JP2008076545A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】重ね合わせ現像における後続の現像の際にトナー付着量を不足させることによる多次色の画像部の色再現性や彩度の低下を抑えることができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】無端移動する表面に潜像を担持する感光ベルト５１と、互いに異なる色のトナーによって感光ベルト５１上の潜像を現像する複数の現像装置３０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋとを備え、これら現像装置によって感光ベルト５１上で重ね合わせ現像を行うことで多次色トナー像を形成する画像形成装置において、現像装置３０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋとして、それぞれ、トナーを担持するトナー搬送基板の表面上でその表面に対して相対移動せしめた非静止状態のトナーをトナー搬送基板と感光ベルト５１とが対向する現像領域まで搬送して潜像を現像するものを用いるとともに、１次色目の現像における上記現像領域への単位時間あたりのトナー搬送量を飽和現像搬送量よりも少なくした。
【選択図】図１

Description

本発明は、感光体等の潜像担持体に形成した潜像を現像手段によって現像してトナー像を得る複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。

従来、この種の画像形成装置において、潜像担持体の表面上で重ね合わせ現像を行うことでトナー像に多次色の画像部を形成するものが知られている（例えば、特許文献１、２、３に記載のもの）。この画像形成装置は、潜像担持体に担持された静電潜像を互いに異なる色のトナーによって現像する複数の現像装置を備えている。これらの現像装置は、現像ローラ等の現像剤担持体の表面に直接あるいは磁性キャリアを介して吸着させたトナーを、現像剤担持体の表面移動によって現像領域（潜像担持体との対向領域）まで搬送して潜像を現像するものである。このような現像装置を潜像担持体の周囲に位置させた状態で、潜像担持体に対して、チャージャー等による一様帯電処理、書込光の露光による潜像処理、及び現像装置による現像処理を繰り返し施す。このような重ね合わせ現像により、単色（１次色）トナーの２色以上の重ね合わせによる多次色の画像部を具備するトナー像を潜像担持体上に形成する。そして、記録紙や中間転写体に一括転写する。

特公平８−３６７３号公報 特許３６４６２７８号公報 特許３３８５００８号公報 特開２００４−１９８６７５号公報

かかる構成においては、先行する現像によって潜像担持体上に形成されたトナー付着領域に対して後続の現像によって他色のトナーを重ね合わせる際に、そのトナーの付着量を不足させ易くなる。そして、トナー付着量の不足によって多次色の画像部の色再現性や彩度（鮮やかさ）を低下させてしまうことがあった。このような問題を発生させる原因としては、次に列記するものが挙げられる。
・先行する現像によって得られたトナー付着領域のトナー層が後続の潜像書込処理時に書込光を吸収して、静電潜像の電位減衰量を低下させる。これにより、後続の現像時に、十分な現像ポテンシャルが静電潜像と現像剤担持体との間に作用しなくなる。
・先行する現像によって得られたトナー付着領域のトナー層の電荷により、後続の現像時に、十分な現像ポテンシャルが静電潜像と現像剤担持体との間に作用しなくなる。
・先行する現像によって得られたトナー付着領域のトナー層の厚みにより、後続の現像時においてトナー付着に伴う画像部の電位上昇率が高くなることで、トナーが付着し難くなる。

なお、特許文献１、２、３に記載の画像形成装置においては、比較的大きな現像ポテンシャルを現像領域に作用させる必要がある。個々のトナー粒子と、現像剤担持体（あるいは磁性キャリア）との付着力のバラツキにかかわらず、トナー粒子を確実に現像剤担持体から離脱させなければならないからである。かかる構成では、静電潜像に対するトナー付着量を微調整することが難しく、各色の現像の際に比較的厚めのトナー層を静電潜像上に形成してしまう。このことが、多次色の現像の際におけるトナー付着量の低下に拍車をかけていた。

本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、重ね合わせ現像における後続の現像の際にトナー付着量を不足させることによる多次色の画像部の色再現性や彩度の低下を抑えることができる画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、無端移動する表面に潜像を担持する潜像担持体と、互いに異なる色のトナーによって該潜像担持体上の潜像を現像する複数の現像手段とを備え、該複数の現像手段によって該潜像担持体上で重ね合わせ現像を行うことで多次色トナー像を形成する画像形成装置において、上記複数の現像手段として、それぞれ、トナーを担持するトナー担持体の表面上で該表面に対して相対移動せしめた非静止状態のトナーを該トナー担持体と上記潜像担持体とが対向する現像領域まで搬送して上記潜像を現像するものを用いるとともに、１次色目の現像における該現像領域への単位時間あたりのトナー搬送量を飽和現像搬送量よりも少なくしたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、２次色目の現像によって上記潜像担持体上で得られた２次色トナー層の電位の絶対値を現像ポテンシャル以下にする現像条件に設定したことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項２の画像形成装置において、最高でｎ次色の現像まで行うようにするとともに、ｎ次色目の現像によって上記潜像担持体上で得られたｎ次色トナー層の電位の絶対値を現像ポテンシャル以下にする現像条件に設定したことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れかの画像形成装置において、上記現像領域におけるトナー搬送速度を上記潜像担持体の表面移動速度で除算した値が０．７以上、１．３以下になるように、該トナー搬送速度及び表面移動速度を設定したことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項４の画像形成装置において、上記トナー搬送速度を上記表面移動速度で除算した値が１．０になるように、該トナー搬送速度及び表面移動速度を設定したことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項４又は５の画像形成装置において、上記現像領域における上記潜像担持体と上記トナー担持体との間の間隙である現像ギャップを０．２［ｍｍ］以下にしたことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１乃至６の何れかの画像形成装置において、上記複数の現像手段として、それぞれ、上記トナー担持体に形成された所定方向に並ぶ複数の電極に対してパルス電圧が印加されることで形成される電界により、該トナー担持体の表面上でトナーをホッピングさせて非静止状態にするもの、を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項７の画像形成装置において、上記複数の現像手段として、それぞれ、上記複数の電極における互いに隣り合う電極に対して互いに位相ずれしたパルス電圧が印加されることで形成される電界により、トナーを非現像領域から上記現像領域に向けて相対移動させるようにホッピングせしめるもの、を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項８の画像形成装置において、上記トナー担持体を駆動によって表面移動させるようにしたことを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項１乃至６の何れかの画像形成装置において、上記複数の現像手段として、それぞれ、トナーを非現像領域から上記現像領域に向けて相対移動させないようにホッピングせしめながら、上記トナー担持体の表面上でホッピングするトナーを該トナー担持体の表面移動によって該現像領域に向けて移動させるもの、を用いたことを特徴とするものである。

