JP2001242688A - 非接触現像方法、非接触現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ＤＣオフセット電圧をＡＣ電圧に重畳した駆動
電圧を、非接触現像ローラに印加して、トナー現像する
非接触現像方法に関し、選択現像現象を防止する。 【構成】大きな粒径のトナーの飛翔速度と、小さな粒径
のトナーの飛翔速度との速度比は、現像ローラに印加さ
れる交流電圧（４５）の駆動周波数ｆにより、変化する
ため、交流成分の駆動周波数ｆを、トナーの選択現像を
発生しない範囲に設定することにより、有効に選択現像
現象を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、感光ドラム等の潜像担
持体にトナー像を形成するための非接触現像方法、その
装置及び画像形成装置に関し、特に、直流と交流とを重
畳した現像バイアスを印加して、トナーを飛翔させ、潜
像担持体の潜像を現像する非接触現像方法、その装置及
び画像形成装置に関する。

【０００２】近年、電子写真装置、特に、電子写真プリ
ンタにおいて、高速化と高画質化が要求されている。こ
のため、非接触現像方法が提案されている。非接触現像
方法は、感光ドラムと現像器の現像ローラとを非接触状
態に保ち、現像ローラのトナーを感光ドラムに飛翔さ
せ、感光ドラムの静電潜像を現像するものである。

【０００３】

【従来の技術】非接触状態で現像するには、現像ローラ
のトナーを、感光ドラムに飛翔させる必要がある。この
ため、現像ローラと感光ドラムとの間に、バイアス電圧
を印加する。印加電圧は、直流オフセット電圧に交流電
圧を重畳した電圧である。この電圧の印加により、トナ
ーは、感光ドラムと現像ローラとの間を振動しながら、
感光ドラム上の潜像に付着し、現像が行われる。

【０００４】この方法は、非接触であるため、画像形成
プロセス速度を速くする事ができ,かつ現像ローラ上の
現像剤が感光ドラムのトナー像を乱すことを防止でき、
高速印刷及び高画質印刷が実現できる。この交流電界を
印加する方法は、日本国特開平６−１９２１３号公報、
特開平７−７２６９９号公報、特開平７−114223号公報
等により開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来提
案されている周波数の交流電界（例えば、６０００ヘル
ツ）を印加すると、初期の印刷では、画像品質が高く、
印刷するに従い、画像品質が低下するという問題があ
る。即ち、現像剤のトナーの粒子径は均一でなく、ある
程度の分布を持つ。一般に、粒子径の大きいトナーは、
帯電量が低く、粒子径の小さいトナーは、帯電量が高
い。

【０００６】現像ローラと感光ドラムとの間の空隙の電
界Ｅに対するクーロン力Ｆは、Ｆ＝ｑＥであるから、帯
電量の高い小粒子のトナー程、感光ドラムに飛翔しやす
くなる。このため、現像器のトナーは、小粒子径のトナ
ーほど早く消費され、大粒子径のトナーが残る。このた
め、印刷枚数が多くなるに従い、現像のためのトナー粒
子径が大きくなる。これは、選択現像現象と言われてい
る。このため、印刷枚数の増加に応じて、解像度が低下
し、画像品質が低下するという問題がある。

【０００７】このため選択現象を防止するためには、現
像器に投入するトナーの粒径を揃える必要がある。しか
しながら、粒径の揃えたトナーを求めるのは、困難であ
る。特に、近年の画質の向上のため、トナーの粒径は、
10ミクロン以下である。このような微小トナーの粒径を
揃えるのは、不可能に近い。

【０００８】従って、本発明の目的は、選択現像現象を
有効に防止するための非接触現像方法、その装置及び画
像形成装置を提供するにある。

【０００９】本発明の他の目的は、トナーの飛翔特性を
利用して、選択現像現象を防止するための非接触現像方
法、その装置及び画像形成装置を提供するにある。

【００１０】本発明の更に他の目的は、粒子径の大きい
トナーは、空気抵抗に対し速度が落ちないことに注目し
て、粒径の大きいトナーの飛翔特性を有効に利用して、
選択現像現象を防止するための非接触現像方法、その装
置及び画像形成装置を提供するにある。

