JP2008225229A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像ギャップの変動による画像むらの発生を抑制できる現像装置およびこの現像装置を備えた画像形成装置を提供することを目的としている。
【解決手段】現像ローラ７２と、現像ローラ７２に現像バイアス電圧を印加する電圧印加手段８０とを備える現像装置であって、電圧印加手段８０が、現像バイアス電圧は、矩形波形の交流電圧を印加する第１期間と、交流電圧を印加しない第２期間とを含み、交流電圧のデューティ比がトナーにより静電潜像が現像される方向に５０％以上であり、第１期間における交流電圧の周期数が２周期以上であり、第１期間の第２期間に移行する直前の交流電圧が、トナーを現像ローラへ引き戻す方向の電圧である現像バイアス電圧を印加することを特徴とする現像装置である。
【選択図】図２

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、及びこれらの複合機等の電子写真方式を利用した画像形成装置で用いられる現像装置及びこの現像装置を備えた画像形成装置に関する。

電子写真方式を利用した画像形成装置に用いられる現像装置は、画像データに基づく静電潜像が形成された像担持体である感光体ドラムの表面に向けて、現像ローラによって搬送されたトナーを飛翔させてトナー像を形成する。このような現像装置を備えた画像形成装置は、感光体ドラム上に形成されたトナー像を用紙等の記録媒体に転写する。そして、この転写されたトナー像を、定着装置で加熱することによって、記録媒体に定着させる。そうすることによって、前記画像形成装置は、画像データに基づく画像を記録媒体上に形成する。

このような画像形成装置の中でも、高速性に優れているものとして、使用するトナーの色に対応した複数の画像形成ユニットを並べて配置し、中間転写ベルトの送りに同期させてカラー画像を形成して中間転写ベルト上で色重ねを行うタンデム方式の画像形成装置が知られている。しかしながら、この方式の画像形成装置は、たしかに優れた高速性を有するが、各色の画像形成ユニットを並べて配置しなければならないために大型化する欠点を有していた。この対策として、感光体ドラム同士の間隔を狭くし、小型化した画像形成ユニットを配置した小型タンデム型画像形成装置が提案されている。このような小型タンデム型画像形成装置では、小型化したために、現像ローラの変動、及び感光体ドラムの変動が大きい。また、一般的に現像ローラの長手方向の端部より外側に配置され、感光体ドラムに接触しながら従動回転して感光体ドラムと現像ローラとの間のギャップ（現像ギャップ）を規定するためのプーリーの変動も大きい。さらに、現像ローラの高速回転による振動等が大きいことからも、現像ローラ及びプーリーの変動が大きくなる。これらのことから、小型タンデム型画像形成装置は、現像ギャップの変動が大きい。

上記のような現像装置は、現像ローラに現像バイアス電圧を印加して、現像ローラと感光体ドラムとの間に形成される現像電界によって、トナーを感光体ドラムに向かって飛翔させる、いわゆるジャンピング現像を利用したものが知られている。このような現像装置は、現像ギャップが変動すると、形成される現像電界が変化するので、トナー現像量が変化し、画像むらが生じる。

近年の高画質化の要求を満たすために、現像ギャップの変動による画像濃度の変動を低減させ、画像むらを低減させる必要がある。特に小型タンデム型画像形成装置では、上述のように現像ギャップの変動が大きいため、現像ギャップの変動による画像むらを低減させる必要性が高い。

このような現像装置において、現像ギャップの変動による画像むらは、ベタ画像、及び低階調画像（網点画像）のいずれにも発生する。このことは、得られた画像の画像濃度が現像ギャップに影響されることが原因であると考えられる。

図１１は、ベタ画像及び網点画像の画像濃度に対する現像ギャップの影響を示したグラフである。縦軸は、得られた画像の反射画像濃度を示し、横軸は、現像ギャップ（μｍ）を示す。なお、このグラフは、現像ローラに印加した交流電圧が、トナーにより静電潜像が現像される方向のデューティ（ＤＵＴＹ）比３０％、トナーにより静電潜像が現像される方向の電圧（最大電圧）１０００Ｖ、トナーを現像ローラへ引き戻す方向の電圧（最小電圧）−５００Ｖ、周波数２．５ｋＨｚである現像バイアス電圧を用いて画像形成した結果を示すものである。

図１１からわかるように、ベタ画像及び網点画像ともに、現像ギャップが狭すぎても、広すぎても画像濃度が低下する。したがって、現像ギャップが変動すると、画像濃度が変動し、画像むらが発生する。また、この画像濃度低下の傾向は、ベタ画像と網点画像とでは、多少異なることがわかる。

そこで、ベタ画像及び網点画像ともに現像ギャップの影響を受け、その影響の受け方にずれがあるので、現像ギャップの変動による画像むらを低減させるために、全体的にトナー現像量を増やすことが提案されている。しかしながら、トナー現像量を一定量以上にすると、転写時のトナー散りや、定着性に悪影響を及ぼすことがある。

