JP2003131488A

JP2003131488A - 画像形成装置における現像方法

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Publication number: JP2003131488A
Application number: JP2001326626A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Sakata; 昌一坂田; Yoshio Ozawa; 義夫小沢
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2001-10-24
Filing date: 2001-10-24
Publication date: 2003-05-09
Anticipated expiration: 2021-10-24
Also published as: JP3964176B2

Abstract

(57)【要約】【課題】現像装置を複雑にすることなく連続現像時の
残像の発生を防ぎ、確実に帯電されたトナーを現像ロー
ルに供給し、長期にわたって安定した画像品質が得られ
るようにした画像形成装置における現像方法を提供す
る。【解決手段】現像動作による現像ロールの回転距離を
Ｌ１、トナー入れ替え動作により現像ロールが回転する
距離をＬ２としたとき、Ｌ１／Ｌ２＜１００の場合、及
び画像データを複数区間に分割し、該分割した区間のド
ット数を計数してドット数が０である場合に、現像ロー
ルと磁気ロールを回転させたまま両者の直流バイアスを
等しくした等電位状態を発生させると共に交流バイアス
のみを印加し、現像ロール上のトナーと磁気ブラシ中の
トナーとの入れ替えを促進させるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真法を利用
した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機
などの画像形成装置における現像方法に係り、特に、磁
性キャリアを用いて非磁性のトナーを帯電させる２成分
現像剤を使用し、現像ロール上に帯電されたトナーのみ
を保持させて静電潜像担持体（感光体）上の潜像に飛翔
させ、該潜像を現像する非接触現像方法に供されるべき
現像方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、磁性キャリアを用いて非磁性のト
ナーを帯電させる２成分現像剤を使用し、現像ロール上
に帯電されたトナーのみを保持させて静電潜像担持体
（感光体）上の潜像に飛翔させ、該潜像を現像する非接
触現像方法は、非接触の１成分現像の手段として検討さ
れてきたが、近年、高速画像形成が可能な現像方法とし
て、特に静電潜像担持体（感光体）上に複数のカラ−画
像を順次形成する１ドラム色重ね方法用としても検討さ
れてきた。この方法では、静電潜像担持体（感光体）上
に正確にトナーを重ねることで色ズレの少ないカラ−画
像形成が可能であり、カラ−の高画質化に対応する技術
として注目されてきた。

【０００３】こういった技術に関する従来技術として
は、米国特許第３，８６６，５７４号公報に、静電潜像
担持体（感光体）に対して非接触に設置したドナーロー
ル（現像ロール）上に非磁性トナーで薄層を形成し、交
流電界によって静電潜像担持体（感光体）上の潜像に該
トナーを飛翔させる提案がなされている。また米国特許
第３，９２９，０９８号公報には、磁気ロールに２成分
現像剤による磁気ブラシを形成し、ドナーロール上にト
ナーを転移させてトナー層を形成する現像装置が示され
ている。

【０００４】そして理論面では、電子写真学会誌第１９
巻第２号（１９８１）に東芝（株）から、２成分現像剤
を用いた現像ロール上のトナー層の形成についての報告
がなされ、特開昭５９−１２１０７７号公報に特許とし
ての出願がある。

【０００５】しかしながらこれらの提案では、２成分現
像剤を採用してドナーロール上への薄層形成は可能なも
のの、トナーの帯電が高くなった場合にドナーロール上
のトナーの分離が困難になり、強い交流電界が必要とさ
れる。この電界が静電潜像担持体（感光体）上のトナー
層を乱してしまうので、色重ねなどには間題を有してい
た。そのため特開平３−１１３４７４号公報には、ドナ
ーロールと静電潜像担持体（感光体）の間にワイヤから
なる補助電極を設け、この補助電極に弱い交流電界を印
加してトナークラウドを形成することで強い電界を用い
ずに現像を可能とし、現像されたトナーを乱さないよう
にした、いわゆるパウダークラウド現像法が提案されて
いるが、補助電極のワイヤが非常に汚れやすく、また、
振動による画像劣化等が発生するため、あまり一般的な
方法とはなっていない。

【０００６】また上記した従来の技術は、トナーの帯電
制御が複雑で、感光体に高い表面電位と大きな現像電界
を印加することを必要としていた。そのため、現像ロー
ル上にトナーの消費領域と非消費領域とが生じると、そ
の現像ロール上におけるトナーの付着状態とトナーの電
位差にばらつきが生じる関係から、図４に示したように
前の現像画像の一部が次の現像時に残像（ゴースト）と
して現れる現象、いわゆる履歴現象が発生しやすいとい
う不具合がある。すなわちこの図４において、４０、４
１は矩形の黒ベタで構成されたソリッド画像であり、４
２、４３はそれに続くこのソリッド画像より広いハーフ
トーン画像で、現像ロール上にトナーの消費領域と非消
費領域とが生じた場合、このソリッド画像４０、４１に
続けてこのハーフトーン画像４２、４３を印字すると、
図４（ｂ）における４４のような残像（ゴースト）が生
じる。

【０００７】また連続印刷時においては、現像ロール上
の非消費領域のトナーは入れ替わりが少ないため、現像
ロール表面に強固に付着し、それが画像欠陥やトナー帯
電量低下、トナー飛散といった問題を引き起こすことが
ある。

【０００８】これを防止するため特開平１１−２３１６
５２号公報には、現像ロール上の現像残トナーを掻き取
るための部材と、掻き取られたトナーの回収装置に関し
ての提案がなされ、さらに磁気ブラシを用いた履歴現象
の対応策として、特開平７−１２８９８３号公報に、磁
気ロールの磁束密度の半値幅領域を広く設定することに
より、現像ロール上のトナーの回収と供給を図る提案が
なされている。

【０００９】さらに特開平７−７２７３３号公報（ＵＳ
Ｐ５，４２０，３７５号公報）、特開平７−９２８０４
号公報には、ドナーロールと潜像担持体との間に設けら
れた電極を有し、この電極に直流と交流からなるバイア
スを印加してトナーを潜像担持体に飛翔させ、現像を行
うハイブリッド型現像装置において、選択現像による画
像濃度低下、トナーを現像ロールに保持させたままで長
時間放置することによる現像欠陥、画像劣化、現像ゴー
スト、トナー飛散、スリーブ付着を防ぐことを目的に、
画像形成の完了時、ドナーロール（現像ロール）から磁
気ロールへトナーを剥離させるよう直流電圧を印加して
現像ロール上のトナーを回収し、また画像形成を始める
前に、磁気ロールの磁気ブラシからドナーロールへトナ
ーを飛翔させる直流電圧を印加して画像形成に備えるよ
うにして、上記問題を解消するようにした現像装置が提
案されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
特開平１１−２３１６５２号公報、特開平７−１２８９
８３号公報に示された装置は、トナーの掻き取り装置や
特別な回収バイアスの印加などによってトナーのストレ
スが増し、トナーの耐久性能劣化の要因になっていた。
また長期使用時に、キャリアの耐久性能劣化によってト
ナーの帯電性が変化し、現像ロール上のトナーの帯電特
性が大きく変化して補給トナーや回収トナーの帯電の分
布が広くなり、帯電不良によるトナーの飛散やカブリの
原因になっていた。さらに劣化したキャリアの交換の煩
わしさがあり、実用にはいたっていないのが実情であ
る。

