを長くするほど濃度差が大きくなる。特に図１１の結果からわかるように、長さｌが３．００ｍｍを超えると、角度θによっては、濃度差が０．１５を超え、評価結果が「可」となる場合が多くなる。したがって、電極１０９ａの長さｌの上限は３．００ｍｍ程度とすることが望ましいことが分かる。また、電極１０９ａの角度θが２０°の場合、長さｌが３．００ｍｍを超えると、上記の（１）、（２）式を満たすことができないことから、角度θの許容範囲を広くして、設計や製造を容易とするためにも長さｌは３．００ｍｍ以下とすることが望ましい。
【００７９】
図１１の実験結果の範囲では、電極１０９ａの長さｌを短くするほど濃度差が小さくなる傾向が見られるが、実際には長さｌを０．５ｍｍ未満とすると、製造コストの増加や、現像剤供給ローラ１０５の表面上における電場強度の制御が難しくなる。例えば、画像形成ユニット１００Ｋを使用うちに、鋸歯電極１０９に衝撃が加わって損傷（変形や傷）したり、塵の付着が発生したりすると、電極１０９ａの先端ではなく、その損傷部分や付着部分から放電が生じる可能性がある。このように、鋸歯電極１０９において、意図しない部分から放電が生じる可能性は、電極１０９ａの長さが短いほど発生する頻度が高くなる。上述のような理由に鑑みて、電極１０９ａの長さｌは０．５ｍｍ以上であることが望ましい。
【００８０】
以上の通り、画像形成ユニット１００Ｋにおいて、電極１０９ａの長さｌは、０．５ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲に設定することが望ましい。
【００８１】
図１１の結果では、電極１０９ａの角度θを大きくするほど濃度差が大きくなる傾向が見られる。特に図１１の結果からわかるように、角度θが１５°を超えると、長さｌによっては、濃度差が０．１５を超え、評価結果が「可」となる場合が多くなる。したがって、電極１０９ａの角度θの上限は１５°ｍｍ程度とすることが望ましいことが分かる。また、電極１０９ａの角度θが２０°の場合、長さｌが３．００ｍｍを超えると、上記の（１）、（２）式を満たすことができないことから、長さｌの許容範囲を広くして、設計や製造を容易とするためにも角度θは１５°以下とすることが望ましい。
【００８２】
図１１の実験結果の範囲では、電極１０９ａの角度θを小さくするほど、濃度差が小さくなる傾向が見られるが、実際には角度θを５°未満とすると、製造コストの増加、耐久性の低下（変形しやすくなる）、現像剤供給ローラ１０５の表面上における電場強度の制御が難しくなる。例えば、鋸歯電極１０９を、平行平板電極（三角歯の無い四角形の板）に置換えた場合、電極表面の状態（傷や付着物の影響）によって放電が生じることがあるが、その場合、放電する先端部分までの長さ（鋸歯電極１０９の長さｌに相当する長さ）まで特定できない。画像形成装置１において、電極から現像剤供給ローラ１０５へ向けて放電する位置を一定とするためには、意図して不平等電界を発生させる必要がある。そこで、画像形成装置１では、三角歯形状の電極１０９ａが形勢された鋸歯電極１０９を備え、不平等電場を発生させて、放電する位置を一定としている。上述の平行平板電極は、言い換えれば鋸歯電極１０９において電極１０９ａの先端の角度θを１８０°とした形状ともいえる。すなわち、電極１０９ａの先端の角度θを小さくするほど、電極１０９ａの先端周辺が強い電場強度となる偏った不平等電界をつくることが可能となる。しかしながら、電極１０９ａの角度θを小さくしすぎると、電極１０９ａの先端周辺の電場強度に偏りが大きくなり、逆に現像剤供給ローラ１０５表面上の電場強度を均一に制御することが難しくなる。上述のような理由に鑑みて、電極１０９ａの角度θは、５°以上であることが望ましい。
【００８３】
以上の通り、画像形成ユニット１００Ｋにおいて、電極１０９ａの角度θは５°〜１５°の範囲に設定することが望ましい。
【００８４】
