JP2002072640A

JP2002072640A - 現像装置

Info

Publication number: JP2002072640A
Application number: JP2000262422A
Authority: JP
Inventors: Hidenori Kin; 英憲金
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2000-08-31
Filing date: 2000-08-31
Publication date: 2002-03-12

Abstract

(57)【要約】【課題】現像バイアスとして潜像担持体の非画像部電
位を越えて交流重畳バイアスを設定する場合でも、カブ
リや細線の途切れ、太り、散りによるにじみなどが発生
しないようにする。【解決手段】現像剤担持体２上に現像剤薄層を形成し
直流バイアス５に交流を重畳した交流重畳バイアス６を
現像剤担持体２に印加して潜像担持体１の潜像を現像す
る現像装置において、交流重畳バイアス５、６が潜像担
持体１の非画像部表面電位を超える値の１周期の積分値
Ｉvmax-v₀を現像剤担持体２より潜像担持体１の非画像
部へ現像剤を転移させる仕事量以下になるように設定
し、現像バイアスとして潜像担持体１の非画像部電位を
越えて交流重畳バイアス５、６を設定する場合でも、カ
ブリや細線の途切れ、太り、散りによるにじみなどが発
生しないようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、現像剤担持体上に
現像剤薄層を形成し直流バイアスに交流を重畳した交流
重畳バイアスを前記現像剤担持体に印加して潜像担持体
の潜像を現像する現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１２は現像装置の現像剤担持体に印加
される交流重畳バイアスの大きさを説明するための図で
ある。従来より現像装置において、層形成部材により現
像剤担持体上に現像剤薄層を形成してその現像剤を潜像
担持体の画像部に移動させ付着させるため、現像剤担持
体に直流バイアスが印加されるが、現像剤に振動を与え
現像剤担持体上から画像部へ移動を容易にするために交
流が重畳される（例えば特公昭６３−４２７８７号公
報、特公昭６４−５２９３号公報参照）。この現像装置
は、現像剤担持体と潜像担持体との間にギャップを有し
潜像担持体の画像部に現像剤担持体から現像剤を飛ば
す、所謂非接触のジャンピング現像であり、交流の振幅
（Ｖ_pp＝Ｖ_max−Ｖ_min）は、図１２に示すように潜像
担持体の非画像部電位Ｖ₀と画像部電位Ｖ_ONとの幅を越
える大きさに設定されている。これは、潜像担持体の画
像部に現像剤を付着させるのに十分なバイアスの閾値が
非画像部の電位より高くなり、逆に非画像部に付着した
現像剤を剥離するのに十分なバイアスの閾値が画像部の
電位より低くなるためである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】現像剤担持体に対し、
潜像担持体の非画像部電位を越えて現像バイアスが設定
された場合、バイアス条件によっては、非画像部への地
カブリが発生する場合があり、画像品質が低下する。交
流を重畳する上記従来の装置では、その振幅Ｖ_ppを大き
くした方が画像は向上するが、そのために振幅Ｖ_ppを大
きくすると、潜像担持体の非画像部電位を大きく越えて
しまうという問題が生じる。

【０００４】そのため従来の現像装置では、潜像担持体
の非画像部に現像剤が付着し、剥離が十分に実現しにく
く、非画像部に現像剤が付着するカブリが発生したり、
中間調画像での細線の途切れ、太り、散りによるにじみ
などが発生し、画質が低下するという問題が生じてい
る。特に、カラー画像の形成では、このようなカブリや
細線の途切れ、太り、散りによるにじみなどが発生する
と、各色材の重ね合わせ出力となるため、ハーフトーン
で満足のできる色がだせなくなるという問題がある。ま
た、これらの問題を軽減するためには、現像剤担持体と
潜像担持体との間の高精度なギャップ管理が必要にな
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するものであって、現像バイアスとして潜像担持体の
非画像部電位を越えて交流重畳バイアスを設定する場合
でも、カブリや細線の途切れ、太り、散りによるにじみ
などが発生しないようにするものである。