【００１１】また、特開平６−６７５４６号公報、特開
平７−７２７３３号公報（ＵＳＰ５，４２０，３７５号
公報）、特開平７−７９２８０４号公報に示された装置
は、ドナーロールと潜像担持体（感光体）との間に電極
が設けられたパウダークラウド現像法であり、ワイヤが
非常に汚れやすく、また、振動による画像劣化等が発生
するおそれがある。また、特開平７−７２７３３号公
報、特開平７−９２８０４号公報に示された現像装置で
は、現像ロール上のトナー層は磁気ブラシから一定の電
圧を印加されて形成されるため、連続印刷時など繰り返
し磁気ブラシからの電界や摩擦を受け、現像ロール上の
トナー帯電量は磁気ブラシ中（２成分現像剤中）のトナ
ーに比べて高くなってくる。そしてこの現像装置では、
直流電位差を用いて現像ロール上のトナーの回収を行っ
ているが、現像ロール上のトナーは磁気ブラシ中のトナ
ーと殆ど入れ替わることなく磁気ブラシに掻き取られる
ため、短時間にトナーを回収させることができるが、そ
の反面、帯電量の異なる現像ロール上のトナーと磁気ブ
ラシ中のトナーが瞬時に混合されるため、２成分現像剤
中のトナー帯電分布がブロードとなり、逆チャージの帯
電を持つトナーが生じるなどして、磁気ブラシからのト
ナー飛散の悪化、画像欠陥等の不具合を起こす。

【００１２】本発明は上記の事情に鑑み、現像装置を複
雑にすることなく連続現像時の残像の発生を防ぎ、確実
に帯電されたトナーを現像ロールに供給し、長期にわた
って安定した画像品質が得られるようにした画像形成装
置における現像方法を提供することが課題である。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明においては、請求項１に記載したように、電子写
真法で潜像を形成する感光体に対面配置した現像ロール
と、２成分現像剤による磁気ブラシを形成して前記現像
ロールに対面配置した磁気ロールとを有した現像装置を
持ち、前記現像ロールに第１の直流バイアスと交流バイ
アスを、前記磁気ロールに第２の直流バイアスを供給
し、前記第１と第２の直流バイアスの電位差と交流バイ
アスで前記現像ロール上にトナー薄層を形成して前記感
光体上の潜像を現像する現像動作を行う画像形成装置に
おける現像方法において、前記現像ロールと磁気ロール
を回転させたまま前記第１と第２の直流バイアス成分を
０、または等しくした状態で前記交流バイアスを印加
し、該交流バイアスで前記現像ロール上のトナーを前記
磁気ブラシと入れ替えるトナー入れ替え動作を、１．前記現像動作で現像ロールが回転する距離をＬ１、
前記トナー入れ替え動作を連続印刷時に行う場合に現像
ロールが回転する距離をＬ２としたとき、（Ｌ１／Ｌ２）＜１００の場合。２．画像データを複数区間に分割し、該分割した区間の
ドット数を計数してドット数が０である場合。におこな
うことを特徴とする。

【００１４】このように現像ロール上のトナーを磁気ブ
ラシや直流電位差のみで回収するのではなく、現像動作
による現像ロールの回転距離が一定距離を越える前に、
また、画像データを複数区間に分割し、該分割した区間
のドット数を計数してドット数が０である場合に、現像
ロールと磁気ロールを回転させたまま前記第１と第２の
直流バイアスを等しくした等電位状態を発生させると共
に前記交流バイアスのみを印加することにより、現像装
置を複雑にすることなく、またトナーの帯電量分布の変
化を起こすことなく現像ロール上のトナーと磁気ブラシ
中のトナーとの入れ替えを促進させることができ、連続
現像時における残像の発生を防ぎ、確実に帯電されたト
ナーを現像ロールに供給し、長期にわたって安定した画
像品質が得られるようにした画像形成装置における現像
方法を提供することができる。

【００１５】特にタンデム型カラー画像形成装置のよう
に、複数色分存在する現像装置の各現像ロールと磁気ロ
ールとの間に現像ロール上にトナー層が形成される方向
に直流電位差、及び交流バイアスが印加されている画像
形成装置においては、連続印刷の際に特定の色の現像を
行わない場合、その現像装置における現像ロール上のト
ナーの帯電量上昇、トナー外添剤の劣化が急速に進む。
そのため、この特定色の現像ロール上のトナーを頻繁に
入れ替える必要があるが、連続印刷時においては、前記
現像動作による現像ロールの回転距離が一定距離を越え
る前のみでは十分にこのトナー入れ替えが行えない場合
がある。しかし本発明においては、画像データのドット
数が０である場合にもトナー入れ替え動作をおこなうか
ら、上記した特定色を使用しない原稿においては原稿デ
ータが０と判定されて連続したトナー入れ替え動作が実
施され、現像ロールへのトナー付着を防止し、現像残像
を発生しにくくすると共に現像装置、現像剤を長寿命化
することができる。

【００１６】従って、特開平１１−２３１６５２号公
報、特開平７−１２８９８３号公報に示された装置のよ
うに、トナーの掻き取り装置や特別な回収バイアスの印
加などによってトナーのストレスが増してトナーの耐久
性能劣化の要因になったり、また長期使用時に、キャリ
アの耐久性能劣化によってトナーの帯電性が変化し、現
像ロール上のトナーの帯電特性が大きく変化して補給ト
ナーや回収トナーの帯電の分布が広くなり、帯電不良に
よるトナーの飛散やカブリの原因になるなどの問題が防
止できる。また、特開平７−７２７３３号公報、特開平
７−９２８０４号公報に示された現像装置の場合、帯電
量の異なる現像ロール上のトナーと磁気ブラシ中のトナ
ーが瞬時に混合されるため、２成分現像剤中のトナー帯
電分布がブロードとなり、逆チャージの帯電を持つトナ
ーが生じるなどして磁気ブラシからのトナー飛散の悪
化、画像欠陥等の不具合を起こすことがあるが、こうい
ったことも防止できる。従って、この請求項１に記載し
た本発明によれば、現像装置を複雑にすることなく連続
現像時の残像の発生を防ぎ、確実に帯電されたトナーを
現像ロールに供給し、長期にわたって安定した画像品質
が得られるようにした画像形成装置における現像方法を
提供することができる。

【００１７】そして本発明になる請求項２に記載した発
明は、前記トナー入れ替え動作時における現像ロールに
印加する交流バイアスを矩形波とし、正帯電トナーを使
用する場合は正デューティ比を、負帯電トナーを使用す
る場合は負デューティ比を４５％以下にすることを特徴
とする。