次に、電極１０９ａの先端と現像剤供給ローラ１０５との距離ｄが鋸歯電極１０９の補助帯電機能の性能に与える影響について説明する。
【００８５】
図１２、図１３は、図１４に示す各条件Ｃ（条件Ｃ１〜条件Ｃ９）に従って、距離ｄを変化（０．２ｍｍ〜４．０ｍｍの間で変化）させた場合について、上述の図５と同様に、電極１０９ａの底辺を通る直線（図２の直線Ｙ）から現像剤供給ローラ１０５の表面上の直線（直線Ｙと並行な直線）を通る平面上の各領域の電場強度（電場強度）について数値解析した結果について示している。なお、条件Ｃ１〜Ｃ９では、いずれも間隔ｗ＝１．０ｍｍ、長さｌ＝２．０ｍｍ、角度θ＝１０°とした。
【００８６】
電極間に生じる電場強度をＥ、電極間の電位差をＶ、電極間の距離をｄとした場合、一般的にＥ＝Ｖ／ｄの関係を満たす。そこで、図１４に示す各条件Ｃ（条件Ｃ１〜条件Ｃ９）では、距離ｄが変化しても現像剤供給ローラ１０５の表面に生じる平均的な電場強度が同程度となるように、距離ｄの変化に応じて電極間の電位差（電極１０９ａの先端と現像剤供給ローラ１０５との間の電位差）も変化させる設定にしている。なお、いずれの条件Ｃの場合も現像剤供給ローラ１０５側に印加する直流電圧は−１０００Ｖである。
【００８７】
なお、図１２（ａ）〜図１２（ｄ）は、それぞれ条件Ｃ１（ｄ＝０．２ｍｍ）、Ｃ３（ｄ＝０．６ｍｍ）、Ｃ４（ｄ＝０．８ｍｍ）、Ｃ５（ｄ＝１．０ｍｍ）で発生する電場強度の分布について示している。また、図１３（ａ）〜図１３（ｄ）は、それぞれ条件Ｃ５（ｄ＝１．０ｍｍ）、Ｃ７（ｄ＝２．０ｍｍ）、Ｃ８（ｄ＝３．０ｍｍ）、Ｃ９（ｄ＝４．０ｍｍ）で発生する電場強度の分布について示している。
【００８８】
条件Ｃ１〜Ｃ４までの間（距離ｄが０．２ｍｍ〜０．８ｍｍの間）は、距離ｄが電極幅ｗ未満となっている。図１２に示すように、距離ｄが電極幅ｗ未満の間（条件Ｃ１〜Ｃ４までの間）は距離ｄが長くなると、現像剤供給ローラ１０５の表面上で、鋸歯電極１０９近傍の電場強度が徐々に大きくなる分布となる。すなわち、図１２に示すように、距離ｄが電極幅ｗ未満の間（条件Ｃ１〜Ｃ４までの間）は、現像剤供給ローラ１０５の表面上の電場強度はムラが発生した状態となる。
【００８９】
そして、図１３に示すように、条件Ｃ５〜Ｃ９の間（すなわち、距離ｄが電極幅ｗ以上の場合）においては、いずれも、現像剤供給ローラ１０５の表面上の電場強度は均一（ムラが無い）の状態となっている。
【００９０】
次に、図１４に示す各条件Ｃ（条件Ｃ１〜条件Ｃ８）で、印刷を行った場合の印刷品質に関する実験を行った結果について図１５を用いて説明する。図１５は、各条件Ｃ（条件Ｃ１〜条件Ｃ８、すなわち、距離ｄを０．２ｍｍ〜３．００ｍｍの間で変化させた場合）で、上述の図６と同様の通紙試験を行った場合の濃度差を測定した結果について示している。
【００９１】
図１４に示すように、距離ｄが電極幅ｗ未満（１．００ｍｍ未満）の間は、距離ｄが長くなるほど濃度差は少なくなり、距離ｄが電極幅ｗ以上（１．００ｍｍ以上）となると、濃度差の減少は止まり、一定の値（０．１程度）で収束する。これは、上述の図１２、図１３における現像剤供給ローラ１０５の表面上のムラの発生状況と一致した傾向となっている。すなわち、現像剤供給ローラ１０５の表面上のムラが少なくなると、印刷品質が向上（通紙試験における濃度差が小さくなる）ことを示している。
【００９２】
以上の通り、画像形成装置１では、ｗ≦ｄを満たせば、電極１０９ａの形状についての設計が容易となる。
【００９３】
（Ａ−３）第１の実施形態の効果
第１の実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。
【００９４】
画像形成装置１では、ｗ≦ｄを満たすことにより、鋸歯電極１０９による現像剤供給ローラ１０５に対する帯電を安定的に行うことができる。これにより、画像形成装置１では、カスレやムラのない良好な印刷画像を安定的に形成することができ、さらに、電極１０９ａの設計・製造が容易になる。