【００１１】本発明の更に他の目的は、交流成分の周波
数の設定により、選択現像現象を防止するための非接触
現像方法、その装置及び画像形成装置を提供するにあ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の非接触現像方法
は、直流成分に交流成分が重畳された現像バイアスの印
加により，現像剤担持体のトナーを、潜像担持体に飛翔
して、前記潜像担持体の静電潜像を現像する方法であ
る。そして、前記交流成分の周波数ｆが、前記トナーの
選択現像の生じない範囲に設定される。

【００１３】本発明の非接触現像装置は、トナーを担持
する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に直流成分に交
流成分が重畳された現像バイアスを印加する手段とを有
し、前記バイアスの印加により，前記現像剤担持体のト
ナーを、潜像担持体に飛翔して、前記潜像担持体の静電
潜像を現像する装置である。そして、前記交流成分の周
波数ｆが、前記トナーの選択現像を発生しない範囲に設
定した。

【００１４】本発明の画像形成装置は、潜像担持体と、
トナーを担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に
直流成分に交流成分が重畳された現像バイアスを印加す
る手段とを有し、前記バイアスの印加により，前記現像
剤担持体のトナーを、潜像担持体に飛翔して、前記潜像
担持体の静電潜像を現像する装置である。そして、前記
交流成分の周波数ｆを、前記トナーの選択現像を発生し
ない範囲に設定した。

【００１５】本発明の発明者は、交流成分の周波数と、
トナーの飛翔速度との関係を研究したところ、粒径の大
きさにより、トナーの飛翔速度が異なることを見出し
た。そして、大きな粒径のトナーの飛翔速度が、小さな
粒径のトナーの飛翔速度より早くなると、帯電量が小さ
く、粒径の大きなトナーも飛翔し易くなり、選択現像を
防止できることが判った。

【００１６】大きな粒径のトナーの飛翔速度と、小さな
粒径のトナーの飛翔速度との速度比は、交流電圧の周波
数により、変化することを見出したため、交流成分の周
波数ｆを、トナーの選択現像を発生しない範囲に設定す
ることにより、有効に選択現像現象を防止することがで
きる。交流成分の周波数ｆを設定するだけで良いため、
現像剤の粒径を調整する必要がなく、容易に選択現像を
防止できる。

【００１７】本発明の非接触現像方法の他の態様は、前
記周波数の範囲は、５×１０・ｖ≦ｆ≦１．３６・η/
(r²・δ)である。但し、ｖは、前記潜像担持体のプロセ
ス速度、ｒは、前記トナー粒子の半径, ηは 、空気の
粘性抵抗、δは、前記トナー粒子の密度である。

【００１８】この態様では、周波数の上限を、大きな粒
径のトナーの飛翔速度と、小さな粒径のトナーの飛翔速
度との速度比が、一定値以上となるように定め、下限値
を濃度ムラの生じない範囲に定めた。このため、濃度ム
ラが生じることなく、しかも選択現像を防止できる。

【００１９】本発明の他の態様の非接触現像方法は、前
記交流成分の周波数ｆが、前記平均粒子径のトナーに対
し、１．５倍の粒子径のトナーの速度比が,１.１倍以上
となるように設定した。

【００２０】この態様では、通常のトナーの粒径分布
が、平均粒径に対し、およそ1.5倍の範囲内にあること
から、その1.5倍のトナーの平均粒径のトナーに対する
速度比を、1.1倍とすることにより、有効に選択現像を
防止することができる。

【００２１】本発明の別の態様の非接触現像方法は、前
記交流成分の１周期における前記潜像担持体の移動量
が、０．２ｍｍ以下となるように、前記交流成分の周波
数ｆを設定した。

【００２２】この態様では、交流成分の１周期が長い
（即ち、周波数が低い）と、濃度ムラが発生するため、
濃度ムラが生じない下限を定めたものである。このた
め、濃度ムラが生じることなく、しかも選択現像を防止
できる。

【００２３】

【発明を実施するための最良の形態】以下、本発明を、
画像形成装置、現像方法、実施例、他の実施の形態の順
で説明する。

【００２４】・・画像形成装置・・ 図１は、本発明の一実施の態様の画像形成装置の構成
図、図２は、現像装置の拡大図である。図１は、画像形
成装置として、電子写真プリンタを示している。