【０００６】そのために本発明は、現像剤担持体上に現
像剤薄層を形成し直流バイアスに交流を重畳した交流重
畳バイアスを前記現像剤担持体に印加して潜像担持体の
潜像を現像する現像装置において、前記交流重畳バイア
スが前記潜像担持体の非画像部表面電位を超える値の１
周期の積分値Ｉvmax-v₀を前記現像剤担持体より前記潜
像担持体の非画像部へ現像剤を転移させる仕事量以下に
なるように設定したことを特徴とし、前記仕事量以下に
なる前記積分値Ｉvmax-v₀として、少なくとも０．１２
（Ｖ・ｓｅｃ）以下に設定し、さらに、前記現像剤担持
体と潜像担持体との間にギャップｇ（ｍｍ）を有する場
合には、当該ギャップｇを０．５（Ｖ・ｓｅｃ／ｍｍ）
に乗じた値を０．１２（Ｖ・ｓｅｃ）に加算した値以下
に設定したことを特徴とするものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。図１は本発明に係る現像装置の
実施の形態を説明するための図、図２は本発明に係る現
像装置の交流重畳バイアスを説明するための図、図３は
帯電ローラに印加される直流バイアスと潜像担持体の表
面電位との関係を説明するための図、図４は現像γ、交
流重畳バイアスの最大値・最小値間電圧Ｖ_PP、閾値Ｖth
の関係を説明するための図である。図中、１は潜像担持
体、２は現像剤担持体、３は供給部材、４は層形成部
材、５は直流現像バイアス電源、６は交流バイアス電源
を示す。

【０００８】図１において、潜像担持体１は、例えばＮ
ｉ電鋳管ベルト上に感光層を形成させた感光体ユニット
を用いたものであり、接触して従動回転する帯電ローラ
（図示せず）に直流バイアスＶ_aが印加されることによ
り非画像部表面電位（帯電電位、非画像部電位）Ｖ₀が
設定され、露光データにより書き込みが行われ画像部電
位（露光電位）で静電潜像が形成されるものである。現
像剤担持体２は、潜像担持体１に当接して潜像担持体１
の表面に露光データにより書き込まれた静電潜像に現像
剤を付着させて現像するものである。供給部材３は、現
像剤担持体２と接触回転するように配置されて現像剤担
持体２に現像剤を供給するものであり、層形成部材４
は、現像剤担持体２の上に現像剤薄層を形成する弾性規
制部材である。

【０００９】直流現像バイアス電源５及び交流バイアス
電源６は、現像剤担持体２及び供給部材３に交流重畳バ
イアスを印加するものであり、図２に示すようにこの交
流重畳バイアスが潜像担持体１の非画像部表面電位Ｖ₀
を超える値の１周期の積分値Ｉvmax-v₀（Ｖ・ｓｅｃ）
を現像剤担持体２より潜像担持体の非画像部へ現像剤を
転移させる仕事量以下になるように設定している。この
積分値Ｉvmax-v₀の範囲は、後述するようにＩvmax-v₀≦０．１２＋０．５ｇで求められる。現像剤担持体２に対して加える交流重畳
バイアス源としては、例えば５０％デューティの方形波
が比較的安価に簡略な電源回路で実現できるが、この他
にも台形波、三角波、正弦波等を使用することも可能で
あり、デューティも任意に可変である。図２（Ａ）は方
形波で最大値Ｖ_maxが非画像部表面電位Ｖ ₀より小さい
場合、図２（Ｂ）は方形波、図２（Ｃ）は三角波、図２
（Ｄ）は方形波でバイアス立ち上がりの悪い場合、図２
（Ｅ）は正弦波を示している。交流重畳バイアスは、図
に示すように最大値Ｖ_max、最小値Ｖ_minで、直流現像
バイアスＶ_dcに交流を重畳したものである。

【００１０】潜像担持体１の表面電位は、表面電位計
（トレック社製：Ｍodel1344など）により測定でき、帯
電ローラに印加される直流バイアスＶ_aにより変化し、
その直流バイアスＶ_aと表面電位Ｖ₀、Ｖ_ONとの関係を
示したグラフが図３である。このように直流バイアスＶ
_aの設定により表面電位Ｖ₀、Ｖ_ONを定めることがで
き、直流現像バイアスＶ_dcや最大値・最小値間電圧Ｖ_PP
（＝Ｖ_max−Ｖ_min）及び帯電ローラの直流バイアスＶ
_aは任意に設定することが可能であるので、例えば中間
転写媒体上で現像剤の濃度検知を行った後、所望の濃度
が得られる直流現像バイアスＶ_dcや最大値・最小値間電
圧Ｖ_PPを設定し、それらの値に応じて予めデータ入力さ
れたＶ₀ーＶ_aの関係式から直流バイアスＶ_aを設定す
ることができる。また、１周期の積分値Ｉvmax-v₀は、
潜像担持体１の非画像部表面電位Ｖ₀とオシロスコープ
などで測定した交流重畳バイアスの波形から測定するこ
とができる。