【００９５】
また、画像形成装置１では、電極１０９ａの長さｌを、０．５ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲に設定することにより、電極１０９ａの設計・製造等を容易にし、耐久性を高めることができる。さらに、画像形成装置１では、電極１０９ａの角度θを、５°〜１５°の範囲に設定することにより、電極１０９ａの設計・製造等を容易にし、耐久性を高めることができる。
【００９６】
（Ｂ）第２の実施形態
次に、本発明による画像形成ユニット及び画像形成装置の第２の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
【００９７】
第１の実施形態の画像形成装置１では、鋸歯電極１０９に印加する電源２９には直流電源を用いた。しかしながら、画像形成装置１では、鋸歯電極１０９と現像剤供給ローラ１０５との間に生じる電位差が大きくなると火花放電が生じ、画像が劣化することがある。
【００９８】
鋸歯電極１０９は、三角歯形状の電極１０９ａの先端からコロナ放電を行う。このコロナ放電は、放電状態であるストリーマを形成している。そして形成されたこのストリーマが対向している電極（現像剤供給ローラ１０５）に到達した際に火花放電が生じる場合がある。このように、コロナ放電におけるストリーマの形成、対向電極への到達といった過程には時間的な変化が生じる。
【００９９】
そこで、第２の実施形態の画像形成装置１を構成する各画像形成ユニット１００（１００Ｋ、１００Ｃ、１００Ｙ、１００Ｍ）では、鋸歯電極１０９に印加する電圧をインパルス電圧とし火花放電の発生を防ぐものとする。
【０１００】
図１５は、第２の実施形態の画像形成ユニット１００Ｋの概略断面図である。なお、各画像形成ユニット１００は、現像に用いるトナーＴの色が異なるだけで、その他の構成は同じであるので、以下では、画像形成ユニット１００Ｋについてのみ説明する。
【０１０１】
図１５に示すように、第２の実施形態の画像形成ユニット１００Ｋでは、鋸歯電極１０９に印加される電源が、直流電源２９からインパルス電源３０に置き換わっている点で異なっている。
【０１０２】
図１７は、インパルス電源３０から出力されるインパルス電圧の波形について示したタイミングチャートである。図１７に示すように、インパルス電源３０からは、振幅Ａ、周期Ｔ（１／ｆ）のインパルス電圧が出力される。なお、図１７に示すように、インパルス電源３０が出力するインパルス電圧の最小電圧が−Ａ［Ｖ］、最大電圧が０［Ｖ］であるものとする。
【０１０３】
次に、第２の実施形態の画像形成ユニット１００Ｋで、印刷を行った場合の印刷品質に関する評価実験を行った結果について図１８を用いて説明する。図１８の評価実験では、第１の実施形態と第２の実施形態で、電圧（直流電圧、振幅Ａ）ごとに上述の図６と同様の通紙試験を行った場合の濃度差を測定した結果について示している。なお、図１８の測定結果は、距離ｄ＝１．０ｍｍ、間隔ｗ＝１．５ｍｍ、長さｌ＝１．０ｍｍ、角度θ＝１０°とした場合のものである。
【０１０４】
図１８に示す第２の実施形態の画像形成ユニット１００Ｋの評価実験では、インパルス電源３０の出力する波形の周波数ｆ（１／Ｔ）を１．０ｋＨｚと固定した状態で、振幅Ａを０〜４ｋＶの間で変化させた場合の通紙試験の濃度差を示している。また、図１８に示す第１の実施形態の画像形成ユニット１００Ｋの評価実験では、直流電源２９の出力する直流電圧の電圧を０〜−４ｋＶの間で変化させた場合の通紙試験の濃度差を示している。なお、実際には、第２の実施形態に係る振幅Ａと第１の実施形態に係る直流電圧の正負は逆であるが、図１８のグラフでは、説明を容易にするために同一の横軸を用いて図示している。
【０１０５】