【００２５】図１に示すように、電子写真装置は、潜像
担持体として、感光ドラム１を有する。感光ドラム１
は、ＯＰＣドラムで構成されており、例えば、暗部電位
が、−７００Ｖ±２０Ｖ，明部電位が、−８０Ｖ±１０
Ｖである。帯電器２は、帯電ブラシで構成され、感光ド
ラム１を一様帯電する。帯電ブラシ２は、導電性レーヨ
ン等で形成される。印加電圧は、直流オフセット電圧が
重畳された交流電圧である。光像露光器３は、感光ドラ
ム１に光像を露光して、感光ドラム１に、静電潜像を形
成する。例えば、ＬＥＤアレーを用いることができる。

【００２６】非接触現像器４は、感光ドラム１の静電潜
像をトナーにより、現像する。この現像器４は、一成分
現像器で構成されている。現像ローラ４０は、感光ドラ
ム１に非接触であり、トナー４３を感光ドラム１に搬送
する。現像ローラ４０は、例えば、アルミで構成され、
その表面は、トナー４３を搬送するため、ブラスト処理
されている。

【００２７】リセットローラ４１は、図２に示すよう
に、現像ローラ４０と同一方向に回転し、現像ローラ４
０からトナーを除去する。リセットローラ４１は、ウレ
タン樹脂で形成されている。ブレード４４は、ステンレ
スで構成され、現像ローラ４０のトナーの層厚を一定値
に規制するものである。

【００２８】パドルローラ４２は、現像器４内のトナー
４３を攪拌して、トナー４３を帯電する。トナー４３
は、例えば、着色剤を含有するポリエステル樹脂に、導
電剤とシリカを外添したものである。

【００２９】転写器５は、転写ローラで構成されてい
る。転写ローラは、発泡ポリウレタンで構成され、かつ
定電流駆動される。転写ローラ５は、感光ドラム１のト
ナー像を媒体８に転写する。クリーナー６は、ブレード
により感光ドラム１の残留トナーを除去する。定着器７
は、媒体８のトナー像を熱定着する。

【００３０】図２に示すように、現像ローラ４０は、感
光ドラム１に非接触である。現像ローラ４０の回転方向
は、感光ドラム１の回転方向と逆であり、いわゆるｗｉ
ｔｈ回転である。リセットローラ４１の回転方向は、現
像ローラ４０の回転方向とｙ同一であり、いわゆるカウ
ンタ回転である。

【００３１】この現像ローラ４０とリセットローラ４１
とには、現像バイアス電源４７から現像バイアス電圧が
印加されている。現像バイアス電源４７は、直流電圧Ｄ
Ｃ源４６と、交流電圧ＡＣ源４５とを直列に接続して、
従って、現像ローラ４０には、直流オフセット電圧を持
つ交流電圧が印加される。

【００３２】この交流電圧により、現像ローラ４０上の
トナー４３は、振動し、飛翔し易くなり、直流オフセッ
ト電圧に従い、感光ドラム１方向に飛翔する。これによ
り、感光ドラム１の静電潜像が現像される。前述のよう
に、空隙の電界に対し、帯電量の大きいトナーは、強い
クーロン力を持つため、帯電量の大きい小粒径のトナー
が、感光ドラム１に付着しやすい。このため、選択現像
現象が発生する。

【００３３】本発明は、粒子径の大きいトナーの飛翔特
性を利用して、この選択現像を抑えるものである。以
下、その方法を現像方法により説明する。

【００３４】・・現像方法・・ 図３は、本発明の一実施の態様の非接触現像のモデル図
であり、非接触現像におけるトナーの挙動を解析するた
め、現像部をモデル化したもである。

【００３５】先ず、トナーの運動方程式を求める。図３
に示すように、トナー４３の粒子１個の質量をｍ、その
加速度をａ、トナーに働く力をｆ、時間をｔ、トナー粒
子の速度をｖ（ｔ）、円周率をπ、空気の粘性抵抗を
η、トナー粒子の半径をｒ、トナー粒子の帯電量をｑ、
トナー粒子の半径をｒとする。また、空気の誘電率をε
０、トナーの比誘電率をεｔ、ＯＰＣドラム１の比誘電
率をεｄとする。