【００１１】図４において、横軸は電位Ｖ、縦軸は現像
剤の付着濃度を示し、直流現像バイアスＶ_dcによる現像
γ１に対し最大値・最小値間電圧Ｖ_PPの交流重畳バイア
スによる現像γ１′はより寝た特性となり階調性が良好
となる。しかも、交流重畳バイアスの最小値Ｖ_minを直
流現像バイアスとした場合の現像γ_minと最大値Ｖ_ma _x
を直流現像バイアスとした場合の現像γ_maxとすると、
この振幅の交流重畳バイアスを印加した場合には、図示
のようにその間で寝た特性となるので、振幅が大きくな
るほど大きく寝た特性となる。つまり、交流重畳バイア
スによる現像γ１′は、交流重畳バイアスの最大値・最
小値間電圧Ｖ_PPの大きさに依存し、その分閾値Ｖth１も
Ｖth１′へシフトする。ここで閾値Ｖth１、Ｖth１′
は、現像剤が付着し始めるバイアス値である。したがっ
て、この閾値Ｖth１、Ｖth１′よりバイアスを低く設定
すれば、現像剤の付着はなく、バイアスが閾値Ｖth１、
Ｖth１′を越えると現像剤の付着が見られ、その越える
程度が大きくなるにしたがって付着の度合いが強くな
る。このことから明らかなようにカブリをなくし、また
剥離効果を上げるには、バイアスをこの閾値より少なく
とも低く設定することが条件となる。しかも、この閾値
は、直流現像バイアスＶ_dcを変えることによりシフトす
るだけでなく、交流重畳バイアスの最大値・最小値間電
圧Ｖ_PPを変えることによってもシフトする。

【００１２】現橡剤担持体上の現像剤は、ｑ（μＣ）の
電荷を持つと、電界Ｅ（Ｖ／ｍ）の作用によりＦ＝ｑＥ
なる力を受けて潜像担持体へ転移する。このＦの仕事量
は、現像剤に作用する時間との積分値により表される。
先に述べた交流重畳バイアスが潜像担持体の非画像部表
面電位Ｖ₀を超える値の１周期の積分値Ｉvmax-v₀は、
現象剤担持体より潜像担持体の非画象部ヘ現像剤を転移
させる仕事量以下の値を示すものである。潜像担持体の
非画像部に付着する現像剤量は、仕事量に比例すること
をわれわれは、試作検討評価より見出すことができた。

【００１３】潜像担持体の表面電位Ｖ₀を越えないよう
に交流重畳バイアスの最大値Ｖ_maxを設定すると、現像
剤の付着が防止される。このことから、非画像部への現
像剤の付着を防止するための条件として、当初はＶ_max
値のみに注目したが、さらにＶ_max値が表面電位Ｖ₀を
越えても付着しない領域があることを見出した。例え
ば、交流重畳バイアスとして方形波の代わりに三角波を
用いた場合、方形波より三角波でのＶ_maxを大きくして
も現像剤の付着を発生することがなかった。そこでＩvm
ax-v₀ー非画像部への現像剤付着量の関係を明確にする
ために、交流波形を方形波と三角波にして、Ｉvmax-v₀
値を変更して現像剤付着量の測定を行なった。その結果
が、図５に示すグラフであり、以下にＩvmax-v₀値と現
像剤付着量、非画像部カブリの関係について説明する。

【００１４】図５は接触現像でのＩvmax-v₀値と現像剤
付着量との関係を示す図、図６は接触現像でのＩvmax-v
₀値と非画像部カブリの関係を示す図、図７は非接触現
像でのＩvmax-v₀値と現像剤付着量との関係を示す図、
図８は非接触現像でのＩvmax-v₀値と非画像部カブリの
関係を示す図、図９はカブリ合格ラインを示す図であ
る。

【００１５】接触現像でＩvmax-v₀値を変化させた場合
の非画像部へ付着した現像剤の面積率（Ａrea(%)）等の
測定結果を示したのが〔表１〕であり、そのＡrea(%)の
変化をグラフで示したのが図５、これからカブリ評価値
を導出して示したのが図６である。なお、ここでは、非
画像部からの剥離の影響を除き付着量を正確に測定する
ためにＶ_min＝Ｖ₀とした。〔表１〕では、最大値Ｖ
_maxが非画像部電位Ｖ₀を超える値（Ｖ_max−Ｖ₀）に
対して、それぞれ交流の周波数ｆ、１周期のうち最大値
Ｖ_maxが非画像部電位Ｖ₀を越える時間Ｔ、Ｉvmax-v₀
値｛＝（Ｖ_max−Ｖ₀）×Ｔ｝、Ａrea(%)、カブリ値を
示している。カブリ評価値は、非画像部へ付着した現像
剤の面積率を画像処理装置により測定し、その結果から
算出する値であり、カブリ評価値＝−２．３２３３×Ｌog（面積率）＋１．
７００５で求めている。カブリ評価値は、目視による官能評価を
数値化する目的で導出したものであり、ここでカブリ評
価値３以上を許容範囲、４以上を合格とすると、接触現
像では、カブリ評価値４以上を満たすのは、Ｉvmax-v₀
値が０．１２以下の場合であった。