これらの発明においては、トナー担持体の表面上のトナーを例えばホッピングさせるなどして非静止状態にすることで、個々のトナー粒子と、トナー担持体の表面との付着力のバラツキを殆どなくす。これにより、かなり小さな現像ポテンシャルであっても、トナー担持体の表面上における個々のトナー粒子を一斉に潜像に付着させることが可能になる。かかる構成において、現像領域へのトナー搬送量を比較的少量に設定すれば、現像領域のトナー担持体表面上におけるほぼ全量のトナーを潜像に付着させても、現像ポテンシャルに余力を残すことが可能になる。この「現像ポテンシャルの余力」とは、潜像上に形成されたトナー層の電荷による電位と、トナー担持体に供給される現像バイアスとの差が十分にあることを意味している。具体的には、現像領域において、潜像にトナーが付着し始めてトナー層の厚みが徐々に増していくと、厚みの増加に伴ってトナー層の電位が大きくなっていく。現像領域に多量のトナーが搬送されると、潜像上のトナー層がその電位を現像バイアスとほぼ等しくする程度まで厚みを増加させた時点で、トナー層にそれ以上のトナーが付着しなくなる。このような状態で現像が終了することを飽和現像と言う。現像剤担持体に吸着させたトナーによって現像を行う構成では、個々のトナー粒子と現像剤担持体との付着力のバラツキによるトナー層の厚みムラを回避する目的で、現像ポテンシャル（潜像と現像バイアスとの差）を比較的大きく設定し、飽和現像あるいはこれに近い状態で現像を終了させる。このため、潜像上に比較的厚めのトナー層を形成せざるを得ない。これに対し、本発明においては、かなり小さな現像ポテンシャルでも個々のトナー粒子を一斉に潜像に付着させる。このため、現像領域へのトナー搬送量を飽和現像搬送量（飽和現像に必要な現像領域への最低トナー搬送量）よりも少なく設定し、且つある程度の現像ポテンシャルを作用させることで、現像ポテンシャルに余力を残した状態でトナー担持体上のほぼ全量のトナーを潜像に付着させる。このような現像によって少し薄厚で且つ均一な１次色のトナー層を形成すると、後続の潜像書込処理時に、その１次色のトナー層による書込光の吸収を抑えて、潜像の電位を十分に減衰せしめることが可能になる。また、１次色目のトナー層の厚みによる２次色目の電位上昇率の高まり（対トナー付着量）を抑えることも可能になる。更には、１次色目で現像ポテンシャルに余力を残しておくことで、２次色目のトナーに対して十分な現像ポテンシャルを作用させることも可能になる。これらの結果、２次色目の現像時にトナー付着量を不足させることによる多次色の画像部の色再現性や彩度の低下を抑えることができる。

以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式のプリンタについて説明する。このプリンタは、複写機及びプリンタとして機能することができる複合機であり、複写機として機能するときには、図示しないスキャナが追加搭載される。そして、スキャナから読み込まれた画像情報がＡ／Ｄ変換、ＭＴＦ補正、階調処理等の種々の画像処理によって書込みデータに変換される。また、プリンタとして機能するときには、コンピュータ等から転送されるページ記述言語やビットマップ等の形式の画像情報を画像処理装置９０によって画像処理して、書込みデータに変換する。

本プリンタは、イエロー，マゼンタ，シアン，ブラック（以下、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋという）の４色にそれぞれ個別に対応する４つの光書込装置８０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋや、４つの現像装置３０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを備えている。また、記録紙Ｐを収納する図示しない給紙カセット、このカセットから排出した記録紙Ｐを後述するレジストローラ対９５に送るための図示しない給紙路なども備えている。更には、感光ベルトユニット５０、記録紙Ｐに対して画像を定着せしめる定着ユニット８７、各色にそれぞれ対応する帯電装置７０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋなども備えている。

感光ベルトユニット５０は、無端ベルト状の感光ベルト５１を、ベルトループ内側に配設された駆動ローラ５２、テンションローラ５３などを含む７つの張架ローラによって張架しながら、図中反時計回り方向に無端移動せしめる。

感光ベルト５１は、無端状の導電性ベルト基体の表面上にアンダーレイヤー層、電荷発生層、電荷輸送層などが積層された多層構造になっている。そして、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられる駆動ローラ５２の回転力により、１００［ｍｍ／ｓｅｃ］の線速で図中反時計回りに無端移動せしめられる。

帯電装置７０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれスコロトロン帯電器でなどから構成され、図示しない帯電電源から出力されてくるグリッド電圧が制御されることで、無端移動する感光ベルト５１の表面を−４００［Ｖ］に一様帯電せしめる。なお、感光ベルト５１は、その無端移動に伴って、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の現像装置３０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋとの対向領域であるＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の現像領域を順次通過する。この際、Ｙ用の現像領域に進入する直前にＹ用の帯電装置７０Ｙによって一様帯電せしめられる。また、Ｍ，Ｃ，Ｋの現像領域に進入する直前に、Ｍ，Ｃ，Ｋ用の帯電装置７０Ｍ，Ｃ，Ｋによってそれぞれ一様帯電せしめられる。

Ｙ用の光書込装置８０Ｙは、Ｙ用の帯電装置７０Ｙによって一様帯電せしめられた直後の感光ベルト５１に対して書込光Ｌによる光走査を行って、感光体ベルト５１の表面にＹ用の静電潜像を形成する。このＹ用の静電潜像は、感光ベルト５１の無端移動に伴ってＹ用の現像領域に進入し、ここでＹ用の現像装置３０ＹによってＹトナー像に現像される。

このようにして表面にＹトナー像が形成された感光ベルト５１は、Ｍ用の帯電装置７０Ｍによって一様帯電せしめられた後、Ｍ用の光書込装置８０Ｍによって光書込（光走査）が行われることでＭ用の静電潜像を担持する。そして、このＭ用の静電潜像は、感光ベルト５１の無端移動に伴ってＭ用の現像領域に進入してＭトナー像に現像される。この際、Ｍトナー像の一部は、先のＹトナー像の上に重ね合わせて現像される。これにより、１次色目のＹと、２次色目のＭとの重ね合わせにより２次色部が形成される。

Ｍ用の現像領域を通過した感光ベルト５１は、Ｃ用の帯電装置７０Ｃによって一様帯電せしめられた後、Ｃ用の光書込装置８０Ｃによって光書込が行われることでＣ用の静電潜像を担持する。そして、このＣ用の静電潜像は、感光ベルト５１の無端移動に伴ってＣ用の現像領域に進入してＣトナー像に現像される。この際、Ｃトナー像の一部は、先のＹトナー像の上に重ね合わせて現像される。これにより、１次色目のＹと、２次色目のＭとの重ね合わせによる２次色部が形成される。また、Ｃトナー像における他の一部は、先のＹとＭとの重ね合わせによる２次色部の上に重ね合わせて現像される。これにより、１次色目のＹと、２次色目のＭと、３次色目のＣとの重ね合わせによる３次色部が形成される。

Ｋ用の現像領域を通過した感光ベルト５１は、Ｋ用の帯電装置７０Ｋによって一様帯電せしめられた後、Ｋ用の光書込装置８０Ｋによって光書込が行われることでＫ用の静電潜像を担持する。そして、このＫ用の静電潜像は、感光ベルト５１の無端移動に伴ってＫ用の現像領域に進入してＫトナー像に現像される。

光書込装置８０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれ画像情報に基づいて光変調されたレーザー光を書込光Ｌとしてレーザーダイオード（ＬＤ）素子から発した後、感レンズやミラーによる光学系によって光ベルト５１上で結像せしめる構成になっている。この書込光Ｌによって感光ベルト５１の表面を走査することで、ベルト表面にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の静電潜像を形成する。本プリンタでは、レーザーダイオードとして、波長７８０［ｎｍ］のレーザー光を発するＬＤ素子を用いている。

感光ベルトユニット８０の図中右側方には、無端状の紙搬送ベルト８４を駆動ローラ８６と転写ローラ８５とによって張架しながら駆動ローラ８５の回転駆動によって図中時計回り方向に無端移動せしめる転写ユニット８３が配設されている。そして、紙搬送ベルト８４の転写ローラ８５に対する掛け回し箇所は、感光ベルト５１の駆動ローラ５２に対する掛け回し箇所に当接して転写ニップを形成している。