【００３６】ニュートンの法則から、トナーに働く空気
中の力学的な力ｆは、下記（１）式で与えられる。

【００３７】 ｆ＝ｍａ＋６πηｒｖ（ｔ） （１） 又、クーロンの法則から、電気的に与えられる力ｆは、
下記（２）式で与えられる。

【００３８】 ｆ＝ ｑＥ（ｔ） （２） 但し、Ｅ（ｔ）は、空隙の電界強度である。

【００３９】更に、トナーが付着するための鏡像力を考
察する。トナーが現像ローラ４０に付着する鏡像力ｆａ
は、下記（３）式で示される。

【００４０】 ｆａ＝ｑ²／４πεｔε０（２ｒ）² （３） 又、トナーがＯＰＣドラム１に付着する鏡像力ｆｄは、
下記（４）式で示される。

【００４１】 ｆｄ＝ｑ²／４πε０（２ｒ＋２ｄ／εｄ）² （４） 従って、トナーの運動方程式は、トナーが現像ローラか
ら空隙中に飛翔する時は、下記（５）式で示される。

【００４２】 ｍａ＝ｑＥ−６πηｖ（ｔ）−ｆａ （５） 又、トナーがＯＰＣドラムから空隙中に飛翔する時は、
下記（６）式で示される。

【００４３】 ｍａ＝ｑＥ−６πηｖ（ｔ）−ｆｄ （６） ここで、空隙は、トナーの粒子径に対し、十分大きいた
め、飛翔中の鏡像力ｆａ、ｆｄは無視できる。従って、
（５）式、（６）式とも、下記（７）式で示される。

【００４４】

【数 １】

【００４５】（７）式の両辺を、ラプラス変換により、
ｓ領域に変換する。ここで、Ｖ（ｓ），Ｅ（ｓ）を、下
記（８）式、（９）式で定義する。

【００４６】

【数 ２】

【００４７】

【数 ３】

【００４８】従って、ラプラス変換式は、下記（１０）
式で示される。

【００４９】

【数 ４】

【００５０】ここで、トナー粒子の初期速度ｖ（０）＝
０とすると、（１０）式は、下記（１１）式に変形され
る。

【００５１】 ｍｓＶ（ｓ）＋ｍｖ（０）＋６πηｒＶ（ｓ）−ｑＥ（ｓ）＝０ （１１） 従って、Ｖ（ｓ）は、下記（１２）式により得られる。

【００５２】 Ｖ（ｓ）＝ｑＥ（Ｓ）／（ｍｓ＋６πηｒ） （１２） ここで、Ｈ（ｓ）を、下記（１３）式で定義すると、
（１２）式は、（１４）式に変形される。

【００５３】 Ｈ（ｓ）＝１／（ｓ＋６πη（ｒ／ｍ）） （１３） Ｖ（ｓ）＝（ｑ／ｍ）Ｈ（ｓ）Ｅ（ｓ） （１４） （１４）式において、Ｅ（ｓ）は、電気的特性であるか
ら、トナーの粒子速度に関する空隙中の飛翔特性は、Ｈ
（ｓ）で示される。

【００５４】ここで、ｓ＝ｊωとし、（１３）式から、
複素関数領域（ｓ領域）での絶対値｜Ｈ（ｊω）｜を求
めると、（１５）式のトナーの周波数特性が得られる。

【００５５】

【数 ５】

【００５６】ここで、印加する交流電圧の周波数をｆと
すると、ω＝２πｆの関係にあるから、空気粘性η＝
１．８２×１０^-5kg/m・s、トナーの質量ｍ＝（４／
３）πｒ³×１１００kg/m ³ （但し、１１００kg/m ³は
トナーの密度である）として、（１５）式に代入し、
（１４）式により、粒子径と交流成分の周波数との関係
をシュミレーションした。この結果を、図４及び図５に
示す。

【００５７】図４は、横軸をトナー粒子径ｄ（＝２ｒ）
にとり、縦軸に粒子速度を取っている。そして、各周波
数、即ち、２００ヘルツ、５００ヘルツ、７００ヘル
ツ、１０００ヘルツ、２０００ヘルツでの特性を示して
いる。図５は、横軸を交流成分の周波数（ヘルツ）にと
り、縦軸に粒子速度を取っている。そして、各トナー粒
子径、即ち、１２μｍ、１０μｍ、８μｍ、６μｍ、４
μｍでの特性を示している。

【００５８】図４及び図５から、同一の周波数でも、ト
ナー粒子径が大きい程、トナーの飛翔速度が速く、飛翔
しやすい事がわかる。また、この傾向は、周波数が低い
ほど、顕著である。この結果から、交流駆動周波数を適
切に選定することにより、帯電量の小さい大粒径のトナ
ーでも、帯電量の大きい小粒径のトナーと同様に、飛翔
できることが判る。即ち、駆動周波数を選定することに
より、選択現像の発生を防止できる。