【００１６】

【表１】

【００１７】上記のようにカブリが良好な範囲となるの
は、Ｉvmax-v₀値が０．１２以下の場合であるので、こ
の条件を満たすように交流重畳バイアス、及び潜像担持
体の非画像部電位を設計することにより良好な画像を得
ることができる。さらに、この現像を接触現像のみに適
用するのではなく、非接触現像にも適用する場合も原理
的には同じであるので、これを実証するために、潜像担
持体としてドラム型を用い、現像担持体と潜像担持体と
の間のギャップｇを変化させて同様の評価を行った。そ
の測定結果を示したのが〔表２〕であり、そのＡrea(%)
の変化をグラフで示したのが図７、これからカブリ評価
値を導出して示したのが図８である。

【００１８】

【表２】

【００１９】ギャップｇを０〜０．５ｍｍの間で変化さ
せながら、接触現像と同様の評価を行った結果、図９か
ら関係式を導出すると、Ｉvmax-v₀≦０．１２＋０．５ｇとなり、この関係式を満たすように、交流重畳バイア
ス、及び潜像担持体の非画像部電位を設計して画像形成
を行ったところ、カブリ値は常に４以上であり、長期に
わたって安定してカブリのない画像形成を行うことがで
きた。

【００２０】図１０は本発明に係る現像装置の概略全体
構造の１例を示す図であり、１１は現像室、１２はサブ
ホッパー、１３は台、１４は現像器、１５はアジテータ
機構、１６はトナー補給口、１７はトナーカートリッジ
を示す。なお、フルカラー現像装置の場合、Ｙ，Ｍ，
Ｃ，Ｂｋの現像装置があるが、図１０では１つの現像装
置のみ示している。

【００２１】図１０において、潜像担持体１は、表面に
感光層が形成された弾性ローラからなり、表面が他部
材、例えば帯電装置と当接する位置において弾性ローラ
を内方から支持するバックアップローラが設けられてい
る。現像装置２は、例えば潜像担持体１に対向して設け
られ、現像器筐体１４が台１３に固定され、サブホッパ
ー１２内にはトナーカートリッジ１７からトナー補給口
１６を通して供給される現像剤を現像室１１へ攪拌搬送
するアジテータ機構１５、アジテータ機構１５から搬送
された現像剤を供給する供給部材３、供給部材３と弾性
接触して表面に供給された現像剤を潜像担持体１に移行
させる現像剤担持体２、現像剤担持体１の表面の現像剤
薄層の厚みを規制する層形成部材４を備えている。

【００２２】現像剤担持体２と供給部材３とは弾性接触
して周速差をもってアゲインスト方向に回転し、現像剤
を擦り付けるようにして現像剤担持体表面に所定厚み
（例えば、数１００μｍ）の厚みの現像剤層を形成す
る。この時、現像剤は現像剤担持体２と供給部材３との
摩擦により所定極性に帯電し、さらに層形成部材４で１
０μｍ程度の層厚に規制され、このときブレードとの摩
擦によっても同じ極性に帯電する。現像剤担持体２と潜
像担持体１はフォワード方向に回転して、周速差により
スリップしながら潜像担持体上の静電潜像を接触現像す
る。

【００２３】そのため現像剤担持体２には、上記のよう
に潜像担持体１に対して現像剤を付着させて画像を形成
するような交流重畳バイアスが印加され、さらに、供給
部材３には、現像剤担持体２に現像剤を供給するために
電界を形成するバイアスが印加されている。例えば供給
部材３には、現像剤担持体２に対してイエローとマゼン
タ現像器でＩ_S＝−２μＡ、シアン現像器でＩ_S＝−３
μＡ、ブラック現像器でＩ_S＝−５μＡの定電流が流れ
るような定電流電圧電源が接続される。また、現像剤担
持体２、供給部材３に対しては、潜像担持体１の潜像を
現像する時にのみ電圧を印加し、その他の期間は電圧を
印加しないように制御される。