転写ユニット８３の転写ローラ８５は、芯金の表面に導電性弾性層が被覆されたローラである。この転写ローラ８５には、図示しない電源によって転写バイアスが印加されている。これに対し、転写ローラ８５との間に紙搬送ベルト８４及び感光ベルト５１を挟み込んでいる感光ベルトユニット８０の駆動ローラ５２は接地されている。前述の電源は、転写ローラ８５から駆動ローラ５２に向けて流れる転写電流を４０［μＡ］に維持するように転写バイアスの値を変化させるいわゆる定電流制御を行う。これにより、上述の転写ニップには、負極性のトナー像を駆動ローラ５２側から転写ローラ８５側に静電移動させる転写電界が形成される。

Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの重ね合わせ現像によって感光ベルト５１の表面上に形成された重ね合わせトナー像は、感光ベルト５１の無端移動に伴って、転写前帯電装置５４との対向位置を通過する際に電荷量が調整される。具体的には、転写前帯電装置５４は、スコロトロン帯電器からなり、感光ベルト上の重ね合わせトナー像を−４００［Ｖ］に帯電せしめる。

上述のレジストローラ対９５は、ローラ間に挟み込んだ記録紙Ｐを感光ベルト５１上の重ね合わせトナー像に重ね合わせ得るタイミングで転写ニップに向けて送り出す。そして、転写ニップで記録紙Ｐに密着せしめられた重ね合わせトナー像は、上述の転写電界やニップ圧の作用によって記録紙Ｐ上に一括２次転写され、記録紙Ｐの白色と相まってフルカラートナー像になる。

このようにしてフルカラートナー像が形成された記録紙Ｐは、紙搬送ベルト８４のおもて面に静電吸着せしめられながら、紙搬送ベルト８４の無端移動に伴って定着ユニット８７に向けて搬送される。そして、紙搬送ベルト８４から定着ユニット８７に受け渡されて、フルカラートナー像の定着処理が施される。その後、図示しない排紙路を経由して機外へと排出される。

転写ニップを通過した後の感光ベルト５１は、表面に付着している転写残トナーがベルトクリーニング装置５５によって除去された後、再びＹ用の帯電装置７０Ｙによって一様帯電せしめられる。

図２は、本プリンタにおける電気回路の一部を示すブロック図である。図示しないスキャナ、あるいはパーソナルコンピュータなどの画像情報発信部から送られてくる画像情報は、ＲＧＢ多値（多くの場合８ｂｉｔ）画像であり、画像処理装置９０内において、ＭＴＦフィルタ処理部９０ａによって強調処理される。次いで、色分解処理部９０ｂによる色分解処理でＲＧＢ色空間からＣＭＹＫ色空間へと分解された後、階調補正処理部（γ変換部）９０ｃによって予め設定されている階調を実現するための濃度制御がなされる。そして、擬似中間調処理部９０ｄによってプリンタ特性に合うように擬似中間調処理が施された後、出力用画像データ（６００ｄｐｉ、４ｂｉｔデータ）として画像処理装置９０から出力される。なお、ＭＴＦフィルタ処理、色補正処理・γ補正処理、及び擬似中間調処理については周知の技術であるので、詳細な説明を省略する。

画像処理装置９０から出力された出力画像用データは、次工程であるビデオ信号処理部９１へと送られる。ビデオ信号処理部９１内におけるデータ処理は、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ色のデータでそれぞれ個別に行われるが、以下、１色分のデータ処理の流れだけ説明する。ビデオ信号処理部９１は、受け取った出力画像用データ内における光源（レーザーダイオード）の個数分のデータをラインメモリ上に記憶する。そして、光書込装置（例えば８０Ｙ）のポリゴンミラーの回転に同期した信号（いわゆる同期信号）に合せて、各画素に対応する上記ラインメモリ状のデータを所定のタイミング（画素クロック）で、ＰＷＭ制御部へと引き渡す。ＰＷＭ制御部では、このデータがパルス幅変調（ＰＷＭ）信号へと変換され、ＬＤドライバへと引き渡される。ＬＤドライバでは、このパルス幅変調信号に対応して所定の光量でＬＤ素子（ＬＤアレイ）を光変調駆動する。

なお、本プリンタでは、各色成分の出力用画像データに対応してそれぞれパルス幅変調（ＰＷＭ）制御を実施して、レーザーの光変調駆動を行うようになっている。Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の光書込装置（８０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）における光源の数は何れも１つである。

上述のようにして、光変調されたレーザー光は、光書込装置（８１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）によって感光ベルト（５１）の表面上に結像されて、感光ベルト上に所望の画像の対応した静電潜像を形成する。

なお、画像処理装置９０、プリンタ全体の制御を司る制御部９３、テンキー等から構成される操作部９４、及びビデオ信号処理部９１は、システムバス９２を介して互いに交信を行うことが可能である。

図３は、Ｙ用の現像装置３０Ｙを拡大して示す拡大構成図である。同図において、現像装置３０Ｙは、トナー担持体たる筒状のトナー搬送基板１Ｙ、トナー供給ローラ１０Ｙ、アジテータ１１Ｙを具備するトナー収容部１２Ｙ、トナー規制ブレード１３Ｙなどをケーシング２９Ｙ内に有している。

ケーシング２９Ｙには開口が形成されており、直径（φ）１０［ｍｍ］程度の筒状に形成されたトナー搬送基板１Ｙは、この開口から自らの周面の一部を露出させている。このように露出している基板箇所には、感光ベルト５１が０．２０［ｍｍ］の現像ギャップを介して対向している。

トナー収容部１２Ｙ内には、図示しない非磁性のトナー粒子からなるＹトナーが収容されている。このＹトナーは、図中反時計回りに回転駆動されるアジテータ１１Ｙにより、トナー供給ローラ１０Ｙに向けて供給する。

トナー供給ローラ１０Ｙは、直径（φ）１２［ｍｍ］のローラであり、図示しない駆動手段によって３２６［ｒｐｍ］の回転速度で図中反時計回り方向に回転駆動される。そして、感光ベルト５１とトナー搬送基板１Ｙとが対向する現像領域とは反対側から、トナー搬送基板１Ｙに対して０．２０［ｍｍ］の間隙を介して対向している。トナー供給ローラ１０Ｙの表面に供給されたＹトナーは、トナー供給ローラ１０Ｙの回転に伴ってトナー規制ブレード１３Ｙとの当接位置に進入してローラ上の層厚が規制される。この際、摩擦帯電が促されて所定の帯電量に帯電する。

トナー供給ローラ１０Ｙ上での層厚が規制されたＹトナーは、トナー供給ローラ１０Ｙの回転に伴ってトナー搬送基板１Ｙとの対向位置に進入する。トナー供給ローラ１０Ｙには、図示しない電源によってトナー供給バイアスが印加されている。これにより、トナー供給ローラ１０Ｙと、後述するパルス電圧が印加されるトナー搬送基板１Ｙの平均電位との間に１．２［ｋＶ］の電位差が設けられている。トナー搬送基板１Ｙとの対向位置に進入したＹトナーは、この電位差によってトナー搬送基板１Ｙの表面上に転移する。このようにして、トナー搬送基板１Ｙに所定量のＹトナーが供給される。