【００１８】このように、トナー入れ替え動作時におけ
る現像ロールに印加する交流バイアスを矩形波とし、正
帯電トナーを使用する場合は正デューティ比を、負帯電
トナーを使用する場合は負デューティ比を４５％以下に
することによって現像ロール上のトナーの入れ替わりが
良くなり、現像ロール上へのトナー付着、現像ゴース
ト、トナー飛散等の問題が解消され、前記したように現
像装置を複雑にすることなく連続現像時の残像の発生を
防ぎ、確実に帯電されたトナーを現像ロールに供給し、
長期にわたって安定した画像品質が得られるようにした
画像形成装置における現像方法を提供することができ
る。

【００１９】そして本発明の請求項３に記載した発明
は、前記連続印刷時にトナー入れ替え動作を行う場合、
記録媒体間の長さをトナー入れ替え動作により現像ロー
ルが回転する距離Ｌ２よりも広くするよう制御すること
を特徴とする。

【００２０】すなわち、連続印刷時に前記したＬ１／Ｌ
２＜１００の条件によるトナー入れ替え動作を行う場合
は、現像ロールが１回転するに要する距離Ｌ２よりも記
録媒体間の距離を長くなるよう制御することにより、記
録媒体間においても現像ロールを１回転以上させて前記
した現像ロールのトナーと磁気ブラシ中のトナーとの入
れ替えを促進させることができ、連続印刷時において
も、長期にわたって安定した画像品質が得られる現像方
法を提供することができる。

【００２１】そして、現像ロール上のトナーと磁気ブラ
シ中のトナーとの入れ替えを促進させるため、請求項４
に記載した発明は、前記磁気ロールの回転速度を現像ロ
ールの回転速度の少なくとも１．０倍を越える速度と
し、該速度差で磁気ブラシを現像ロールに接触させて現
像ロール上のトナーの入れ替えを行うことを特徴とす
る。

【００２２】このように、磁気ロールの回転速度を現像
ロールの回転速度の少なくとも１．０倍を越える速度と
することにより、この速度差で現像ロールに接触した磁
気ブラシによって現像ロール上のトナーの入れ替えを行
うことができ、トナー入れ替えの効果を確実にすること
ができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を例示的に詳しく説明する。但し、この実施の
形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、そ
の相対配置などは、特に特定的な記載がない限りはこの
発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる
説明例に過ぎない。

【００２４】図１は本発明になる画像形成装置における
現像方法を実施する現像装置の概略であり、図２は、本
発明に用いる静電潜像担持体（感光体）のａ−Ｓｉの基
本的な層構成モデルを示したもの、図３は本発明になる
画像形成装置における現像方法で印加するバイアス電圧
の適正な現像領域を説明するための図、図４は残像（ゴ
ースト）の発生を評価するためのパターンを説明するた
めの図、図５はタンデム型画像形成装置に本発明になる
画像形成装置における現像方法を適用する場合を説明す
るための概略構成図、図６、図７、図８は、本発明の効
果を評価するための条件とその結果を示した図である。

【００２５】図１において、１は内部に配設された磁石
によって現像剤に含まれるキャリア４による磁気ブラシ
１０を発生させる磁気ロール、２は磁気ブラシ１０から
供給されたトナー５によるトナー薄層６を担持して静電
潜像担持体（感光体）３上の静電潜像を現像する現像ロ
ール、４は現像剤を構成するキャリア、５はトナー、６
は現像ロール２上のトナー薄層、７は静電潜像担持体
（感光体）３と現像ロール２との間に現像バイアスを印
加する現像バイアス電源で、７ａは第１の直流（ＤＣ）
バイアスＶｄｃ１を供給する直流電源、７ｂは交流（Ａ
Ｃ）バイアスを供給する交流電源で、本発明において
は、トナー入れ替え時、正帯電トナーを使用する場合は
正デューティ比を、負帯電トナーを使用する場合は負デ
ューティ比を、４５％以下とした矩形波を供給できる電
源とする。８は磁気ロール１へ第２の直流（ＤＣ）バイ
アスＶｄｃ２を供給する直流電源、９は磁気ロール１上
の磁気ブラシ１０の厚さを規制する規制ブレードであ
る。

【００２６】図２において、２０は図１に３で示した静
電潜像担持体（感光体）における基材、２１は阻止層、
２２はａ−Ｓｉで構成した感光層、２３は表面保護層で
ある。なお、以下の説明において、ａ−Ｓｉ静電潜像担
持体（感光体）３の「厚さ」と表現した場合には、静電
潜像担持体（感光体）３における基材２０の表面から、
基材と反対側の静電潜像担持体（感光体）３の表面まで
の距離を意味する。したがって図２に示すように、静電
潜像担持体（感光体）３が阻止層２１と感光層２２、及
び表面保護層２３とから構成されている場合には、感光
層の厚さは、それぞれの層の厚さを合算した値となる。

【００２７】図５において、５０は現像剤容器、５１は
前記図１に１で示した磁気ロール、５２は同じく図１に
２で示した現像ロール、５３は記録媒体を収容した給紙
カセット、５４は記録媒体の搬送ベルト、５５は図１に
３で示した静電潜像担持体（感光体）、５６は感光体を
帯電させるための帯電器、５７は画像を感光体５５に露
光する露光器、５８は感光体５５上のトナー像を記録媒
体に転写するための転写バイアスを印加するための転写
装置、５９は記録媒体に転写されたトナー像を定着する
定着装置である。

【００２８】画像形成装置に用いる静電潜像担持体（感
光体）３としては、従来から正帯電の有機感光体（ＯＰ
Ｃ）が知られている。しかしながら、ＯＰＣ感光体は感
光層表面が軟らかく、クリーニングブレードの摺擦によ
り感光層が削れやすいという間題がある。そこで、ＯＰ
Ｃ感光体と比較して表面が硬質であると共に耐久性や機
能保持性（メンテナンスフリー）に優れていることか
ら、感光層の厚さが２５μｍ以上のａ−Ｓｉ感光体が近
年使用されている。しかしながら、ａ−Ｓｉ感光体はグ
ロー放電分解法等を用いて製膜するため、このように感
光層が厚いと製造時間や製造コストがかかり、経済的に
不利である。そこで本件出願人は、特開平７−１７５２
７６号公報において、感光層の厚さを２５μｍ未満に設
定したａ−Ｓｉ感光体について提案している。

【００２９】静電潜像担持体（感光体）３に感光材料と
して、ａ−Ｓｉ感光体を用いた場合、その膜厚を薄くす
ると飽和帯電電位が低下し、絶縁破壊に至る耐電圧が低
下する。その一方、潜像形成した時の静電潜像担持体
（感光体）３における表面の電荷密度は向上し、現像性
能は向上する傾向がある。この特性は誘電率が約１０程
度と高いａ−Ｓｉ感光体では２５μｍ以下、さらに好ま
しくは２０μｍ以下の場合に特に顕著である。従って、
現像バイアス７ａ（Ｖｄｃ１）は２００Ｖ以下、好まし
くは１００Ｖ以下、ＡＣ成分の７ｂとしてＶｐ−ｐが５
００〜２０００Ｖ、周波数が１〜３ｋＨｚに設定し、現
像することが可能である。