図１８に示す通り、第１の実施形態の画像形成ユニット１００Ｋにおいて、直流電圧が０Ｖから−１．５ｋＶまでの間では濃度差に変化はない（１．３程度）が、直流電圧を−２ｋＶ以下とした時点で濃度差が急に減少する（０．２程度）。これは、第１の実施形態の画像形成ユニット１００Ｋにおいて、鋸歯電極１０９に−２ｋＶ以下の直流電圧が印加されると、鋸歯電極１０９からコロナ放電が開始されるためである。そして、第１の実施形態の画像形成ユニット１００Ｋでは、−２ｋＶから−２．５ｋＶまでの間、濃度差が斬減し、−３ｋＶ以下となると濃度差が急増している。これは、第１の実施形態の画像形成ユニット１００Ｋにおいて、鋸歯電極１０９に−３ｋＶ以下の直流電圧が印加されると現像剤供給ローラ１０５上に火花放電が生じるためである。一方、第２の実施形態の画像形成ユニット１００Ｋでは、振幅Ａが０Ｖから１．５ｋＶまでの間では濃度差に変化はない（１．３程度）が、振幅Ａを２ｋＶ以上とした時点で、第２の実施形態と同様にコロナ放電が開始し、濃度差が急に減少する（０．２程度）。そして、第２の実施形態の画像形成ユニット１００Ｋでは、振幅Ａが２ｋＶから３．５ｋＶまでの間、濃度差が斬減し、振幅Ａが４ｋＶ以上となると、現像剤供給ローラ１０５上に火花放電が生じて濃度差が急増している。
【０１０６】
したがって、図１８の評価実験から、第１の実施形態（直流電源２９を用いた場合）では、コロナ放電開始電圧から火花放電開始電圧になるまでの電圧の幅が５００Ｖ程度しかない。しかし、第２の実施形態（直流電源３０を用いた場合）では、およそ１５００Ｖ程度の良好な電圧（振幅Ａ）の幅に対応することができる。
【０１０７】
これにより、第２の実施形態では、鋸歯電極１０９にインパルス電圧を印加することにより、コロナ生成時における火花放電が抑制でき、鋸歯電極１０９に印加する電圧を高く設定できるようになり、現像剤供給ローラ１０５上でのトナー６の帯電効率が上がる。そのため、第２の実施形態では、現像剤供給ローラ１０５から現像ローラ２へのトナー供給が安定し、ムラやカスレの生じない良好な画像を形成することができる。
【０１０８】
（Ｃ）第３の実施形態
次に、本発明による画像形成ユニット及び画像形成装置の第３の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
【０１０９】
第３の実施形態では、各画像形成ユニット１００（１００Ｋ、１００Ｃ、１００Ｙ、１００Ｍ）で用いるトナーＴ（ＴＫ、ＴＣ、ＴＹ、ＴＭ）には、導電性を有する外添剤が添加されている点で第２の実施形態と異なっている。
【０１１０】
具体的には、第３の実施形態で用いるトナーＴとしては、結着樹脂（ボリエステル樹脂、数平均分子量Ｍｎ＝３７００、ガラス転移温度Ｔｇ＝６２℃）を１００重量部として、離型剤としてカルナウパワックス（加藤洋行社製、カルナウパワックス１号粉末）を５重量部、着色剤としてピグメント・ブルー１５．３「ＥＣＢ−３０１」（大日製化社製）を１重量部、さらに負帯電の帯電制御剤としてサリチル酸錯体「ボントロンＥ−８４」（オリエント化学工業社製）を４重量部、これらをヘンシェルミキサーを用いて混合した後、２軸押出機により溶融混練し、冷却し、直径２（ｍｍ）のスクリーンを有するカッターミルで粗粉砕化した後、衝突式粉砕機「ディスパージョンセパレータ」（日本ニューマチック工業（株）製）を用いて粉砕し、更に風力分級機を用いて分級を行い、母粒子となる粉体を得た。次に、外添工程として、得られた母粒子の粉体１００重量部に疎水性シリカＲ９７２（日本アエロジル社製、平均一次粒径１６ｎｍ）を２．５重量部、疎水性酸化チタン（チタン工業社製、平均一次粒形２０ｎｍ）を０．５重量部添加し、１００リットル容のへンシェルミキサーで３２００（回転／分）の回転速度で５分間攪拌をし、そのまま冷却後、更にヘンシェルミキサーで３２００（回転／分）の回転速度で５分間撹拝させ冷却、を繰り返し５回（回転時の総撹搾時間は２５分）行うことで、第３の実施形態で用いられるトナーＴ（ＴＫ、ＴＣ、ＴＹ、ＴＭ）が得られる。