Ｙトナーとしては、周知の重合法によって製造された体積平均粒径５．５［μｍ］のものが用いられている。Ｍ，Ｃ，Ｋトナーも重合法によって製造された体積平均粒径５．５［μｍ］のものが用いられている。重合法によるものに代えて、分散重合法、粉砕法などによるものを使用してもよい。なお、トナー粒径の測定については、コールターエレクトロニクス社製の粒度測定器「コールターカウンターＴＡII」により、アパーチャー径１００［μｍ］の設定で測定した。

トナー搬送基板１の表面に供給されたＹトナーは、基板面上に形成される後述する進行電界の作用によって基板面上でホッピングしながら、図中点線矢印で示すように、筒状の基板面上を図中時計回り方向に移動していく。そして、現像領域まで移動すると、感光ベルト５１の静電潜像に付着する。これにより、静電潜像がＹトナー像に現像される。

現像に寄与することなく現像領域を通過したＹトナーは、更に周方向へのホッピングを続けた後、トナー供給ローラ１０Ｙ上に回収される。

図４は、Ｙ用の現像領域とその周囲構成とを示す拡大構成図である。同図に示すように、トナー搬送基板１Ｙは、筒状の基体２Ｙと、これの表面において周方向に所定のピッチで配設された複数の搬送電極３Ｙからなる電極列と、基体２Ｙの非電極形成面や搬送電極３Ｙを覆う表面層４Ｙとを有している。

筒状の基体２Ｙとしては、ガラス基板、樹脂基板、セラミックス基板等の絶縁性材料からなる基板を例示することができる。また、ステンレス等の導電性材料からなる基板にＳｉＯ_２等の絶縁膜を成膜したもの、ポリイミドフィルム等のフレキシブルに変形可能な材料からなる基板などを採用してもよい。本プリンタでは、膜厚０．１［ｍｍ］のポリイミドフィルムを採用している。

搬送電極３Ｙは、基体２Ｙの表面上にＡｌ、Ｎｉ−Ｃｒ等の導電性材料が０．１〜１０［μｍ］、好ましくは０．５〜２．０［μｍ］の厚みで成膜されたものを、フォトリソグラフィー法などの技術によって所要の電極形状にパターン化したものである。複数の搬送電極３Ｙのトナー搬送方向における長さである電極幅については、トナーの平均粒径の１倍以上２０倍以下とした。また、複数の搬送電極３Ｙにおける電極間の間隙についても、トナーの平均粒径の１倍以上２０倍以下とした。より詳しくは、本プリンタでは、搬送電極３Ｙとしてアルミニウムからなるものであって且つ厚み２［μｍ］のものを形成した。搬送電極の配設ピッチについては、５０［μｍ］間隔とした。

表面層４Ｙとしては、例えばＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、ＴｉＯ_４、ＳｉＯＮ、ＢＮ、ＴｉＮ、Ｔａ_２Ｏ_５などを０．５〜１０［μｍ］、好ましくは０．５〜３［μｍ］の厚みで成膜したものを用いることができる。また、無機ナイトライド化合物、例えばＳｉＮ、Ｂｎ、Ｗなどからなるものを用いてもよい。本プリンタでは、ＳｉＯ_２からなる厚み３［μｍ］のものを採用した。

上記電極列は、互いに並び順が連続するｎ個の搬送電極３Ｙの組が繰り返し配設されたものである。以下、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相という３個の搬送電極３Ｙの組が繰り返し配設された３相の電極列を採用した例について説明するが、４個以上の搬送電極３Ｙの組の繰り返しからなる４相以上の電極列や、２個の搬送電極３Ｙの組の繰り返しからなる２相の電極列を採用してもよい。

３個の搬送電極３Ｙからなる組電極におけるそれぞれの搬送電極３Ｙに対しては、トナー搬送基板１Ｙ上に進行電界を形成するための互いに位相ずれしたｎ相（本例では３相）の繰り返しのパルス電圧（Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃ）がパルス電圧印加手段たる駆動電源回路５によって印加される。これにより、各搬送電極３Ｙ間に進行電界が形成される。そして、トナー搬送基板１Ｙ上のＹトナー粒子Ｔが基板面上でホッピングしながら、基板周方向に向けて搬送される。

現像領域では、ホッピングによって感光ベルト５１の静電潜像の近くに達したＹトナーが、静電潜像に向けて静電的に引かれることで静電潜像に付着する。一方、感光ベルト５１の地肌部の近くに達したＹトナーは、地肌部からの反発力を受けて基板側に向けて移動する。

組電極におけるＡ相，Ｂ相，Ｃ相の搬送電極３Ｙに対しては、例えば図５に示すようなＡ相パルス電圧，Ｂ相パルス電圧，Ｃ相パルス電圧が印加される。グランドＧ（０Ｖ）と負の電圧（−）との間で変化する３相のパルス電圧（駆動信号）を、各相で位相をずらして印加するのである。このとき、図６に示すように、トナー搬送基板１Ｙ上に負極性に帯電したＹトナーＴがあったとする。そして、３相のパルス電圧により、図中（１）のタイミングで互いに連続する５つの搬送電極３Ｙに「−」、「−」、「Ｇ」、「−」、「−」が印加されたとする。すると、ＹトナーＴは「Ｇ」の搬送電極３Ｙ（５つのうちの中央の電極）上に位置する。

次いで、図中（１）のタイミングから少し時間が経過して図中（２）のタイミングになったときに、５つの搬送電極３Ｙに「Ｇ」、「−」、「Ｇ」、「Ｇ」、「−」が印加されたとする。すると、負極性のＹトナーＴには、図中真ん中の搬送電極３Ｙ上のＹトナーＴは、図中左から２番目で「−」が印加されている搬送電極３Ｙからの反発力を受ける。同時に、図中右から２番目で「Ｇ」の状態になっている搬送電極３Ｙから吸引力（鏡像力）を受ける。これにより、図中真ん中の搬送電極３Ｙの中心に位置していたＹトナーＴは、図中右斜め上に向けてホッピングを開始する。

更に、図中（２）のタイミングから少し時間が経過して図中（３）のタイミングになったときに、５つの搬送電極３Ｙに「Ｇ」、「−」、「−」、「Ｇ」、「−」が印加されたとする。すると、ホッピングを開始したトナーＴは、図中真ん中の搬送電極３Ｙから反発力を受けるとともに、図中右から２番目の搬送電極３Ｙから吸引力を受ける。これにより、ホッピングを開始したトナーＴが図中右から２番目の搬送電極３Ｙ上に移動する。

このように複数の搬送電極３Ｙにおける互いに隣り合う電極に互いに位相ずれしたパルス電圧が印加されることで、トナー搬送基板１Ｙ上に進行電界が形成され、この進行電界の進行方向にＹトナーＴがホッピングしながら移動する。なお、正帯電性のトナーの場合にはパルス電圧の変化パターンを逆にすることで同様に図中左側から右側に向けてホッピングしていく。

図７は、各搬送電極に３相パルス電圧を印加するための駆動電源回路５Ｙの回路構成を示すブロック図である。この駆動電源回路５Ｙは、パルス信号を生成出力するパスル信号発生回路５ｄと、このパルス信号発生回路５ｄからのパルス信号を変換して駆動波形であるＡ相，Ｂ相，Ｃ相のパルス電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃを生成出力する波形増幅器５ａ，５ｂ，５ｃとを有している。

パルス信号発生回路５ｄは、例えばロジックレベルの入力パルスを受けて、それぞれ位相を１２０［°］ずらした３相１組みパルスにより、次段の波形増幅器５ａ〜５ｃに含まれるスイッチング手段（例えばトランジスタ）を駆動して１００〜５００［Ｖ］のスイッチングを行うことが可能なレベル（１０〜１５Ｖ）のパルス信号を生成して出力する。