【００３０】しかし感光層２２の厚さが１０μｍ未満と
なると、静電潜像担持体（感光体）３の電位の調節が困
難となり、いわゆる黒点やカブリが発生しやすくなる。
また、感光層２２の厚さが１０μｍ未満となると飽和帯
電電位が低下し、必要な帯電電位を確保できない傾向が
ある。一方、感光層２２の厚さが２５μｍを超えると低
電位現像が困難となり、オゾンが発生しやすくなった
り、あるいは、感光層の製造時間が長くなるなどして経
済的に不利になりやすい。さらには、感光層２２におけ
る電荷発生層で発生した正孔が感光層の表面まで移動す
る時間が長くなるため、静電潜像担持体（感光体）３の
電位の調節が困難となり、いわゆるカブリが発生した
り、画像濃度が低下しやすいなどの間題が生じやすい。
よって、静電潜像担持体（感光体）３の電位の調節や、
経済性等とのバランスがより優れている観点から、静電
潜像担持体（感光体）３における感光層２２の厚さを、
１１〜２５μｍの範囲の値とするのがより好ましく、１
２〜１８μｍの範囲内の値とするのがさらに好ましい。

【００３１】また、より好ましい感光層の態様として、
この感光層を感光層２２と表面保護層２３とから構成し
た場合、表面保護層２３の厚さを０．３μｍ以上、５μ
ｍ以下の値とするのが好ましい。すなわち表面保護層２
３の厚さが０．３μｍ未満となると、感光層２２の飽和
帯電電位、耐磨耗性、耐環境性等の特性が低下する傾向
があるためであり、一方、表面保護層２３の厚さが５μ
ｍを超えると、画質劣化の要因になり、また製造時間が
長くなり経済的に不利となる。したがって、感光層２２
の飽和帯電電位と製造時間等とのバランスがより良好な
観点から、表面保護層２３の厚さを０．３〜３μｍの範
囲内の値とするのがより好ましい。

【００３２】感光層２２を構成する材料は、アモルファ
スシリコン（ａ−Ｓｉ）であれば特に制限されるもので
はなく、好ましい材料として、ａ−Ｓｉ、ａ−ＳｉＣ、
ａ−ＳｉＯ、ａ−ＳｉＯＮ等の無機材料を例示すること
できる。また、表面保護層２３としては、ａ−ＳｉＣが
特に高抵抗であり、より優れた飽和帯電電位、耐磨耗
性、耐環境性が得られることより、本実施形態における
感光層材料として好適である。また、ａ−ＳｉＣのう
ち、ＳｉとＣ（炭素）との比率が特定のものを使用する
のが好ましく、このようなａ−ＳｉＣとしては、ａ−Ｓ
ｉ_{（１−Ｘ）}Ｃ_Ｘ（０．３≦Ｘ＜１．０）があげられ、
さらに好ましくは、ａ−Ｓｉ_{（１−Ｘ）}Ｃ_Ｘ（０．５≦
Ｘ≦０．９５）である。この理由は、このようなａ−Ｓ
ｉＣは１０^１ ^２〜１０^１３Ωｃｍという特に高い抵抗を
有しており、優れた飽和帯電電位、耐摩耗性、耐環境性
（耐湿性）が得られるためである。

【００３３】規制ブレード９と磁気ロール１とのギャッ
プは０．３〜１．５ｍｍ、磁気ロール１と現像ロール２
間のギャップは同様に０．３〜１．５ｍｍ程度である。
現像ロール上のトナー薄層６は、１０〜１００μｍ、好
ましくは３０〜７０μｍの厚さに設定される。この厚さ
は、トナーの平均粒度を７μｍとした場合にトナー層４
から１０層程度である。また、現像ロール２と静電潜像
担持体（感光体）３との間のギャップは、１５０〜４０
０μｍ、好ましくは２００〜３００μｍである。１５０
μｍより狭いとカブリの要因になり、４００μｍより広
いとトナーを感光体に飛翔させることが困難になり、充
分な画像濃度を得ることができない。また、選択現像を
発生させる要因になる。

【００３４】静電潜像担持体（感光体）３における表面
電位（帯電電位）は、２００〜５００Ｖの範囲の値とす
ることが好ましい。静電潜像担持体（感光体）３におけ
る表面電位が２００Ｖ未満となると、現像が不十分とな
りやすく、一方、５００Ｖを超えると、感光層２２の飽
和帯電電位（飽和帯電電流）を超えたり、あるいはオゾ
ンが発生しやすくなるおそれがある。特に、感光層２２
の厚さを減少させた場合には、それに対応して感光層２
２の飽和耐電電位が低下する傾向にある。従って、感光
層２２の長寿命化を図り、よりオゾンの発生を防止でき
る観点から、感光層２２における表面電位を５００Ｖ以
下の値とすることが好ましい。また、現像性と感光層の
飽和耐電電位等のバランスがよい観点から、表面電位の
値を１００〜４５０Ｖの範囲の値とすることがより好ま
しく、さらに好ましくは、表面電位の値を１５０〜３５
０Ｖの範囲内の値とすることである。

【００３５】現像ロール２と静電潜像担持体（感光体）
３との間のバイアスは、バイアス電源７ａ、７ｂで決定
されるが、現像ロール２上のトナー５を効率よく入れ替
えるためには、直流バイアス７ａ（Ｖｄｃ１）の電位は
２００Ｖ以下であることが好ましい。２００Ｖ以上の電
界を印加すると、現像ロール２にトナー５が付着する静
電気力が増大し、磁気ブラシ１０での回収が困難にな
る。また、交番電界を用いることにより、静電潜像担持
体（感光体）３への現像が正確にでき、現像ロール２上
のトナー５の入れ替えが容易になるなどのメリットがあ
る。

【００３６】図３は、本発明の現像方法を実施する現像
装置における現像ロール２の第１の直流バイアス電位７
ａ（Ｖｄｃ１）と、磁気ロール１の第２の直流バイアス
電位８（Ｖｄｃ２）とにおける現像残像（ゴースト）や
カブリが生じない良好な範囲を示したものである。横軸
は電位差｜Ｖｄｃ２−Ｖｄｃ１｜を表し、縦軸は現像ロ
ール２の第１の直流バイアス電位Ｖｄｃ１を表す。そし
て、図３からわかるように、バイアス電位Ｖｄｃ１が２
００Ｖよりも高い場合と、電位差｜Ｖｄｃ２−Ｖｄｃ１
｜が１００Ｖ未満の場合に残像（ゴースト）が発生す
る。またこの電位差が、３５０Ｖ以上になると今度はト
ナーが飛散してカブリが発生する。そのため現像ロール
２の第１の直流バイアス電位７ａ（Ｖｄｃ１）としては
２００Ｖ以下で、且つ、磁気ロール１の第２の直流バイ
アス電位８（Ｖｄｃ２）と現像ロール２の第１の直流バ
イアス電位７ａ（Ｖｄｃ１）との電位差｜Ｖｄｃ２−Ｖ
ｄｃ１｜が、１００Ｖから３５０Ｖの範囲であれば高品
質の画質が得られることがわかる。そして、現像ロール
２に印加する交流（ＡＣ）バイアス電源７ｂの電圧は、
そのピ−ク間電圧Ｖｐ−ｐが５００〜２０００Ｖ、周波
数が２〜４ｋＨｚの範囲で、トナー入れ替え動作を行う
とき、正帯電トナーを使用する場合は正デューティ比
を、負帯電トナーを使用する場合は負デューティ比を、
４５％以下とした矩形波を発生するように設定するとよ
い。この様に現像バイアスを低く設定することは、静電
潜像担持体（感光体）３のａ−Ｓｉ薄膜の絶縁破壊を抑
制するとともに、トナー５の過剰帯電を防止し、現像の
履歴現象の発生を抑止するのに有効である。