【００２４】次に、上記現像装置を構成する各部材につ
いて具体的な実施例を示す。まず、現像剤担持体は、ア
ルミシャフト表面にショットブラストにて凹凸形成後、
ニッケル無電解メッキ処理をして作製している。凹凸形
成においては、ショットブラストとして♯４００の真球
セラミックビーズを用い、ショット圧力２ｋｇ／ｃ
ｍ ²、ノズル距離３０ｃｍ、２０ｒｐｍにて回転させた
アルミシャフトのシャフト全域にショットブラスト処理
がされるように往復運動されたノズルにより、３０秒間
ショットブラスト処理をして凹凸を形成させている。シ
ョットブラストに使用できるのは、セラミックビーズに
は限定されず、ガラスビーズやステンレス等の鉄製ビー
ズを使用することもできる。このようなショットブラス
ト後の表面粗さを測定したところ、表面粗さＲｚ＝７．
５μｍ、Ｐｃ＝２３０であった。表面を切断して電子顕
微鏡（ＳＥＭ）にて５００〜１０００倍で観察を行っこ
ところ、表面凹凸はクレータ状で均一な凹凸面が形成さ
れていた。

【００２５】このようなショットブラストを行ったアル
ミシャフトにニッケル無電解メッキ処理を行い、メッキ
層を形成させて現像剤担持体を完成させた。メッキ厚み
を３〜５μｍを狙いとしてメッキ処理を行い、洗浄・脱
脂・前処理後、ニッケル無電解メッキ処理を行い、その
後洗浄・乾燥して作製した。このようなメッキ処理後の
現像剤担持体の表面粗さを測定したところ、Ｒｚ＝７μ
ｍ、Ｐｃ＝２２０であった。このときの表面を電子顕微
鏡にて５００〜１０００倍で観察したところ、メッキは
下地のショットブラスト面にきれいにならって形成され
ており、ショットブラスト後に観察されたディンプル形
状が再現よく残っていた。

【００２６】また、表面にニッケルメッキ処理を施した
現像剤担持体の他、ブラスト処理後にアルマイト処理や
プラズマ処理などにより、表面に抵抗層を設けたものも
使用することもできる。さらに、用途に応じて表面に導
電剤を分散させた樹脂コートや絶縁生樹脂コート処理を
施した現像剤担持体を使用することも可能であるが、ニ
ッケルメッキ処理を施したものと比較すると樹脂コート
層は摩耗するため耐久寿命が若干短くなる。

【００２７】弾性規制部材からなる層形成部材４は、剛
体金属板に先端ゴムチップを付設したものであり、剛体
金属板として厚み１．５ｍｍのステンレス板、ゴムチッ
プとしてウレタンゴムを使用している。ウレタンゴム
は、カーボンブラック分散により現像剤付着のない現像
剤担持体に当接させた状態で５００Ｖの直流電圧を印加
した場合の体積抵抗率が１０⁵Ωｃｍに導電化される。
イオン導電剤などを分散させた樹脂を表面に塗工するこ
ともできる。ウレタンゴムの体積抵抗率が大きい場合、
現像剤担持体と接触させても同電位にならず、電界によ
る現像剤の遮蔽効果が得られないため、現像剤担持体の
搬送面がライン状凹凸にならないか、もしくは極めてコ
ントラストが低いラインしか形成されなかった。ライン
状凹凸搬送面がはっきりと確認できない場合には、周方
向にスジ状の搬送ムラが確認され、均一性が悪くなる。
コントラストの高い目視上ハッキリとした理想的なライ
ン状凹凸搬送面が形成できるのはウレタンゴムの体積抵
抗率を変化させて評価した結果、１０⁹Ωｃｍ以下であ
った。

【００２８】ウレタンゴムのゴム硬度ＨｓはＪＩＳＡ
にてＨｓ＝５５〜８０度がよい。ゴム硬度が大きいと、
ゴム弾性が機能しなくなるために現像剤担持体に追従せ
ず、現像剤担持体上にライン状の凹凸搬送面が形成され
にくく、ゴム硬度が小さい場合は現像剤担持体に当接し
た場合にゴムが振動してしまうため、交流重畳バイアス
の周波数に対応して形成されるはずのライン状凹凸搬送
面がゴム振動により乱されてしまう。