なお、Ｙトナーによって現像を行うＹ用の現像装置（３０Ｙ）について説明してきたが、他色（Ｍ，Ｃ，Ｋ）用の現像装置（３０Ｍ，Ｃ，Ｋ）も、使用するトナーの色が異なる点の他が同様の構成になっている。

以上のようにしてホッピングによって非静止状態にしたトナーを用いて現像を行う本プリンタでは、トナーとトナー搬送基板との付着力を殆どなくした状態で現像を行う。これにより、現像領域において比較的小さな現像電界にまでトナーを応答させるようになる。これにより、小さな電位コントラストで、必要なトナー付着量を確保することができる。即ち、現像ローラ等の現像剤担持体や磁性キャリアに吸着させたトナーを用いて現像を行う方式に比べて、感光体の一様帯電電位や現像バイアスを小さくすることができる。また、個々のトナー粒子と、トナー搬送基板との付着力のバラツキが殆どなくなるため、中間調領域において静電潜像に対して均一な厚みでトナーを付着させることが可能になる。そして、これにより、画像の均一性を向上させて、ざらつき感の少ない高品質の画像を形成することができる。

なお、本プリンタにおいて現像バイアスとは、複数の搬送電極に印加されるパルス電圧の単位時間あたりにおける平均電位を意味している。

次に、本発明者らが行った実験について説明する。
［実験１］
本発明者らは、これまで説明してきた実施形態に係るプリンタと同様の構成の試験機を用意した。この試験機は、最高でＹ，Ｍ，Ｃの重ね合わせによる３次色の現像まで行うものである。かかる構成の試験機において、感光ベルト５１を１００［ｍｍ／ｓｅｃ］の線速で無端移動させながらテスト画像をプリントしてみた。各色の現像装置（３０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナー搬送基板における複数の搬送電極には、図８に示すような３相パルス電圧を印加した。この３相パルス電圧は、−３００［Ｖ］の直流成分に、ピーク・ツウ・ピーク電圧（Ｖｐｐ）３００［Ｖ］、周波数６６７［Ｈｚ］、デューティー比５０［％］の矩形交流成分が重畳されたものである。かかる３相パルス電圧では、単位時間あたりにおける平均電位が−３００［Ｖ］の直流成分に、単位時間あたりにおける平均電位が０［Ｖ］の矩形交流成分が重畳されているので、現像バイアスはこれらを合わせた−３００［Ｖ］となる。

各色の現像装置において、トナー搬送基板上にてトナーが０．５［ｍｇ／ｃｍ^２］トナー担持量で一様に搬送されるように、トナー供給ローラからトナー搬送基板へのトナー供給量を調整した。

各色の現像装置におけるそれぞれのトナー搬送基板としては、上述したように搬送電極を５０［μｍ］ピッチで配設したものを用いている。パルス電圧の周波数が６６７［ｋＨｚ］であるため、トナー搬送基板上のトナーは１００［ｍｍ／ｓｅｃ］の速度で搬送されることになる。また、上述したように、トナー搬送基板上におけるトナー担持量は０．５［ｍｇ／ｃｍ^２］であるので、トナー搬送基板上におけるトナー搬送量は５［ｍｇ／ｃｍ・ｓｅｃ］となる。

以上の条件にて、単色（Ｋ）のベタ部だけからなるテスト画像をプリントした。このとき、Ｋ用の現像装置による現像中に試験機を停止させ（パルス電圧の印加も停止）、Ｋ用の現像装置のトナー搬送基板における現像領域よりもトナー搬送方向下流側の箇所を確認したところ、Ｋトナーが全く付着していなかった。また、感光ベルト５１上で現像されたＫベタ部に対する単位面積あたりのトナー付着量を測定したところ０．５［ｍｇ／ｃｍ^２］であり、現像領域よりも上流側の基板領域におけるトナー担持量と同じであることが確認された。つまり、現像領域において、感光ベルト５１の静電潜像と対向する基板領域上に担持されていたトナーのほぼ全量を、静電潜像に付着させたことが確認されたのである。

次に、本発明者らは、トナー搬送基板上におけるトナー担持量を０．５［ｍｇ／ｃｍ^２］から０．７［ｍｇ／ｃｍ^２］に増やして同様のプリントを行ったところ、このときにも、基板上のトナーのほぼ全量を静電潜像に付着させていることがわかった。これにより、試験機の設定条件では、飽和現像搬送量が７［ｍｇ／ｃｍ・ｓｅｃ］よりも大きいことが確認された。更には、先の実験におけるトナー搬送量（５ｍｇ／ｃｍ・ｓｅｃ）が、飽和現像搬送量よりもかなり少なかったことが確認された。つまり、試験機においては、飽和現像搬送量よりも少ないトナー搬送量に設定した場合に、トナー搬送基板上におけるベタ潜像対向領域のトナーのほぼ全量をベタ潜像に付着させることができる。

次に、本発明者らは、トナー搬送基板上におけるトナー担持量を０．５［ｍｇ／ｃｍ^２］に戻した条件で、Ｙからなる１次色ベタ部、ＹとＭとの重ね合わせによる２次色ベタ部、ＹとＭとＣとの重ね合わせによる３次色ベタ部を具備するテスト画像をプリントした。すると、３次色ベタ部を優れた色再現性且つ優れた彩度で現像することができた。

同じテスト画像を再度プリントする際に、プリント動作を一時停止した。そして、Ｍ用の現像装置のトナー搬送基板における現像領域よりも下流側の箇所であって、且つＹＭトナー層に対応する箇所を目視で確認したところ、Ｍトナーが全く付着していなかった。つまり、現像領域において、感光ベルト５１上のＹトナー層と対向する基板領域上に担持されていたＭトナーのほぼ全量を、Ｙトナー層に付着させたことが確認されたのである。

なお、この実験では、Ｍ用の現像装置におけるトナー供給バイアスを一時的に変化させることでＭトナーの搬送量を一時的に０．６［ｍｇ／ｃｍ^２］増やした。そして、Ｍトナーの搬送量を通常の０．５［ｍｇ／ｃｍ^２］に設定したときに得たＹＭの２次色ベタ部の他に、Ｍトナーの搬送量を０．６［ｍｇ／ｃｍ^２］に設定した条件でのＹＭの２次色ベタ部も得た。後者の２次色ベタ部においても、基板領域上に担持されていたＭトナーのほぼ全量を、Ｙトナー層に付着させていた。つまり、トナー担持量を通常の０．５［ｍｇ／ｃｍ^２］に設定したときにおけるトナー搬送量（５ｍｇ／ｃｍ・ｓｅｃ）は、ＹＭの２次色の現像時においても、飽和現像搬送量より少なくなっている。

また、Ｃ用の現像装置のトナー搬送基板における現像領域よりも下流側の箇所であって、且つＹＭＣトナー層に対応する箇所を目視で確認したところ、Ｃトナーが全く付着していなかった。つまり、現像領域において、感光ベルト５１上のＹＭトナー層と対向する基板領域上に担持されていたＣトナーのほぼ全量を、ＹＭトナー層に付着させたことが確認されたのである。