【００３７】２成分現像剤は、磁気ロール１上にトナー
５とキャリア４からなる磁気ブラシ１０を形成し、トナ
ー５は撹拌によって帯電する。このキャリア４は、フェ
ライト表面を高分子量のポリエチレンの表面重合体で覆
うと共に抵抗調整剤で処理し、トナー付着やコ−ト剥が
れなどの間題に対して強靭な表面性能を有するようにし
て、現像装置の機械的寿命が尽きるまで被覆剤が剥がれ
ないようにしたものを用いる。一般的に表面被覆キャリ
アの場合、表面のコート剤が２０％以上剥がれるとトナ
ーへの帯電性能が変化し、本発明の現像方法の場合、帯
電不良トナーの飛散による画像汚染の発生や現像性の低
下が見られ、いわゆる選択現像などが発生する。そのた
め、キャリアの耐久安定性を確保することが重要で、上
記したように、現像装置寿命まで被覆剤の剥がれのない
重合法のフェライト表面の高分子ポリエチレン被覆によ
って、表面の抵抗を調整したキャリアを用いる。

【００３８】このように構成した現像装置において、磁
気ロール１には図示していない現像剤容器からトナー
５、キャリア４で構成された２成分現像剤が供給され、
これら現像剤は、撹拌によってトナー５を帯電すると共
に磁気ブラシ１０を形成し、規制ブレード９で層厚規制
がなされる。そしてこの帯電されたトナー５は、磁気ロ
ール１と現像ロール２間の電位差｜Ｖｄｃ２−Ｖｄｃ１
｜で現像ロール２側に移って現像ロール２上にトナーの
みの薄層６を形成し、さらにこのトナー薄層６は、静電
潜像担持体（感光体）３との間に印加された第１の直流
（ＤＣ）バイアス７ａ（Ｖｄｃ１）、交流（ＡＣ）バイ
アス７ｂの重畳されたバイアスにより、静電潜像担持体
（感光体）３上に形成された静電潜像に飛翔し、現像動
作が行われる。

【００３９】そして本発明においては、現像ロール２と
磁気ロール１とを回転させたまま両者間の直流電位差を
無くした等電位状態を発生させると共に、交流バイアス
電源７ｂにより矩形波で構成される交流電界を形成し、
磁気ロール１上の磁気ブラシ１０を現像ロール２上のト
ナー層６に接触させ、現像後に現像ロール２上に残った
トナー薄層６を磁気ブラシ１０と交流バイアス７ｂで入
れ替えるトナー入れ替え動作を、次のようなときに行う
こととした。この現像ロール２と磁気ロール１の等電位
状態は両表面電位が互いに等しければよいから、例えば
両表面電位を０Ｖとしたり、或いは５０Ｖとしてもよ
い。またこの等電位状態は、現像ロール２と磁気ロール
１の両表面電位を制御して実現してもよいし片側の表面
電位を他方に合わせるように制御してもよい。

【００４０】まずその１は、前記した現像動作、すなわ
ち磁気ロール１に形成された磁気ブラシ１０のトナー５
を、磁気ロール１と現像ロール２間の電位差｜Ｖｄｃ２
−Ｖｄｃ１｜で現像ロール２側に移して現像ロール２上
にトナーのみの薄層６を形成し、さらに静電潜像担持体
（感光体）３との間に印加された第１の直流（ＤＣ）バ
イアス７ａ（Ｖｄｃ１）、交流（ＡＣ）バイアス７ｂの
重畳されたバイアスにより、このトナー薄層６上のトナ
ー５を静電潜像担持体（感光体）３上に形成された静電
潜像に飛翔させて行う動作によって現像ロール２が回転
する距離をＬ１、前記トナー入れ替え動作、すなわち現
像ロール２と磁気ロール１とを回転させたまま両者間の
直流電位差を無くした等電位状態を発生させると共に矩
形波で構成される交流（ＡＣ）バイアス７ｂのみを現像
ロール２に供給し、磁気ロール１上の磁気ブラシ１０を
現像ロール２上のトナー層６に接触させ、現像後に現像
ロール２上に残ったトナー薄層６を磁気ブラシ１０と交
流バイアスで入れ替える動作によって現像ロール２が回
転する距離をＬ２としたとき、Ｌ１／Ｌ２＜１００ ……… （１）を満足する状態において定期的に行うものである。

【００４１】すなわち、現像ロール２と磁気ロール１が
回転しているとき、現像ロール２上に第１と第２の直流
バイアスによる電位差と交流バイアスでトナー層を形成
した状態を長時間保つと、現像ロール２にトナー５が薄
くフィルミングする。分析したところ、これはトナー５
の微粉が強固に付着したものだということが分かった。
そのため、トナー５の付着によって現像ロール２上のト
ナー５の帯電量が低下し、飛散を起こす。また現像ロー
ル２と磁気ロール１との間には一定電位が印可されてい
るため、付着が起こると現像に寄与できる現像ロール２
上のトナー５の量が減少し、現像性低下、現像残像など
の原因となる。

【００４２】連続印刷時におけるこういった問題を解決
するためには、現像ロール２上のトナー５をあるタイミ
ングで定期的に入れ替えることが必要である。そのため
本発明においては、前記（１）式の条件を満たす場合に
前記トナー入れ替え動作を現像ロール２の周長以上にわ
たって行うようにしたもので、それ以下とすると十分に
入れ替わりが出来ず、現像ロール上のトナー付着を引き
起こす場合がある。また、現像ロール２上の現像残トナ
ー５を入れ替わりやすくするため薄膜のａ−Ｓｉ感光体
を用い、現像電界を低く設定して十分な現像濃度を得る
ことや、そのシステムを安定に維持させるため、フェラ
イトの表面をポリエチレンで重合被覆させた長寿命キャ
リアによる２成分現像方式を用いることで、トナー５を
耐久変化の少ないキャリア４で均一に帯電させ、トナー
５の飛散、カブリを防止することも重要な要因となる。