【００５９】次に、この駆動周波数の条件を説明する。
図６は、トナーの粒径の分布図である。図６に示すよう
に、市販の平均粒径７μｍのトナーの個数分布を調べる
と、殆どのトナーは、５μｍから１０μｍの範囲にあ
る。尚、コールカウンタにより、トナーの粒径の個数分
布を測定した。

【００６０】従って、現像器に投入されるトナーで、消
費されるトナーの最大粒径は、平均粒径の約１．５倍
（１０／７）と考えられる。

【００６１】図７は、トナー粒径とその粒径のトナーの
帯電量との関係図である。図７に示すように、トナー粒
径が大きくなるに従い、帯電量が減少することが判る。
この帯電量の相違により、大きな粒径のトナーは、飛翔
しにくくなり、問題としている選択現像現象が生じる。
特に、各色のトナーを重ね合わせるカラー電子写真で
は、媒体上で各色のトナーの粒径が異なり、カラー画質
が低下する。

【００６２】この選択現像現象を防止するには、図６の
トナー粒径分布から、平均粒径の約１．５倍の大きな粒
径のトナーの飛翔速度を、平均粒径のトナーの飛翔速度
より速くすれば良い。前述の図４及び図５から、交流周
波数の選定により、この条件を満足させることができ
る。

【００６３】前述の式（１４）、式（１５）から、｜Ｈ
（ｊω）｜により、トナーの飛翔特性が定義されるか
ら、トナー密度をδとすると、平均粒径ｄ＝２ｒの周波
数特性｜Ｈ（ｊω）｜１は、下記（１６）式で示され
る。

【００６４】 ｜Ｈ（ｊω）｜１＝１／SQRT（ω² ＋（４．５η/(r²・δ) ²） （１６） 同様に、平均粒径dの１．５＝倍の粒径（ｄ＝３ｒ）の
周波数特性｜Ｈ（ｊω）｜２は、下記（１７）式で示さ
れる。

【００６５】 ｜Ｈ（ｊω）｜２＝１／SQRT（ω² ＋（２η/(r²・δ) ²） （１７） 両周波数特性の比｜Ｈ（ｊω）｜２／｜Ｈ（ｊω）｜１
に対する３０００枚での粒径変化を、図８に示す。図８
では、横軸に前述の比をとり、縦軸に、初期のトナー平
均粒子径に対する３０００枚印刷後のトナー平均粒子径
の比をとってある。尚、平均粒子径の測定は、現像ロー
ラ上のトナーを、コールカウンタで測定した。図８より
明らかな如く、比が１．１以上であると、粒径変化が、
１．２以下となり、粒径変化が問題とならない範囲とな
る。一方、比が１．１より小さいと、粒径変化は急激に
増加する。従って、比を１．１以上であることが最適で
ある。

【００６６】このことは、下記式（１８）のように、交
流周波数を選定すれば、選択現像を防止できる。

【００６７】 ｜Ｈ（ｊω）｜２／｜Ｈ（ｊω）｜１≧１．１ （１８） 即ち、平均粒径のトナーに対し、１．５倍の粒子径のト
ナーが、速度比で１．１倍以上であれば良いことが判
る。これにより、（１８）式に,（１６）式、（１７）
式を代入して、周波数ｆの範囲を求めると、下記（１
９）式の周波数範囲が得られる。

【００６８】 ｆ≦１．３６η/(r²・δ) （１９） これにより、選択現像を防止するための、周波数の上限
が定義された。次に、交流周波数の下限について、検討
する。周波数が低いと、現像時に、ベタ黒印刷で白線
（横筋）が生じる。そこで、周波数の下限値は、現像時
に、ベタ黒印刷で白線（横筋）が目立たないレベルに定
める。

【００６９】感光ドラム１のプロセス速度（ドラム周
速）をｖとし、現像バイアスの交流成分の１周期のドラ
ム移動量をｌとすると、下記（２０）式が成立する。

【００７０】 ｌ＝ｖ／ｆ （２０） このｌを変化し、現像（ベタ黒印刷）を行い、その印刷
濃度ムラ（ΔＯＤ）を濃度計により、測定した。図９
は、その結果をグラフ化したものであり、横軸にｌ、縦
軸にΔＯＤをとっている。図９の実験結果から、ｌが、
０．２ｍｍ以下であれば、印刷濃度ムラが生じないこと
が判った。ｌが０．５ｍｍ以上では、黒ベタ印刷領域に
濃度ムラが発生し、ｌが短くなるにつれ、濃度ムラは少
なくなり、ｌが０．２ｍｍ以下では、濃度ムラのない均
一な濃度が得られる。