【０１１１】
以下、第３の実施形態で用いられる導電性を有する外添剤が添加されたトナーＴ（ＴＫ、ＴＣ、ＴＹ、ＴＭ）を、「導電性付加トナー」とも呼ぶ。
【０１１２】
次に、第３の実施形態の画像形成ユニット１００Ｋで、印刷を行った場合の印刷品質に関する評価実験を行った結果について図１９を用いて説明する。図１９の評価実験では、第２の実施形態と第３の実施形態で、印加電圧ごとに上述の図１８と同様の通紙試験を行った場合の濃度差を測定した結果について示している。なお、図１９において、第３の実施形態の評価実験には、第２の実施形態と同様に鋸歯電極１０９に対する電源としてインパルス電源３０を用いたインパルス電圧の印加を行っている。ただし、第３の実施形態において、鋸歯電極１０９に対する電源として直流電源に置き換えるようにしても良い。なお、図１９の測定結果は、上述の図１８の場合と同様に、距離ｄ＝１．０ｍｍ、間隔ｗ＝１．５ｍｍ、長さｌ＝１．０ｍｍ、角度θ＝１０°とした場合のものである。
【０１１３】
図１９に示すように、第２の実施形態（トナーＴに導電性を有する外添剤を添加していない場合）よりも、第３の実施形態（トナーＴに導電性付加トナーを用いた場合）の方が、５００Ｖ程度小さい振幅で、濃度差が急減少（コロナ放電が開始）している。さらに、図１９に示すように、同一振幅においても、第２の実施形態よりも第３の実施形態の方が、測定される濃度差が小さくなる傾向が見られる。
【０１１４】
したがって、第３の実施形態の画像形成装置１では、トナーＴが導電性を有することにより、印刷画像の濃度差を小さくすることができる領域（インパルス電圧の振幅の許容幅）を広くすることができる。
【０１１５】
以上の通り、第３の実施形態の画像形成装置１では、第２の実施形態と比較してカスレやムラのない良好な印刷画像を安定的に形成することができ、さらに、電極１０９ａや電源等の設計・製造が容易になる。
【０１１６】
（Ｄ）他の実施形態
本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するような変形実施形態も挙げることができる。
【０１１７】
（Ｄ−１）上記の各実施形態では、本発明の現像装置を備える画像形成装置を、プリンタとして用いる例について説明したが、本発明の画像形成装置の用途は限定されないものであり、印刷機、複写機、複合機、ファクシミリ等の他の種類の画像形成装置に適用するようにしてもよい。
【０１１８】
（Ｄ−２）上記の各実施形態では、画像形成装置が備える画像形成ユニット（現像装置）は４つでカラーの画像形成に対応するものであったが、画像形成ユニット（現像装置）を１つだけ備えてモノクロ画像の画像形成に対応するように構成しても良い。
【符号の説明】
【０１１９】
１…画像形成装置、１００、１００Ｋ、１００Ｃ、１００Ｙ、１００Ｍ…画像形成ユニット、１０１…感光体ドラム、１０２…帯電ローラ、１０３…ＬＥＤヘッド、１０４…現像ローラ、１０５…現像剤供給ローラ、１０６…トナー収容部、１０７…層形成ブレード、１０８…クリーニングブレード、１０９…鋸歯電極、１０９ａ…電極１０９ａ、９…定着装置、１０…発熱ローラ、１１…加熱ヒータ、１２…加圧ローラ、１３…サーミスタ、１５ａ〜１５ｖ…記録紙搬送ローラ、１６…転写ベルト、１７ａ〜１７ｄ…転写ローラ、１８ａ、１８ｂ…ドライブローラ、１９ａ、１９ｂ…記録紙走行ガイド、２０…転写ベルトクリーニングブレード、２１…廃棄現像剤タンク、２２…記録紙カセット、２２…排紙トレイ、Ｐ…記録紙、Ｔ、ＴＫ、ＴＣ、ＴＹ、ＴＭ…トナー、２４〜２９…直流電源、３０…インパルス電源、４０…画像形成部、５０…現像装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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