【００４３】そしてトナー入れ替え動作を行うその２
は、画像形成装置が印刷する各ページを２分割以上の複
数区間に分割し、各区間における画像データのドット数
を画像形成装置内のＣＰＵ（不図示）等で計測し、ドッ
ト数が０である場合に行うものである。

【００４４】そして前記（１）式で示した条件でトナー
入れ替え動作を行う場合、現像ロール２の回転距離Ｌ２
は現像ロール２の周長以上とし、また現像動作時の現像
ロール２の回転距離Ｌ１は画像形成装置内のＣＰＵ（不
図示）で算出するものとする。また、この（１）式の条
件によるトナー入れ替え時期が印刷終了時に生じた場合
はそのまま前記したトナー入れ替え動作を行えばよく、
また、現像ロール２が現像を行わない機械の立ち上げ時
などに行っても良いが、連続印刷時に前記（１）式の条
件を越えることが判明した場合は、（１）式の条件を超
える前の印刷における記録媒体と記録媒体の間、すなわ
ち記録媒体間の長さを現像ロール２のトナー入れ替え動
作に要する回転距離Ｌ２（現像ロール２の周長以上）以
上となるよう制御する。なおこの記録媒体間は、例えば
画像を静電潜像担持体（感光体）３に露光する露光器に
送られる印刷画像データに基づいて検出したり、記録媒
体を収容する給紙カセットにおける記録媒体の先端や後
端により検出し、記録媒体間の長さが現像ロール２のト
ナー入れ替え動作に要する回転距離Ｌ２（現像ロール２
の周長以上）以上となるよう制御する。

【００４５】このように前記（１）式によって定期的
に、及び画像データが０である場合の任意の時期にトナ
ー入れ替え動作を実施することにより、回収されたトナ
ーの帯電分布をブロードにしたり殆ど変化させることな
く、また、各ロールの周速差によるブラシ効果のみで掻
き取りプレ−ドなどの特別な装置を設けることなく、容
易にトナーの回収と入れ替えが可能になり、現像ロール
２上のトナー付着、トナー飛散、現像残像などの現象が
生じなくなる。また本発明においては、このトナーの入
れ替えを容易にするため、前記磁気ロール１の回転速度
を現像ロール２の回転速度の少なくとも１．０倍を越え
る速度とした。また、印刷前後、及び記録媒体間で現像
ロール２と磁気ロール１との間に直流電位差を無くして
交流電界を形成するとき、現像ロール２に印加する交流
電圧を矩形波とし、正帯電トナーを使用する場合は正デ
ューティ比を、負帯電トナーを使用する場合は負デュー
ティ比を４５％以下にすることで、現像ロール２上のト
ナーの入れ替えを向上させることができる。

【００４６】また、前記したその２の条件でのトナー入
れ替え動作、すなわち画像形成装置が印刷する各ページ
を２分割以上の複数区間に分割し、各区間における画像
データのドット数を画像形成装置内のＣＰＵ（不図示）
等で計測してドット数が０である場合に行うトナー入れ
替え動作は、図５に示したようなタンデム型画像形成装
置において、例えば４色中の現像に寄与しない現像装置
に適用した場合に特に有効である。

【００４７】すなわちこの図５に示したタンデム型画像
形成装置においては、現像剤容器５０のうち、例えばブ
ラックの現像剤容器５０_１、シアンの現像剤容器５
０_２、マゼンタの現像剤容器５０_３、イエローの現像剤
容器５０_４に収容されたトナーとキャリアからなる現像
剤によって、前記したように磁気ロール５１_１、５
１_２、５１_３、５１_４上に磁気ブラシが形成され、その
磁気ブラシによってそれぞれ対応した現像ロール５２上
にトナー薄層が形成される。そして図示していない制御
回路からプリント開始の信号が来ると、給紙カセット５
３から記録媒体が送り出されて搬送ベルト５４に送ら
れ、その記録媒体が各色の感光体５５_４、５５_３、５５
_２、５５_１に達するタイミングに合うように、帯電器５
６_４、５６_３、５６ _２、５６_１による各感光体５５の帯
電、各露光器５７に送られた画像信号による各感光体５
５への露光と潜像の形成、各現像ロール５２上のトナー
による潜像の現像が行われる。そして記録媒体が感光体
５５_４に達すると、転写装置５８_４による転写バイアス
が印加されて記録媒体にトナー像が転写され、それが各
感光体５５_３、５５_２、５５_１、転写装置５８_３、５８
_２、５８_１で繰り返され、定着装置５９で定着されて排
紙される。

【００４８】このように構成されたタンデム型画像形成
装置において、例えばブラックとマゼンタ、そしてイエ
ローのみを使用し、シアンを使用しない原稿などでは、
シアン現像装置における現像ロール５２_２と磁気ロール
５１_２との間に現像ロール５２_２上にトナー層が形成さ
れる方向に直流電位差、及び交流バイアスが印加されて
いるため、連続印刷した場合、現像ロール５２_２上のト
ナーの帯電量上昇、トナー外添剤の劣化が急速に進む。
そのため、現像ロール５２_２上のトナーを頻繁に入れ替
える必要があるが、連続印刷時においては、前記（１）
式による記録媒体間のみでは十分にこのトナー入れ替え
が行えない場合がある。

【００４９】そのため、前記したその２の条件でのトナ
ー入れ替え動作、すなわち画像形成装置が印刷する各ペ
ージを２分割以上の複数区間に分割し、各区間における
画像データのドット数を画像形成装置内のＣＰＵ（不図
示）等で計測してドット数が０である場合にトナー入れ
替え動作をおこなうことにより、上記したシアンを使用
しない原稿などにおいてはシアンの原稿データが０であ
るから連続したトナー入れ替え動作が実施され、現像ロ
ールへのトナー付着を防止し、現像残像を発生しにくく
すると共に現像装置、現像剤を長寿命化することができ
る。なお、以上の説明では、シアンを使用しない原稿の
場合を例にとって説明したが、他の色の場合も全く同様
であることは自明である。

【００５０】このような本発明の画像形成装置における
現像方法の効果を確認するため、図６の表に示した条件
による評価を行った。すなわち、１．画像データの無い部分で、現像ロール２と磁気ロー
ル１との直流電位差を０Ｖにする場合としない場合。２．トナー入れ替え動作を行うために現像ロール２と磁
気ロール１との直流電位差を０Ｖにした時の現像ロール
２の回転距離Ｌ２と、現像動作を行うために現像ロール
２側にトナーを移動させる方向に直流電圧を印加した時
の現像ロール２の全回転距離Ｌ１との比、Ｌ１／Ｌ２を
変化させた場合。３．上記１と２を組み合わせた場合。４．交流バイアスのデューティ比を変化させた場合。といろいろ変化させ、１２枚機の試作機で連続印刷を行
って画像の濃度、残像、カブリ、現像ロールへのトナー
付着状況などを確認した。なおここでは、トナー入れ替
え動作を行わない記録媒体間で、直流電位差、交流バイ
アス共に通常の状態とした。

