JP2004219640A - 画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】現像剤担持体に直流成分と交流成分を重畳した現像バイアスを印加する画像形成方法において、前記交流成分は、第1周波数の波形に同期して、第1周波数に対して奇数倍の第2周波数の波形を重畳した構成。
【選択図】図6
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、像担持体上に形成された静電潜像にトナーを付着させて顕像化するプリンタ、複写機、ファクシミリ装置などの電子写真方式の画像形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
現像剤担持体に直流成分と交流成分を重畳した現像バイアスを印加して像担持体上の静電潜像を現像する方法は、例えば特公昭58−32377号公報、特開平4−56976号公報等により従来周知である。
【0003】
図1は、従来の現像バイアスの印加方法を説明するための図であり、像担持体を−600Vに帯電し画像部電位を−70Vにし負帯電トナーで現像する場合の現像バイアスの波形を示している。この現像バイアスの1周期は、像担持体に付着したトナーを離脱させて現像剤担持体側に剥離させる現像抑制側の時間t1と、トナーを現像剤担持体から像担持体に転移させる現像促進側の時間t2からなっている。この方法では、現像部に形成された振動電界によりトナーが像担持体に繰り返し付着、離脱し、像担持体と現像剤担持体間の間隔の増大等による振動電界の減衰に伴い、最終的に静電潜像にトナーが付着残存して現像が行われる。
【0004】
【特許文献1】特公昭58−32377号公報
【特許文献2】特開平4−56976号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
図2は、図1の現像バイアスにおいて、周波数1kHz、3kHz、振幅Vpp=1600V、DC成分平均電位Vavg=−200Vに設定した場合の階調γ特性を示し、図3は、デューティ比ACDuty40%でのコントラス電位(画像部電位Vs−Vavg)γ特性、図4および図5は周波数3kHz、デューティ比ACDuty40%、60%、80%でのコントラス電位γ特性および階調γ特性を示している。なお、デューティ比ACDutyは、t1/(t1+t2)×100(%)で定義している。
【0006】
図2によれば、高周波数3kHzでは、階調γ特性がリニアでなくS字状となりハイライト部の濃度が低くシャドウ部はつぶれ、低周波数1kHzでは、階調γ特性がリニアになり、ハイライト部濃度が強くシャドウ部がつぶれることなく良好な階調性を示すが、一方で図3に示すように、高周波数3kHzでは、非画像電位での地かぶりは少ないが、低周波数1kHzでは、非画像電位での地かぶりが多くなるという問題を有している。
【0007】
この問題に対して上記特許文献2においては、現像促進側の電圧時間積と抑制側の電圧時間積の比によって解決しようとしているが、単一の周波数でデューティ比を変えた場合、図4に示すように、地かぶりが増えることはないが、図5に示すように、階調γ特性の直線性を高めることはできず、ハイライト部濃度を濃くすることは困難であるという欠点を有している。
【0008】
すなわち、単に周波数の変更やデューティ比の変更では、▲1▼ハイライト部の再現性が高く直線性の高い階調γ特性と、▲2▼非画像部のトナー付着のない画像形成の両立が困難であった。
本発明は、上記従来の問題を解決するものであって、階調γ特性の直線性を高め、ハイライト部濃度を濃く再現すると同時にシャドウ部がつぶれることなく再現させ、地かぶりの少ない画像形成を可能する画像形成方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
そのために本発明の画像形成方法は、現像剤担持体に直流成分と交流成分を重畳した現像バイアスを印加する画像形成方法において、前記交流成分は、第1周波数の波形に同期して、第1周波数に対して奇数倍の第2周波数の波形を重畳したことを特徴とする。
また、前記第1周波数の剥離側の半周期において、像担持体電位に対して剥離方向の電界を形成する電位を維持することを特徴とし、
さらに、前記第1周波数の現像側の半周期において、像担持体電位に対して現像方向の電界を形成する電位を維持することを特徴とする。
【0010】
【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6は本発明の1実施形態である現像バイアスを説明するための図である。
現像バイアスは、交流成分と、平均電位Vavgの直流成分とを重畳しており、前記交流成分は、振幅Vpp1の第1周波数の波形Aに同期して、第1周波数に対して奇数倍(実施例1では3倍、実施例2では5倍)で且つ振幅Vpp2の第2周波数の波形Bを重畳したものである。すなわち、低周波数によるハイライト部の再現性が高く直線性の高い階調γ特性と、高周波数による非画像部のトナー付着のない画像形成の両立を可能にするために、低周波数と高周波数とを電界強度(電圧)方向に組み合わせている。
【0011】