【００２９】例えばゴム硬度７０度のウレタンゴムを使
用して、射出成形により剛体金属板先端に付設し、射出
成形後、現像剤担持体と接する部分を研削し、Ｒ形状を
作製している。層形成部材の段差は検査工程時に作製
し、研削砥石の形状および研削量により所望の段差、位
置、大きさを作製する。これ以外にも射出成形に用いる
金型により、段差を所望の位置・大きさに作成すること
もできる。層形成部材として、当接位置より１．５ｍｍ
の位置、０．１ｍｍの大きさで段差を作成した。また、
層形成部材表面粗さは研削工程に使用する砥石の粗さを
変化させて作成しており、上流側の表面粗さをＲａ＝
０．３μｍ、下流側の表面粗さをＲａ＝０．０８μｍと
している。このようにして作成された層形成部材を現像
剤担持体に対してエッジ当接させる。層形成部材は位置
決めの長孔を設けて位置決めピンによりエッジ当接が常
に一定の角度と現像剤担持体に対して平行になるように
した。エッジ当接とすることにより、小さな当接荷重に
より薄層形成が可能となり、現像剤が進入する楔部分
（層形成部材と現像剤担持体との間の三角部分）の面積
が小さくなり、現像剤詰まりが生じにくくなり、長手方
向に均一なライン状凹凸搬送面を形成できた。

【００３０】供給部材としては、ウレタンフォームロー
ラを現像剤担持体に圧接して配置し、現像剤担持体に対
してアゲインスト方向に一定の周速比で回転させてい
る。ウレタンフォームの体積抵抗率は１０⁵〜１０⁸Ω
ｃｍがよい。抵抗値が高過ぎると電荷が追従しないため
に供給バイアスの効果がなく、小さ過ぎると現像剤担持
体との間でリークしてしまうため好ましくない。本実施
例では、１０⁷Ωｃｍのウレタンフォームを用いた。ウ
レタンフォームと現像剤担持体との接触ニップは１〜
４．５ｍｍが良い。接触ニップが小さい場合は現像剤の
供給力が低下し、接触ニップが大きい場合は現像剤担持
体の駆動トルクが大きくなり、バンディングなどにより
画質劣化が生ずる。本実施例では３．５ｍｍとした。現
像剤担持体に対する周速比はアゲインスト回転の場合は
０．３〜１が良い、周速比が小さいと供給性が不足し、
大きいと駆動トルクが増加し、画質が劣化する。本実施
例では０．５３とした。ウレタンフォームのセル径は現
像剤の体積平均粒径の１０〜５０倍が良い。現像剤の体
積平均粒径に対して小さい場合はセルに現像剤が詰まっ
てしまい供給性が不足し、大きい場合はセル径によるハ
ケメが画像上発生し、画質劣化が生ずる。本実施例では
セル径が１２０μｍで、現像剤の体積平均粒径７μｍに
対し、約１７倍であるウレタンフォームを使用した。

【００３１】現像装置を組み立てた後、ポリエステル樹
脂をメインとする現像剤を現像装置内に封入した。現像
剤の母粒子はポリエステル樹脂、顔料、荷電制御剤、ワ
ックスを高温で混錬した後、粉砕、分級して作製したも
ので、粒体の粒度測定器コールタカウンター（コールタ
ー社製：ＴＡーII）による測定では、体積測定で体積平
均粒径７μｍである。本実施例においてはこの母粒子に
シリカ微粒子を３重量％外添させた現像剤を使用した。

【００３２】次に、本発明に係る現像装置を搭載した画
像形成装置について説明する。図１１は本発明に係る現
像装置を搭載した画像形成装置の１構成例を示す図であ
り、この画像形成装置は、イエローＹ、シアンＣ、マゼ
ンタＭ、ブラックＫからなる４色のトナー（現像剤）に
よる現像器を用いてフルカラー画像を形成することので
きる装置である。

【００３３】図１１において、１００は像担持体ユニッ
トが組み込まれた像担持体カートリッジである。この例
では、感光体カートリッジとして構成されていて、その
感光体（潜像担持体）１４０が図示しない適宜の駆動手
段によって図示矢印方向に回転駆動される。感光体１４
０は、薄肉円筒状の導電性基材と、その表面に形成され
た感光層とを有している。その感光体１４０の周りに
は、その回転方向に沿って、帯電手段として帯電ローラ
１６０、現像手段としての現像器１０（Ｙ、Ｃ、Ｍ、
Ｋ）、中間転写装置３０、およびクリーニング手段１７
０が配置される。

【００３４】帯電ローラ１６０は、感光体１４０の外周
面に当接してその外周面を一様に帯電させる。所定の電
位に帯電した感光体１４０の外周面には、露光ユニット
４０によって所望の画像情報に応じた選択的な露光Ｌ１
がなされ、この露光Ｌ１によって感光体１４０上に静電
潜像が形成される。この静電潜像は、現像器１０によっ
て現像剤が付与されて現像される。