【００５１】そしてこの評価のため、図４に示したよう
な矩形の黒ベタで構成されたソリッド画像４０、４１
と、このソリッド画像より広いハーフトーン画像４２、
４３を連続して現像するように配置した画像パターンで
画像形成し、初期、１００枚、１０００枚と印刷して、
濃度、黒ベタのソリッド画像４０の残像４４が現れるか
否か、カブリの発生状態はどうかなどをチェックし、こ
れを図７にまとめた。また現像ロール２へのトナー付着
状況を、白紙パターンを１００枚、１０００枚、３００
０枚と印刷して、現像ロール２へのトナー付着状況を調
べ、結果を図８にまとめた。

【００５２】この評価における条件は、図６に示したよ
うに静電潜像担持体（感光体）３として層厚１４μｍの
ａ−Ｓｉを用いて表面電位を２５０Ｖとし、現像ロール
２における第１の直流バイアス７ａ（Ｖｄｃ１）を５０
Ｖ、交流（ＡＣ）バイアス７ｂのピ−ク間電圧Ｖｐ−ｐ
を１．３ｋＶで周波数３．０ｋＨｚ、デューティ比５０
％とした。また磁気ロール１への第２の直流バイアス８
（Ｖｄｃ２）を２００Ｖとし、磁気ロール１と現像ロー
ル２間の周速差を２倍として磁気ロール１の回転速度を
早くした。そして実施例１〜４として、トナー入れ替え
動作時の現像ロール２の表面電位と磁気ロール１の表面
電位とをいずれも０Ｖとした等電位状態を発生させると
共に、ピ−ク間電圧Ｖｐ−ｐを１．３ｋＶとして実施例
１〜３ではデューティ比を５０％、実施例４、比較例
１、２では４５％とした矩形波で構成した交流電界を印
加し、また、実施例１、３では画像データ無し部分でト
ナー入れ替え動作を行い、さらに実施例２、３では前記
Ｌ１／Ｌ２を１００に、実施例４と比較例２では１１０
に、実施例１ではこのＬ１／Ｌ２にはよらずに画像デー
タ無し部分でのトナー入れ替え動作のみとし、比較例１
ではそれも行わないこととした。

【００５３】そして濃度、残像、カブリの評価において
は、図７に示したように初期状態と、１００枚、１００
０枚と印刷した三段階における濃度、残像、及びカブリ
の発生を確認した。この図７において、濃度の欄の
「○」印は形成された画像にかすれが認められないこと
を示し、「△」印はかすれがわずかに認められた場合
を、「×」印ははっきりかすれが認められた場合を示し
ている。さらに残像とカブリの欄における「○」、
「△」、「×」印は、図４に示した画像パタ−ンを印字
し、（ａ）のようにハ−フ画像上に残像やカブリがまっ
たく見えない場合は○を、（ｂ）のようにハ−フ画像上
に残像やカブリがわずかに認められた場合にΔを、また
はっきり認められた場合に×を付した。

【００５４】この図７からわかるように、トナー入れ替
えを全く行なわずに連続印刷を続けた比較例１の場合は
画像濃度が低下し、残像も悪化する。また比較例２のよ
うに、画像データ無し部分でトナー入れ替えを行わない
と共に、トナー入れ替えの比率Ｌ１／Ｌ２を１１０と設
定した場合は画像度濃度が低下し、残像が若干起こって
いる。一方、画像データが無い部分でトナー入れ替え動
作を行うか、またはトナー入れ替えの比率Ｌ１／Ｌ２を
一定とした実施例１から４においては、現像ロール上の
トナーの入れ替わりが効率良く行われるため、デューテ
ィ比を４５%と下げたものを含めて１０００枚印字した
時点でも画像濃度、残像、カブリ共に良好であった。

【００５５】そして白紙パターンを連続耐刷し、現像ロ
ール２へのトナー付着を加速的に評価した図８において
は、初期状態と、１００枚、１０００枚、３０００枚、
１００００枚と印刷した五段階における現像ロール２へ
のトナーの付着状況をチェックした。この図８におい
て、「○」印は現像ロール２へのトナー付着が全く見ら
れない状態を示し、「△」印はうっすらとトナーが付着
した状態、「×」印は現像ロール２全面にトナーが付着
し、トナー飛散により現像ロール下部の汚染、現像器か
らのトナー落ち等が発生した状態を示す。

【００５６】この図８からわかるように、比較例１では
１００枚耐刷した時点で既に現像ロール２上にうっすら
トナーが付着しており、１０００枚印字後には現像ロー
ル２上全面にトナー付着が見られた。これは現像ロール
２上のトナーの入れ替わりが殆ど無かったためと考えら
れる。付着したトナーは現像には関与せずに常に現像ロ
ール２上に居続けるため、新たにその上に載るトナーの
帯電量を下げ、トナー飛散の原因となる。またトナー帯
電量の低下により、付着部分に対応する画像部分の濃度
が濃く出てしまう。また付着トナーの電気抵抗のため、
現像ロール２上の現像に関与するトナー層厚が薄くなっ
て現像ゴースト（図４の残像４４）が顕著に現われる。
そして１００００枚印字後には、トナー飛散によって現
像ロール２下部の汚染、現像装置からのトナー落ちが顕
著に発生した。

【００５７】また比較例２では、１００枚、１０００枚
印字後には全くトナー付着が見られなかったが、３００
０枚印字した時点で現像ロール全面にトナー付着が見ら
れた。２成分現像剤中のトナー帯電量を測定すると、初
期における１２μＣ／ｇから３０００枚印字後には１９
μＣ／ｇまで上昇しており、現像ロール２上のトナー帯
電量が上昇して現像性が低下していた。これはＬ１／Ｌ
２が１１０であったため、Ｌ１／Ｌ２=１００に比べて
現像ロール２上のトナー入れ替わりが少なかったものと
思われる。

【００５８】一方実施例１から３では、初期から１００
０枚印字時まで全くトナー付着が見られなかったが、３
０００枚印字時から様子は変わり、実施例１より実施例
２の方が、また実施例２より実施例３の方がトナー付着
の結果が良くなった。この結果から、現像ロール２上の
トナーの入れ替えをより向上していくためには画像デー
タの無い領域でトナー入れ替え動作を行うことと、Ｌ１
／Ｌ２＜１００とすることを併用することが必要だと分
かった。また実施例４のように、印加する交流電圧のデ
ューティ比を４５％以下（正帯電トナーを使用している
ため正のデューティ比）に下げていくことでも、現像ロ
ール上のトナーの入れ替わりが良くなって現像ロールへ
のトナー付着が軽減されたことがわかる。