このような現像バイアスを印加すると、その1周期Tの中で、第1周波数の剥離側の半周期T1において、像担持体電位に対して剥離方向の電界を形成する電位を維持することで、像担持体からのトナーの剥離を促進し、より地かぶりの少ない画像形成が可能となる。また、第1周波数の現像側の半周期T2において、像担持体電位に対して現像方向の電界を形成する電位を維持することで、像担持体へのトナー現像を促進し、よりハイライト部の再現性を高めることが可能となる。
【0012】
(実施例1)
現像バイアスの交流成分を、周波数1kHz、振幅Vpp1=1075Vの方形波の波形Aと、周波数3kHz、振幅Vpp2=325Vの方形波の波形Bを重畳し、さらに直流成分Vavg=220Vを重畳した現像バイアスを設定した。感光体画像部電位Vs=−70Vに対して、現像バイアスの交流成分を上記の条件に設定し、直流成分の平均電位Vavgを−370Vから+530Vまで変化させて画像濃度を測定して、図7に示すコントラス電位γ特性を得た。
【0013】
図7に示すように、コントラス電位150Vで十分な画像濃度1.45が得られており、感光体の画像部電位−70Vに対して現像バイアス直流成分の平均電位Vavgを−220Vに設定することで十分な画像濃度が得られる特性を有している。
【0014】
また、図7に示すように、現像バイアス直流成分の平均電位Vavgに対して−400Vの電位差を感光体電位Vsに設定することで地かぶりが十分に低減された画像となった。通常、地かぶりとして求められる品質は紙と同じ濃度0.11であり、濃度が0.11に飽和した電位からさらに200Vの電位差が必要となる(通常、地かぶりとして求められる品質の領域では濃度測定器は感度がない)。従って、現像バイアス直流成分の平均電位Vavg=−220Vに対して感光体の非画像部電位を−620Vに設定することで地かぶりのない画像が得られる。
【0015】
さらに、上記感光体の画像部および非画像部電位において、600dpi1ドットラインがとぎれることなく再現できる露光エネルギー量として0.3μJ/cm2を設定し、16段階の面積階調パターンにて画像濃度を測定して、図8に示す階調γ特性を得た。実施例1によれば、従来例の周波数3kHz、ACDuty=60%に対して階調γ特性の直線性が高まり、ハイライト部である階調番号1、2に十分な再現性が得られ、また、シャドウ部も階調番号14まで再現できた。
【0016】
(実施例2)
現像バイアスの交流成分を、周波数1kHz、振幅Vpp1=600Vの方形波の波形Aと、周波数5kHz、振幅Vpp2=800Vの方形波の波形Bを重畳し、さらに直流成分Vavg=220Vを重畳した現像バイアスを設定した。コントラス電位180Vで十分な画像濃度1.45が得られており、感光体の画像部電位−70Vに対して現像バイアス直流成分の平均電位Vavgを−250Vに設定することで十分な画像濃度が得られた。また、現像バイアス直流成分の平均電位Vavgに対して−320Vの電位差を感光体電位Vsに設定することで地かぶりが十分に低減された画像となった。従って、現像バイアス直流成分の平均電位Vavg=−250Vに対して感光体の非画像部電位を−570Vに設定することで地かぶりのない画像が得られる。
【0017】
さらに、上記感光体の画像部および非画像部電位において、600dpi1ドットラインがとぎれることなく再現できる露光エネルギー量として0.3μJ/cm2を設定し、16段階の面積階調パターンにて画像濃度を測定すると、ハイライト部である階調番号1、2に十分な再現性が得られ、また、シャドウ部も階調番号14まで再現できた。
【0018】
このように実施例2の波形によって、階調γ特性の直線性を高め、ハイライト部濃度を濃く再現すると同時にシャドウ部がつぶれることなく再現させ、かつ、実施例1よりも小さな現像バイアス直流成分の平均電位Vavgと感光体電位非画像部との電位差で地かぶりの少ない画像形成が可能となった。
【0019】
【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、階調γ特性の直線性を高め、ハイライト部濃度を濃く再現すると同時にシャドウ部がつぶれることなく再現させ、地かぶりの少ない画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の現像バイアスの印加方法を説明するための図である。
【図2】従来の方式よる階調γ特性を示す図である。
【図3】従来の方式によるコントラス電位γ特性を示す図である。
【図4】従来の方式によるコントラス電位γ特性を示す図である。
【図5】従来の方式による階調γ特性を示す図である。
【図6】本発明の1実施形態である現像バイアスを説明するための図である。
【図7】実施例1におけるコントラス電位γ特性を示す図である。
【図8】実施例1における階調γ特性を示す図である。
【図9】本発明の他の実施例である現像バイアスを示す図である。
Claims (3)
- 現像剤担持体に直流成分と交流成分を重畳した現像バイアスを印加する画像形成方法において、前記交流成分は、第1周波数の波形に同期して、第1周波数に対して奇数倍の第2周波数の波形を重畳したことを特徴とする画像形成方法。
- 前記第1周波数の剥離側の半周期において、像担持体電位に対して剥離方向の電界を形成する電位を維持することを特徴とする請求項1記載の画像形成方法。
- 前記第1周波数の現像側の半周期において、像担持体電位に対して現像方向の電界を形成する電位を維持することを特徴とする請求項1記載の画像形成方法。
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