【００３５】現像器として、イエロー用の現像器１０
Ｙ、シアン用の現像器１０Ｃ、マゼンタ用の現像器１０
Ｍ、およびブラック用の現像器１０Ｋが設けられてい
る。これら現像器１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋは、
それぞれ揺動可能に構成されており、選択的に１つの現
像器の現像ローラ（現像剤担持体）１１のみが感光体１
４０に当接し得るようになっている。したがって、これ
らの現像器１０は、イエローＹ、シアンＣ、マゼンタ
Ｍ、ブラックＫのうちのいずれかのトナーを感光体１４
０の表面に付与して感光体１４０上の静電潜像を現像す
る。現像ローラ１１は、硬質のローラ、例えば表面を粗
面化した金属ローラで構成されている。現像されたトナ
ー像は、中間転写装置３０の中間転写ベルト３６上に転
写される。クリーニング手段１７０は、上記転写後に、
感光体１４０の外周面に残留し付着しているトナーＴを
掻き落とすクリーナブレードと、このクリーナブレード
によって掻き落とされたトナーを受ける受け部とを備え
ている。

【００３６】中間転写装置３０は、駆動ローラ３１と、
４本の従動ローラ３２、３３、３４、３５と、これら各
ローラの周りに張架された無端状の中間転写ベルト３６
とを有している。駆動ローラ３１は、その端部に固定さ
れた図示しない歯車が、感光体１４０の駆動用歯車１９
０と噛み合っていることによって、感光体１４０と略同
一の周速で回転駆動され、したがって中間転写ベルト３
６が感光体１４０と略同一の周速で図示矢印方向に循環
駆動されるようになっている。

【００３７】従動ローラ３５は、駆動ローラ３１との間
で中間転写ベルト３６がそれ自身の張力によって感光体
１４０に圧接される位置に配置されており、感光体１４
０と中間転写ベルト３６との圧接部において一次転写部
Ｔ１が形成されている。従動ローラ３５は、中間転写ベ
ルト３６の循環方向上流側において一次転写部Ｔ１の近
くに配置されている。

【００３８】従動ローラ３１には、中間転写ベルト３６
を介して図示しない電極ローラが配置されており、この
電極ローラを介して、中間転写ベルト３６の導電層に一
次転写電圧が印加される。従動ローラ３２は、テンショ
ンローラであり、図示しない付勢手段によって中間転写
ベルト３６をその張り方向に付勢している。従動ローラ
３３は、二次転写部Ｔ２を形成するバックアップローラ
である。このバックアップローラ３３には、中間転写ベ
ルト３６を介して二次転写ローラ３８が対向配置されて
いる。二次転写ローラ３８には、二次転写電圧が印加さ
れ、図示しない接離機構により中間転写ベルト３６に対
して接離可能になっている。従動ローラ３４は、ベルト
クリーナ３９のためのバックアップローラである。ベル
トクリーナ３９は、中間転写ベルト３６と接触してその
外周面に残留し付着しているトナーを掻き落とすクリー
ナブレード３９ａと、このクリーナブレード３９ａによ
って掻き落とされたトナーを受ける受け部３９ｂとを備
えている。このベルトクリーナ３９は、図示しない接離
機構により中間転写ベルト３６に対して接離可能になっ
ている。

【００３９】中間転写ベルト３６は、導電層と、この導
電層の上に形成され、感光体１４０に圧接される抵抗層
とを有する複層ベルトで構成されている。導電層は、合
成樹脂からなる絶縁性基体の上に形成されており、この
導電層に前述した電極ローラを介して一次転写電圧が印
加される。なお、ベルト側縁部において抵抗層が帯状に
除去されることによって導電層が帯状に露出し、この露
出部に電極ローラが接触するようになっている。

【００４０】中間転写ベルト３６が循環駆動される過程
で、一次転写部Ｔ１において、感光体１４０上のトナー
像が中間転写ベルト３６上に転写され、中間転写ベルト
３６上に転写されたトナー像は、二次転写部Ｔ２におい
て、二次転写ローラ３８との間に供給される用紙等のシ
ート（記録材）Ｓに転写される。シートＳは、給紙装置
５０から給送され、ゲートローラ対Ｇによって所定のタ
イミングで二次転写部Ｔ２に供給される。５１は給紙カ
セット、５２はピックアップローラである。

【００４１】二次転写部Ｔ２でトナー像が転写されたシ
ートＳＨ、定着装置６０を通ることによってそのトナー
像が定着され、排紙経路７０を通って、装置本体のケー
ス８０上に形成されたシート受け部８１上に排出され
る。なお、この画像形成装置は、排紙経路７０として、
互いに独立した２つの排紙経路７１、７２を有してお
り、定着装置６０を通ったシートはいずれかの排紙経路
７１又は７２を通って排出される。また、この排紙経路
７１、７２は、スイッチバック経路をも構成しており、
シートの両側に画像を形成する場合には、排紙経路７１
又は７２に一旦進入したシートが、返送路７３を通って
再び二次転写部Ｔ２に向けて給送されるようになってい
る。