【００７１】従って,周波数の下限は、（２０）式と、
ｌ≦０．２ｍｍの条件から、下記（２１）式となる。

【００７２】 ｆ＞５×１０^-4ｖ （２１） このように、粒子径の大きいトナーの飛翔特性を利用す
ることにより、選択現像現象を防止できる。このため、
印刷枚数の増加に従い、解像度が変化することを防止で
き、均一な画質の印刷が可能となる。しかも、濃度ムラ
も防止できる。更に、交流周波数の選定で実現できるた
め、容易に且つ安価に実現できる。

【００７３】図１０は、前述の（１９）式から得られる
粒子径２ｒと上限周波数との関係図である。図１０か
ら、粒子径が小さい程、上限周波数が高いことが判る。
図１１は、前述の（２１）式から得られるプロセス速度
と下限周波数との関係図である。図１１から、プロセス
速度が速い程、下限周波数が高いことがわかる。

【００７４】従って、トナー粒子径及びプロセス速度か
ら、選択現像の生じない交流周波数を選択できる。

【００７５】・・実施例・・ 次に、実施例を説明する。図１の印刷装置に、平均粒子
径７．１μｍのポリエステル樹脂トナーを投入し、印刷
を行った。そして、印刷枚数１０００枚毎に、現像器内
のトナーを取り出し、その平均粒子径を測定した。図１
２は、従来例の特性図であり、交流電圧の駆動周波数
が、２０００Hz、デユーテイ３５％（トナーがドラムに
向かう時間）、駆動波形は、矩形波とし、ＡＣｐ−ｐ
（ピークトウピーク）は、２．４ｋＶ、ＤＣオフセット
電圧―５００Ｖ、ドラム・現像ローラのギャップを３０
０μｍとした。

【００７６】以上の条件で、５％の印字ランニングを行
った時の粒子径の変化を、図１２に示す。初期には、
７．１μｍであった平均粒子径は、印刷枚数の増加に従
い、徐々に大きくなり、３０００枚では、１０．１μｍ
となった。平均粒子径が約１．４２２倍となり、選択現
像が現れていることがわかる。

【００７７】図１３は、本発明の実施例としての、前述
の条件において、交流電圧の駆動周波数を、８００Hzと
した場合である。初期７．１μｍであったトナーの平均
粒子径は、３０００枚の印刷後でも、７．９μｍであ
り、選択現像を有効に防止している。

【００７８】・・他の実施の態様・・ 図１４は、本発明の他の実施の態様の構成図であり、カ
ラープリンタを示している。

【００７９】上述の態様では、図１のように、モノクロ
の印刷装置で説明した。このプリンタでは、印刷枚数に
より、画像の解像度が変化しない。即ち、カラー印刷装
置１０でトナー粒子径を生かした解像度の印刷を均一に
実行できるという利点がある。この現像方法をカラー印
刷装置１０に適用すると、更なる効果を奏する。即ち、
図１４に示すように、カラー印刷装置１０では、各色毎
に現像器４Ｙ〜４Ｋを有する。例えば、マゼンダ、シア
ン、イエロー、ブラックの４色の現像器４Ｍ、４Ｃ、４
Ｙ、４Ｋを有する。

【００８０】カラー印刷装置１０の場合、各色のトナー
消費量は、均一でない。このため、現像器の各色のトナ
ー量は、異なる。従って,選択現像が生じると、現像像
の各色のトナー粒子径が異なる。このため、複数色のト
ナーを混色した場合、期待している色と異なる自体が発
生する。例えば、７μｍの粒子径のマゼンダ色のトナー
と７μｍの粒子径のシアン色のトナーとを混色した色
と、７μｍの粒子径のマゼンダ色のトナーと１０μｍの
粒子径のシアン色のトナーとを混色した色とは、明らか
に異なる。

【００８１】従って、本発明を,複数色のトナーを使用
するカラー印刷装置に適用することにより、印刷枚数に
従う色の変化を防止できる。

【００８２】また、１成分現像剤で説明したが、同様
に、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤にも適用
できる。