なお、この実験においても、Ｃ用の現像装置におけるトナー供給バイアスについても一時的に変化させて、Ｃトナーの搬送量を一時的に０．６［ｍｇ／ｃｍ^２］増やした。そして、Ｃトナーの搬送量を通常の０．５［ｍｇ／ｃｍ^２］に設定したときに得たＹＭＣの３次色ベタ部の他に、Ｃトナーの搬送量を０．６［ｍｇ／ｃｍ^２］に設定した条件でのＹＭＣの３次色ベタ部も得た。後者の３次色ベタ部においても、基板領域上に担持されていたＣトナーのほぼ全量を、ＹＭトナー層に付着させていた。つまり、トナー担持量を通常の０．５［ｍｇ／ｃｍ^２］に設定したときにおけるトナー搬送量（５ｍｇ／ｃｍ・ｓｅｃ）は、ＹＭＣの３次色の現像時においても、飽和現像搬送量より少なくなっている。

感光ベルト５１上における、１次色ベタ部におけるＹトナー層形成部の表面電位、２次色ベタ部（通常搬送量で現像）におけるＹＭトナー層形成部の表面電位、３次色ベタ部（通常搬送量で現像）におけるＹＭＣトナー層形成部の表面電位をそれぞれ測定したところ、次のような結果になった。即ち、Ｙトナー層形成部の電位は−１６０［Ｖ］、ＹＭトナー層形成部の表面電位は−２２０［Ｖ］、ＹＭＣトナー層形成部の表面電位は−２９０［Ｖ］であった。これに対し、現像バイアスはＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの何れにおいても−３００［Ｖ］である。

ここで、トナー層形成部の表面電位とは、感光ベルト５１に対して１［ｍｍ］の間隙を介して対向させた表面電位計（トレック社製 Ｍｏｄｅｌ３４４）により、そのトナー層形成部の表面電位を測定した結果である。そして、かかる表面電位は、トナー層の電荷による電位と、感光ベルトにおける静電潜像の電位との合計が測定されたものである。上述のＹトナー層形成部、ＹＭトナー層形成部、ＹＭＣトナー層形成部においては、何れも表面電位の測定値の絶対値が現像バイアスの絶対値よりも小さくなっている（１６０＞３００、２２０＞３００、２９０＞３００）。このように、表面電位の測定値の絶対値が現像バイアスの絶対値よりも小さくなっている場合には、トナー層の電荷による電位の絶対値が、現像ポテンシャル（現像バイアスと潜像との電位差）よりも小さくなっていることを意味する。つまり、本実験の結果から、ｎ次色目の現像によって得られたｎ次色トナー層の電位の絶対値を現像ポテンシャル以下にする現像条件（感光ベルトの表面移動速度、現像領域へのトナー搬送量、潜像電位、現像バイアス、トナー供給バイアス、トナー供給ローラから基板へのトナー供給量など）に設定することで、ｎ次色目の現像を不飽和現像にすることがわかった。

なお、実施形態のプリンタのような反転現像を行う場合には、トナー層形成部の表面電位の測定結果を、現像バイアスよりも小さくすることで、ｎ次色目の現像を不飽和現像にすることができる。

感光ベルト５１上における２次色部のＹトナー層に対するＭトナー付着量と、Ｍだけからなる１次色部のＭトナー付着量とを比較したところ、何れも０．５［ｍｇ／ｃｍ^２］であった。また、異なる色の組合せで２次色部と１次色部とを形成してみたが、何れの組合せでも１次色部と、２次色部の２次色目トナー層とでトナー付着量に差がなかった。更には、異なる色の組合せで３次色部と１次色部とを形成してみたが、何れの組合せでも１次色部と、３次色部の３次色目トナー層とでトナー付着量に差がなかった。

また、トナー搬送基板上における現像領域へのトナー搬送量（単位時間あたり単位幅あたりのトナー量）Ｔについては、トナー搬送基板上の単位面積あたりのトナー付着量と、トナー搬送基板上の単位時間あたりの移動距離との積によって求めることができる。

以上の実験結果に鑑みて、本実施形態に係るプリンタにおいては、最高で３次色の現像まで行うようにするとともに、３次色目の現像によって感光ベルト５１上で得られた３次色トナー層の電位を現像バイアス以下にする現像条件に設定している。

かかる構成においては、感光ベルト５１における現像領域通過後のベタ画像領域でのトナー付着量をＭ、感光ベルトの線速をＶとすると、「Ｍ×Ｖ＝Ｔ」という条件を満足することになる。つまり、ベタ画像領域では現像領域に搬送されたトナーの全てが基板上から感光ベルト５１の静電潜像に転移する。そして、３次色目のトナーの２次色目トナー層に対する付着量の不足を抑える。これにより、３次色からなる画像部を優れた色再現性で形成しつつその画像部を優れた彩度にすることができる。

なお、多次色部における後続色のトナー付着量の低下を抑えるために、潜像担持体に対する光書込強度を１次色部と２次色部とで異ならせる技術が従来から提案されているが（例えば特許３６４６２７８号公報に記載のもの）、かかる技術では、煩雑な画像処理工程が必要になるため、計算速度の増加、画像データ量の増大、といったコストアップ要因となる問題を引き起こしてしまう。本発明においては、かかるコストアップを引き起こすことなく、トナー付着量の低下を抑えることができる。

次に、実施形態に係るプリンタに、より特徴的な構成を付加した各実施例のプリンタについて説明する。なお、以下に特筆しない限り、各実施例に係るプリンタの構成は実施形態と同様である。
［第１実施例］
図９は、本第１実施例に係るプリンタにおけるＹ用の現像領域とその周囲構成とを示す拡大構成図である。同図において、Ｙ用の現像装置は、トナー搬送基板１Ｙを回転駆動させる駆動手段を有している。そして、現像動作時にはトナー搬送基板１Ｙの回転駆動を停止させているが、トナーを基板面上でホッピングさせていない非現像動作には、必要に応じてトナー搬送基板１Ｙを５０［ｍｍ／ｓｅｃ］の線速で図中時計回り方向に回転駆動させる。

かかる構成では、トナー搬送基板１Ｙの感光ベルト５１との対向箇所を、トナー搬送基板１Ｙの回転駆動によって必要に応じて変化させる。これにより、トナー搬送基板１Ｙにおける現像領域に位置している箇所に何らかの異常が発生した場合に、基板の回転駆動によってその箇所を現像領域から待避させて、現像領域での基板の異常による現像不良を回避することができる。そして、異常によるトナー搬送基板１Ｙの交換頻度を少なくして、メンテナンスコストを低減することができる。

なお、Ｙ用の現像装置について説明したが、他色用の現像装置も同様の構成になっている。

［第２実施例］
本第２実施例に係るプリンタにおいても、第１実施例と同様に、各色のトナー搬送基板を５０［ｍｍ／ｓｅｃ］の線速で回転駆動させるようになっている。但し、その回転駆動の時期が第１実施例と異なる。具体的には、本プリンタにおいては、トナー搬送基板上でトナーをホッピングさせることに加えて、筒状のトナー搬送基板をホッピングによるトナー搬送方向と同方向に表面移動させるように回転駆動させることによっても、基板面上のトナーを現像領域に向けて搬送するようになっている。これにより、基板面上でのトナーの搬送速度は１５０［ｍｍ／ｓｅｃ］となっている。

トナー搬送基板上でのトナー担持量いついては、第１実施例よりも少ない０．３３［ｍｇ／ｃｍ^２］になるようにトナー供給バイアスを設定して、トナー搬送量を第１実施例と同じ５［ｍｇ／ｃｍ・ｓｅｃ］にしている。具体的には、トナー供給ローラの表面電位と、現像バイアスとの差が１．０［ｋＶ］になるようにトナー供給バイアスを設定した。