【００４２】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上
記実施の形態では、交流重畳バイアスが潜像担持体の非
画像部表面電位を超える値の１周期の積分値Ｉvmax-v₀
として、ギャップｇ（ｍｍ）を０．５（Ｖ・ｓｅｃ／ｍ
ｍ）に乗じた値を０．１２（Ｖ・ｓｅｃ）に加算した値
以下に設定するように説明したが、これらの数値は、カ
ブリ評価値４以上を合格とした場合であって、その前提
を変えた場合には、当然それに応じた値の範囲が設定さ
れるものであることはいうまでもない。基本的に本発明
は、前記現像剤担持体より前記潜像担持体の非画像部へ
現像剤を転移させる仕事量以下になるように積分値Ｉvm
ax-v₀を設定するものである。

【００４３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、現像剤担持体上に現像剤薄層を形成し直流バ
イアスに交流を重畳した交流重畳バイアスを現像剤担持
体に印加して潜像担持体の潜像を現像する現像装置にお
いて、交流重畳バイアスが潜像担持体の非画像部表面電
位を超える値の１周期の積分値Ｉvmax-v₀を現像剤担持
体より潜像担持体の非画像部へ現像剤を転移させる仕事
量以下になるように設定したので、現像バイアスとして
潜像担持体の非画像部電位を越えて交流重畳バイアスを
設定する場合でも、カブリや細線の途切れ、太り、散り
によるにじみなどが発生しないようにすることができ
る。

【００４４】また、仕事量以下になる積分値Ｉvmax-v₀
として、少なくとも０．１２（Ｖ・ｓｅｃ）以下に設定
し、さらに、現像剤担持体と潜像担持体との間にギャッ
プｇ（ｍｍ）を有する場合には、当該ギャップｇを０．
５（Ｖ・ｓｅｃ／ｍｍ）に乗じた値を０．１２（Ｖ・ｓ
ｅｃ）に加算した値以下に設定したので、接触現像、非
接触現像にかかわらず、地カブリを発生せず、良好な印
字形成が可能な現像条件を容易に設計することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る現像装置の実施の形態を説明す
るための図である。

【図２】本発明に係る現像装置の交流重畳バイアスを
説明するための図である。

【図３】帯電ローラに印加される直流バイアスと潜像
担持体の表面電位との関係を説明するための図である。

【図４】現像γ、交流重畳バイアスの最大値・最小値
間電圧Ｖ_PP、閾値Ｖthの関係を説明するための図であ
る。

【図５】接触現像でのＩvmax-v₀値と現像剤付着量と
の関係を示す図である。

【図６】接触現像でのＩvmax-v₀値と非画像部カブリ
の関係を示す図である。

【図７】非接触現像でのＩvmax-v₀値と現像剤付着量
との関係を示す図である。

【図８】非接触現像でのＩvmax-v₀値と非画像部カブ
リの関係を示す図である。

【図９】カブリ合格ラインを示す図である。

【図１０】本発明に係る現像装置の全体構造の概略を
示す図である。

【図１１】本発明に係る現像装置を搭載した画像形成
装置の１構成例を示す図である。

【図１２】現像装置の現像剤担持体に印加される交流
重畳バイアスの大きさを説明するための図である。

【符号の説明】

１…潜像担持体、２…現像剤担持体、３…供給部材、４
…層形成部材、５…直流現像バイアス電源、６…交流バ
イアス電源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】現像剤担持体上に現像剤薄層を形成し直
流バイアスに交流を重畳した交流重畳バイアスを前記現
像剤担持体に印加して潜像担持体の潜像を現像する現像
装置において、前記交流重畳バイアスが前記潜像担持体
の非画像部表面電位を超える値の１周期の積分値Ｉvmax
-v₀を前記現像剤担持体より前記潜像担持体の非画像部
へ現像剤を転移させる仕事量以下になるように設定した
ことを特徴とする現像装置。
【請求項２】前記仕事量以下になる前記積分値Ｉvmax
-v₀として、少なくとも０．１２（Ｖ・ｓｅｃ）以下に
設定したことを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】前記仕事量以下になる前記積分値Ｉvmax
-v₀として、前記現像剤担持体と潜像担持体との間にギ
ャップｇ（ｍｍ）を有する場合には、当該ギャップｇを
０．５（Ｖ・ｓｅｃ／ｍｍ）に乗じた値を０．１２（Ｖ
・ｓｅｃ）に加算した値以下に設定したことを特徴とす
る請求項２記載の現像装置。