【００８３】以上、本発明を実施の態様により説明した
が、本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形が可能
であり、それらを本発明から排除するものではない。

【００８４】

【発明の効果】本発明によれば、以下の効果を奏する。 （１）大きな粒径のトナーの飛翔速度を、小さな粒径の
トナーの飛翔速度より早くして、帯電量の小さい粒径の
大きなトナーも飛翔し易くしたため、選択現像を防止で
きる。 （２）大きな粒径のトナーの飛翔速度と、小さな粒径の
トナーの飛翔速度との速度比は、交流電圧の周波数によ
り、変化するため、交流成分の周波数ｆを、トナーの選
択現像を発生しない範囲に設定することにより、有効に
選択現像現象を防止することができる。 （３）交流成分の周波数ｆを設定するだけで良いため、
現像剤の粒径を調整する必要がなく、容易に選択現像を
防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の態様の画像形成装置の構成図
である。

【図２】図１の現像器の拡大図である。

【図３】図２の非接触現像のモデル図である。

【図４】本発明の説明のためのトナー粒子径と飛翔速度
との関係図である。

【図５】本発明の説明のための交流周波数と粒子速度と
の関係図である。

【図６】本発明の説明のためのトナー粒径分布図であ
る。

【図７】本発明の説明のための帯電量の粒径依存性の説
明図である。

【図８】本発明の飛翔特性と粒径変化の関係図である。

【図９】本発明の交流周波数と濃度ムラとの関係図であ
る。

【図１０】本発明による粒子径と上限周波数との関係図
である。

【図１１】本発明によるプロセス速度と下限周波数との
関係図である。

【図１２】本発明の比較例説明図である。

【図１３】本発明の実施例の説明図である。

【図１４】本発明の実施の態様の構成図である。

【符号の説明】

１ 感光ドラム ２ 帯電器 ３ 露光器 ４ 現像器 ４０ 現像ローラ ４３ トナー ４５ 交流電源 ４６ 直流電源

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】直流成分に交流成分が重畳された現像バイ
   アスの印加により，現像剤担持体のトナーを、潜像担持
   体に飛翔して、前記潜像担持体の静電潜像を現像する非
   接触現像方法において、 前記交流成分の周波数ｆを、前記トナーの選択現像を発
   生しない範囲に設定したことを特徴とする非接触現像方
   法。
2. 【請求項２】請求項１の非接触現像方法において、 前記交流成分の周波数が、次の範囲にあることを特徴と
   する非接触現像方法。 ５×１０・ｖ≦ｆ≦１．３６・η/(r²・δ) 但し、ｖは、前記潜像担持体のプロセス速度、ｒは、前
   記トナー粒子の半径,ηは、空気の粘性抵抗、δは、前
   記トナー粒子の密度である。
3. 【請求項３】請求項１の非接触現像方法において、 前記交流成分の周波数ｆが、前記平均粒子径のトナーに
   対し、１．５倍の粒子径のトナーの速度比が,１.１倍以
   上となるように設定したことを特徴とする非接触現像方
   法。
4. 【請求項４】請求項１の非接触現像方法において、 前記交流成分の１周期における前記潜像担持体の移動量
   が、０．２ｍｍ以下となるように、前記交流成分の周波
   数ｆを設定したことを特徴とする非接触現像方法。
5. 【請求項５】トナーを担持する現像剤担持体と、前記現
   像剤担持体に直流成分に交流成分が重畳された現像バイ
   アスを印加する手段とを有し、前記バイアスの印加によ
   り，前記現像剤担持体のトナーを、潜像担持体に飛翔し
   て、前記潜像担持体の静電潜像を現像する非接触現像装
   置において、 前記交流成分の周波数ｆを、前記トナーの選択現像を発
   生しない範囲に設定したことを特徴とする非接触現像装
   置。
6. 【請求項６】潜像担持体と、トナーを担持する現像剤担
   持体と、前記現像剤担持体に直流成分に交流成分が重畳
   された現像バイアスを印加する手段とを有し、 前記バイアスの印加により，前記現像剤担持体のトナー
   を、潜像担持体に飛翔して、前記潜像担持体の静電潜像
   を現像する画像形成装置において、 前記交流成分の周波数ｆを、前記トナーの選択現像を発
   生しない範囲に設定したことを特徴とする画像形成装
   置。