かかる構成においては、トナー搬送基板上でトナーをホッピングによって現像領域に向けて移動させるとともに、トナー搬送基板を回転駆動させることで、トナー搬送基板上のトナー担持量を比較的少なく設定しても、現像領域に十分量のトナーを搬送することが可能になる。これにより、温度や湿度の変化によるトナー搬送量の変動を抑えて（ホッピングによるトナー搬送量は温度や湿度に影響を受けることがある）、現像領域へのトナー搬送量をより安定させることができる。

［第３実施例］
本第３実施例に係るプリンタでは、組電極をＡ相、Ｂ相の２つの搬送電極とし、図１０に示すようなＡ相、Ｂ相の２相パルス電圧Ｖａ、Ｖｂを印加するようになっている。かかる構成では、トナー搬送基板上のトナーが、基板面方向の一方向に向けてホッピングするのではなく、Ａ相の搬送電極と、Ｂ相の搬送電極との間を往復移動するようにホッピングする。

このようなホッピングでは、トナー搬送基板上のトナーを現像領域に向けて移動させることがないため、本プリンタにおいてもトナー搬送基板を回転駆動させる。そして、ホッピングによるトナーの移動ではなく、トナー搬送基板の回転によってトナー搬送基板上のトナーを現像領域に搬送する。トナー搬送基板の線速については、１００［ｍｍ／ｓｅｃ］に設定している。

なお、図１０に示した２層パルス電圧Ｖａ、Ｖｂにおいて、現像バイアスは、それらパルス電圧の単位時間あたりの平均値である−３００［Ｖ］となる。

本発明者らは、以上の構成の本プリンタと同様の構成に試験機を設定した。トナー搬送基板上における単位面積あたりのトナー担持量が０．５［ｍｍ／ｃｍ^２］となるように、上述のトナー供給バイアスを１．２［ｋＶ］にした。即ち、基板上におけるトナー搬送量を５［ｍｇ／ｃｍ・ｓｅｃ］にした。すると、現像領域において、静電潜像に対向する基板領域のトナーのほぼ全量を、基板上から静電潜像に移動させることができた。

かかる構成においては、トナー搬送基板上のトナーをトナーのホッピングによる移動だけによって現像領域に搬送する構成とは異なり、トナー搬送基板上に異物が付着するなどといった基板のトラブルによるトナーの搬送不良を引き起こすことがない（例えば、トナーが異物にトラップされて異物より下流側に移動することができなくなるなどといった搬送不良）。また、トナー搬送基板上のトナーを一定方向に移動させる必要がなくなることにより、トナー搬送基板の比較的広い範囲にトナーを担持させることができるようになる。そして、これにより、トナー搬送量をより広範囲に設定することができる。

［第４実施例］
実施形態に係るプリンタと同様の構成の試験機を用いて、次のような実験を行った。即ち、現像領域へ搬送するトナー量を一定にした条件でテスト画像を記録紙にプリントした後、そのテスト画像におけるトナー付着量を測定した。また、そのテスト画像の状態を目視評価した。

現像領域に対するトナー搬送量については、５［ｍｇ／ｃｍ・ｓｅｃ］に設定した。また、感光ベルト５１の線速については１００［ｍｍ／ｓｅｃ］に設定した。

３相パルス電圧の周波数を変化させることで現像領域におけるホッピングによるトナー移動速度を適宜変更し、それぞれのトナー移動速度について、トナー付着量の測定と、テスト画像の状態の目視評価とを行った。但し、現像領域に対するトナー搬送量については、トナー移動速度にかかわらず５［ｍｇ／ｃｍ・ｓｅｃ］で一定になるように、トナー搬送基板に対するトナー補給量を調整した（トナー供給バイアスによる）。

プリントされたテスト画像におけるトナー付着量については、次に列記するものを測定した。
・２色目の現像による２次色部（Ｙ，Ｍ）における１色目トナー層（Ｙトナー層）に対する２色目トナー（Ｍトナー）の付着量。
・２色目（Ｍ）のトナー層だけによる１次色部における２色目トナー（Ｍトナー）の付着量。

また、プリントされたテスト画像の状態については、次に列記するものを目視評価した。
（ａ）１色目（Ｙ）及び２色目（Ｍ）による２次色部における２色目（Ｍ）のトナー付着状態。
（ｂ）２色目（Ｍ）のトナー層だけによる１次色部における２色目トナー（Ｍトナー）の付着状態。

上記（ａ）や（ｂ）のトナー付着量の評価については、次に列記する評価基準に準じて行った。
○：良好（トナー層の厚みに偏りはがなくトナーがほぼ均一に付着しいている）
△：やや不良（よく見るとトナー層の厚みに偏りがある）
×：不良（一見してトナー層の厚みに偏りがある）

この実験の結果を表１に示す。

表１に示すように、感光ベルト５１の線速に対する現像領域へのトナー搬送速度（本例では基板を表面移動させていないのでホッピングによるトナー移動速度）の比（トナー搬送速度／ベルト線速）を、０．７〜１．３の範囲内に設定することで、ベルト上に先行色のトナー層があるか否かにかかわらず、後続色を均一な厚みでベルト上に付着させ得ることがわかる。

これに対し、上記比を０．７〜１．３の範囲外に設定してしまうと、表１に示すように、多次色部において、先行色のトナー層の上に形成される後続色のトナー層に厚みの偏り（厚みムラ）が発生してしまう。これは、感光ベルト５１の線速と、トナー移動速度との差が比較的大きくなると、トナーが感光ベルト５１の潜像における正規の付着箇所からベルト移動方向に少しずれた箇所に付着するためと考えられる。その根拠として、上記比を１よりも大きくした場合には、後続色のトナー層における感光ベルト移動方向の上流側端部よりも下流側端部の方が肉厚となった。

そこで、本第４実施例に係るプリンタにおいては、上記比を０．７〜１．３の範囲内に設定している。これにより、上記比を前述の範囲外に設定する場合に比べて、多次色部における後続色のトナー層の厚みムラを低減することができる。なお、上記比を１．０に設定した場合には、かかる厚みムラの発生を回避することができる。

なお、トナー搬送基板を表面移動させる場合には、ホッピングによるトナーの移動速度に加えて、基板の表面移動によるトナーの移動速度も、現像領域におけるトナー搬送速度に加味する必要がある。また、上記比については、小数点以下第２位を四捨五入して小数点以下第１位を求めるものとする。例えば、試験機のように、３相の組電極のピッチの合計が１５０［μｍ］（５０μｍ×３）の場合に、３相パルス電圧として周波数６６７［Ｈｚ］のものを採用し、且つ基板を表面移動させない構成にすると、トナーの搬送速度は１５０×６６７／１０００＝１００．０５［ｍｍ／ｓｅｃ］となる。そして、感光ベルト５１の表面移動速度を１００［ｍｍ／ｓｅｃ］に設定すると、上記比は１００．０５／１００＝１．０００５となる。そして、小数点以下第２位を四捨五入すると１．０となる。