【００５９】

【発明の効果】以上記載の如く請求項１に記載した本発
明によれば、現像ロール上のトナーを磁気ブラシや直流
電位差のみで回収するのではなく、現像動作による現像
ロールの回転距離が一定距離を越える前に、また、画像
データを複数区間に分割し、該分割した区間のドット数
を計数してドット数が０である場合に、現像ロールと磁
気ロールを回転させたまま前記第１と第２の直流バイア
スを等しくした等電位状態を発生させると共に前記交流
バイアスのみを印加することにより、現像装置を複雑に
することなく、またトナーの帯電量分布の変化を起こす
ことなく現像ロール上のトナーと磁気ブラシ中のトナー
との入れ替えを促進させることができ、連続現像時にお
ける残像の発生を防ぎ、確実に帯電されたトナーを現像
ロールに供給し、長期にわたって安定した画像品質が得
られるようにした画像形成装置における現像方法を提供
することができる。

【００６０】特にタンデム型カラー画像形成装置のよう
に、複数色分存在する現像装置の各現像ロールと磁気ロ
ールとの間に現像ロール上にトナー層が形成される方向
に直流電位差、及び交流バイアスが印加されている画像
形成装置においては、連続印刷の際に特定の色の現像を
行わない場合、その現像装置における現像ロール上のト
ナーの帯電量上昇、トナー外添剤の劣化が急速に進む。
そのため、この特定色の現像ロール上のトナーを頻繁に
入れ替える必要があるが、連続印刷時においては、前記
現像動作による現像ロールの回転距離が一定距離を越え
る前のみでは十分にこのトナー入れ替えが行えない場合
がある。しかし本発明においては、画像データのドット
数が０である場合にもトナー入れ替え動作をおこなうか
ら、上記した特定色を使用しない原稿においては原稿デ
ータが０と判定されて連続したトナー入れ替え動作が実
施され、現像ロールへのトナー付着を防止し、現像残像
を発生しにくくすると共に現像装置、現像剤を長寿命化
することができる。

【００６１】そして請求項２に記載した本発明によれ
ば、トナー入れ替え動作時における現像ロールに印加す
る交流バイアスを矩形波とし、正帯電トナーを使用する
場合は正デューティ比を、負帯電トナーを使用する場合
は負デューティ比を４５％以下にすることによって現像
ロール上のトナーの入れ替わりが良くなり、現像ロール
上へのトナー付着、現像ゴースト、トナー飛散等の問題
が解消され、前記したように現像装置を複雑にすること
なく連続現像時の残像の発生を防ぎ、確実に帯電された
トナーを現像ロールに供給し、長期にわたって安定した
画像品質が得られるようにした画像形成装置における現
像方法を提供することができる。

【００６２】そして請求項３に記載した本発明によれ
ば、連続印刷時に前記したＬ１／Ｌ２＜１００の条件に
よるトナー入れ替え動作を行う場合、現像ロールが１回
転するに要する距離Ｌ２よりも記録媒体間の距離を長く
なるよう制御することにより、記録媒体間においても現
像ロールを１回転以上させて現像ロールのトナーと磁気
ブラシ中のトナーとの入れ替えを促進させることがで
き、連続印刷時においても、長期にわたって安定した画
像品質が得られる現像方法を提供することができる。

【００６３】そして、請求項４に記載した本発明によれ
ば、磁気ロールの回転速度を現像ロールの回転速度の少
なくとも１．０倍を越える速度とすることにより、この
速度差で現像ロールに接触した磁気ブラシによって現像
ロール上のトナーの入れ替えを行うことができ、トナー
入れ替えの効果を確実にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる画像形成装置における現像方法
を実施する現像装置の概略である。

【図２】本発明に用いる静電潜像担持体（感光体）の
ａ−Ｓｉの基本的な層構成モデルを示したものである。

【図３】本発明になる画像形成装置における現像方法
で印加するバイアス電圧の適正な現像領域を説明するた
めの図である。

【図４】残像（ゴースト）の発生を評価するためのパ
ターンを説明するための図である。

【図５】タンデム型画像形成装置の概略構成図であ
る。

【図６】本発明になる画像形成装置における現像方法
を評価するための条件を示した表である。

【図７】本発明になる画像形成装置における現像方法
の評価結果を示した表である。

【図８】本発明になる画像形成装置における現像方法
の評価結果を示した表である。

【符号の説明】

１磁気ロール２現像ロール３静電潜像担持体（感光体）４キャリア５トナー６トナー薄層７ａ第１の直流バイアスＶｄｃ１（直流電源）７ｂ交流バイアス電源８第２の直流バイアスＶｄｃ２（直流電源）９規制ブレード１０磁気ブラシ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小沢義夫三重県度会郡玉城町野篠字又兵衛704番地 19 京セラ株式会社三重工場玉城ブロック内Ｆターム(参考） 2H031 AC04 AC07 AC30 AE01 BA04 BA05 BB01 CA02 CA11 CA15 FA01 2H073 AA09 BA04 BA09 BA13 BA22 BA45 CA03 CA22 2H077 AC05 AC12 AD02 AD06 AD14 AD36 AE06 CA07 DA08 DA24 DA78 DA81 DB08 EA01 GA03 GA13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子写真法で潜像を形成する感光体に対
面配置した現像ロールと、２成分現像剤による磁気ブラ
シを形成して前記現像ロールに対面配置した磁気ロール
とを有した現像装置を持ち、前記現像ロールに第１の直
流バイアスと交流バイアスを、前記磁気ロールに第２の
直流バイアスを供給し、前記第１と第２の直流バイアス
の電位差と交流バイアスで前記現像ロール上にトナー薄
層を形成して前記感光体上の潜像を現像する現像動作を
行う画像形成装置における現像方法において、前記現像ロールと磁気ロールを回転させたまま前記第１
と第２の直流バイアス成分を０、または等しくした状態
で前記交流バイアスを印加し、該交流バイアスで前記現
像ロール上のトナーを前記磁気ブラシと入れ替えるトナ
ー入れ替え動作を、１．前記現像動作で現像ロールが回転する距離をＬ１、
前記トナー入れ替え動作を連続印刷時に行う場合に現像
ロールが回転する距離をＬ２としたとき、（Ｌ１／Ｌ２）＜１００の場合。２．画像データを複数区間に分割し、該分割した区間の
ドット数を計数してドット数が０である場合。におこな
うことを特徴とする画像形成装置における現像方法。
【請求項２】前記トナー入れ替え動作時における現像
ロールに印加する交流バイアスを矩形波とし、正帯電ト
ナーを使用する場合は正デューティ比を、負帯電トナー
を使用する場合は負デューティ比を４５％以下にするこ
とを特徴とする請求項１に記載した画像形成方装置にお
ける現像方法。
【請求項３】前記連続印刷時にトナー入れ替え動作を
行う場合、記録媒体間の長さをトナー入れ替え動作によ
り現像ロールが回転する距離Ｌ２よりも広くするよう制
御することを特徴とする請求項１に記載した画像形成装
置における現像方法。
【請求項４】前記磁気ロールの回転速度を現像ロール
の回転速度の少なくとも１．０倍を越える速度とし、該
速度差で磁気ブラシを現像ロールに接触させて現像ロー
ル上のトナーの入れ替えを行うことを特徴とする請求項
１に記載した画像形成装置における現像方法。