［第５実施例］
本発明者らは、実験により、上記比を１．０に設定すると、高濃度領域周辺の中濃度領域の濃度を低下させ易くなることを見出した。これは次に説明する理由によるものと考えられる。即ち、感光ベルトの線速ｖｐと、現像領域に対するトナー搬送速度（本例では基板を表面移動させていないのでホッピングによるトナー移動速度）ｖｔとの比を「０．７≦ｖｔ／ｖｐ≦１．３」に設定することで、後続色のトナー層の厚みムラを低減し得ることは第４実施例で既に述べた通りである。しかしながら、かかる設定では、１次色部において、中間濃度領域の内部にベタ画像や文字画像などといった高濃度領域が存在していると、中間濃度領域から高濃度領域に電気力線が回り込むいわゆるエッジ効果により、本来は中間濃度領域に付着すべきトナーが高濃度領域に付着し易くなる。これにより、高濃度領域周辺の中濃度領域の濃度を低下させていると考えられる。

そこで、本発明者らは、上記比を１に設定し、且つ上記現像ギャップを変化させる他は、第４実施例で行った実験と同様の条件により、テスト画像をプリントしてみた。具体的には、上記比を１に設定した条件において、現像領域における感光ベルト５１とトナー搬送基板との間隙である上記現像ギャップを様々に変化させながら、それぞれの現像ギャップにて、高濃度領域の周辺に中濃度領域を具備するテスト画像を記録紙にプリントした。そして、それぞれのテスト画像について、高濃度領域周辺の中濃度領域における画像濃度を目視評価した。この目視評価については、次に掲げる評価基準に準じて行った。
○：良好（高濃度領域の周辺も良好に中濃度で再現される）
△：やや不良（よく見ると高濃度領域の周辺の中濃度領域が薄くなっている）
×：不良（一見して高濃度領域の周辺の中濃度領域が抜けている）

この実験の結果を次の表２に示す。

表２からわかるように、現像ギャップを０．２［ｍｍ］以下に設定することで、高濃度領域周辺の中濃度領域に発生し易い画像濃度の低下を抑えて、良好な画像を出力することができることがわかる。現像ギャップを小さくすることで、基板側から感光体側へのトナー移動量を短くして、中濃度領域から高濃度領域へのトナーの横移動を抑えることができたためと考えられる。

そこで、本第５実施例に係るプリンタにおいては、現像ギャップを０．２［ｍｍ］以下に設定している。

以上、実施形態や各実施例に係るプリンタにおいては、最高で３次色の現像まで行うようにするとともに、３次色目の現像によって潜像担持体たる感光ベルト５１上で得られた３次色トナー層の電位を現像バイアス以下にする現像条件に設定している。かかる構成では、優れた色再現性と彩度とを兼ね備えた高品質の３次色部を形成することができる。

また、第４実施例に係るプリンタにおいては、現像領域におけるトナー搬送速度を感光ベルト５１の表面移動速度で除算した値が０．７以上、１．３以下になるように、トナー搬送速度及びベルト表面移動速度を設定している。かかる構成では、上述した理由により、現像領域においてトナーの電界応答性が良い場合に、トナー搬送速度と感光ベルト５１の表面移動速度とに線速差を設けることに起因する多次色部のトナー層に厚みムラ（トナーを偏らせて付着させる）を抑えることができる。なお、第４実施例に係るプリンタにおいて、トナー搬送速度をベルト表面移動速度で除算した値が１になるように、トナー搬送速度及び感光ベルト５１の表面移動速度を設定した場合には、かかる厚みムラの発生を解消することができる。

また、第５実施例に係るプリンタにおいては、現像ギャップを０．２［ｍｍ］以下にしているので、高濃度領域の周囲に存在する中濃度領域の濃度低下を抑えることができる。

実施形態に係るプリンタを示す概略構成図。 同プリンタにおける電気回路の一部を示すブロック図。 同プリンタのＹ用の現像装置を拡大して示す拡大構成図。 同プリンタにおけるＹ用の現像領域とその周囲構成とを示す拡大構成図。 トナー搬送基板の各搬送電極に印加されるＡ相パルス電圧、Ｂ相パルス電圧、Ｃ相パルス電圧の出力特性を示す波形図。 同トナー搬送基板と、それの各搬送電極に印加される電圧の状態とを示す模式図。 各搬送電極に３相パルス電圧を印加するための駆動電源回路の回路構成を示すブロック図。 実験１で採用した３相パルス電圧の特性を示す波形図。 第１実施例に係るプリンタにおけるＹ用の現像領域とその周囲構成とを示す拡大構成図。 フレア現像で採用される２相パルス電圧の特性の一例を示す波形図。

符号の説明

１Ｙ：トナー搬送基板（トナー担持体）
３Ｙ：搬送電極（電極）
３０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ：現像装置（現像手段）
５１：感光ベルト（潜像担持体）

Claims (10)

1. 無端移動する表面に潜像を担持する潜像担持体と、互いに異なる色のトナーによって該潜像担持体上の潜像を現像する複数の現像手段とを備え、該複数の現像手段によって該潜像担持体上で重ね合わせ現像を行うことで多次色トナー像を形成する画像形成装置において、
   上記複数の現像手段として、それぞれ、トナーを担持するトナー担持体の表面上で該表面に対して相対移動せしめた非静止状態のトナーを該トナー担持体と上記潜像担持体とが対向する現像領域まで搬送して上記潜像を現像するものを用いるとともに、１次色目の現像における該現像領域への単位時間あたりのトナー搬送量を飽和現像搬送量よりも少なくしたことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１の画像形成装置において、
   ２次色目の現像によって上記潜像担持体上で得られた２次色トナー層の電位の絶対値を現像ポテンシャル以下にする現像条件に設定したことを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項２の画像形成装置において、
   最高でｎ次色の現像まで行うようにするとともに、ｎ次色目の現像によって上記潜像担持体上で得られたｎ次色トナー層の電位の絶対値を現像ポテンシャル以下にする現像条件に設定したことを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１乃至３の何れかの画像形成装置において、
   上記現像領域におけるトナー搬送速度を上記潜像担持体の表面移動速度で除算した値が０．７以上、１．３以下になるように、該トナー搬送速度及び表面移動速度を設定したことを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項４の画像形成装置において、
   上記トナー搬送速度を上記表面移動速度で除算した値が１．０になるように、該トナー搬送速度及び表面移動速度を設定したことを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項４又は５の画像形成装置において、
   上記現像領域における上記潜像担持体と上記トナー担持体との間の間隙である現像ギャップを０．２［ｍｍ］以下にしたことを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１乃至６の何れかの画像形成装置において、
   上記複数の現像手段として、それぞれ、上記トナー担持体に形成された所定方向に並ぶ複数の電極に対してパルス電圧が印加されることで形成される電界により、該トナー担持体の表面上でトナーをホッピングさせて非静止状態にするもの、を用いたことを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項７の画像形成装置において、
   上記複数の現像手段として、それぞれ、上記複数の電極における互いに隣り合う電極に対して互いに位相ずれしたパルス電圧が印加されることで形成される電界により、トナーを非現像領域から上記現像領域に向けて相対移動させるようにホッピングせしめるもの、を用いたことを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項８の画像形成装置において、
   上記トナー担持体を駆動によって表面移動させるようにしたことを特徴とする画像形成装置。
10. 請求項１乃至６の何れかの画像形成装置において、
    上記複数の現像手段として、それぞれ、トナーを非現像領域から上記現像領域に向けて相対移動させないようにホッピングせしめながら、上記トナー担持体の表面上でホッピングするトナーを該トナー担持体の表面移動によって該現像領域に向けて移動させるもの、を用いたことを特徴とする画像形成装置。

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