また、ジャンピング現像において転写バイアス電圧を制御する現像方法としては、現像ローラと感光体ドラムとの間に交互電界を形成する第１期間と交互電界を形成しない第２期間との比が１：０．５〜１：１０であるブランク・パルス・バイアスを印加する現像方法が知られている（特許文献１及び特許文献２参照）。さらに、このようなブランク・パルス・バイアスを印加するジャンピング現像において、第１期間の交互電界の最終成分を、トナーを現像ローラへ引き戻す方向の電界成分であることが開示されている（特許文献３参照）。さらに、トナーとキャリアとを有する２成分現像剤を担持した現像ローラに、振動部と休止部とを備え、振動部から休止部に変化する直前の振動バイアスは、トナーを像担持体へと飛翔させる方向であり、さらにその直前の振動バイアスは、トナーを現像ローラへの引き戻す方向である現像バイアスを印加する２成分現像方式の画像形成装置が知られている（特許文献４参照）。
特公平２−１４７０４号公報 特公平２−１４７０５号公報 特公平２−１４７０６号公報 特開２００１−１９４８７６号公報

従来の現像装置において、上記のような、ベタ画像及び網点画像ともに、現像ギャップが狭すぎても、広すぎても画像濃度が低下することは、以下のことに基づくと考えられる。

現像ギャップが狭すぎる場合、トナーが静電潜像に付着しても、交流電圧のトナーを現像ローラへ引き戻す方向の電圧により形成された電界が強くなりすぎることにより、静電潜像に付着されたトナーが引き剥がされ、トナー現像量が減少する。

一方、現像ギャップが広すぎる場合、交流電圧のトナーにより静電潜像が現像される方向の電圧により形成された電界が弱くなりすぎて、静電潜像に到達するトナーが少なくなるので、トナー現像量が減少する。

また、ベタ画像と網点画像との画像濃度低下の傾向の相違は、以下のことに基づくと考えられる。

網点画像の場合、感光体ドラム上の静電潜像が形成されている潜像部電位と、静電潜像が形成されていない非潜像部電位との電位差によって形成される電界、いわゆる非潜像部電位からの回り込みの電界が強い。よって、潜像部のトナー保持力が強くなる。また、ベタ画像の場合、エッジ部では、上記網点画像同様、トナー保持力が強くなるが、それ以外の内側部では、エッジ部に比べてトナー保持力が弱くなる。このことより、現像ギャップが狭くなったときに、網点画像よりベタ画像のほうが、交流電圧によりトナーが引き剥がされやすくなっている傾向がある。

一方、現像ローラと感光体ドラムとの間の現像電界は、非潜像部電位からの回り込みの電界が弱いほうが強くなるので、網点画像やベタ画像のエッジ部の現像電界が弱くなり、ベタ画像の内側部の現像電界が強くなる。このことにより、現像ギャップが広くなったときには、網点画像よりベタ画像のほうが、感光体ドラムに到達するトナー量が多くなる傾向がある。

特許文献１によれば、現像磁界が均一でないことによって生じる濃度むらを抑制できる旨が記載されている。また、特許文献２によれば、網点画像よりベタ画像のほうが薄くなる負性特性を抑制できる旨が記載されている。特許文献３によれば、負性特性を抑制し、さらに、第１期間の交互電界の最終成分を、トナーを現像ローラへ引き戻す方向の電界成分とすることによって、地かぶりを抑制できる旨が記載されている。

しかしながら、特許文献１〜３に記載の現像方法は、不均一な現像磁界によって生じる濃度むら、負性特性及び地かぶりの発生を抑制するために、交流電圧の周波数を減らさず、磁性トナーの現像ローラと感光体ドラムとの往復運動の回数を減らすことが目的である。したがって、これらの現像方法は、上記のような現像ギャップの変動による画像むらの発生を抑制するような現像バイアス電圧を印加するものではなく、現像ギャップの変動による画像むらを解消できない。

また、特許文献４によれば、２成分現像方式の画像形成装置において、画像の均一性が高く、充分な濃度の画像が得られるような条件で発生しやすい異常放電による画像欠陥が抑制できる旨が記載されている。

しかしながら、この画像形成装置も、特許文献１〜３と同様、現像ギャップの変動による画像むらを解消するように現像バイアス電圧を制御しておらず、現像ギャップの変動による画像むらを解消できない。さらに、この画像形成装置は、２成分現像方式であるので、周辺にキャリアが多量に存在している現像ローラに現像バイアス電圧を印加するものである。したがって、このような現像バイアス電圧を、周辺にキャリアがあまり存在しない現像ローラに印加しても、高画質な画像が得られない。

本発明は、かかる従来の問題点を解消するためになされたものであり、現像ギャップの変動による画像むらの発生を抑制できる現像装置およびこの現像装置を備えた画像形成装置を提供することを目的としている。

本発明の現像装置は、静電潜像が形成される像担持体に対向して配置され、表面にトナーを担持して搬送する現像ローラと、前記現像ローラに現像バイアス電圧を印加する電圧印加手段とを備え、前記電圧印加手段により前記現像ローラに現像バイアス電圧を印加することにより、前記現像ローラによって搬送されたトナーを前記像担持体の表面に飛翔させて、前記像担持体の表面に予め形成された静電潜像をトナー像として顕像化させる現像装置であって、前記電圧印加手段が、以下のような現像バイアス電圧を印加することを特徴とする現像装置である。前記現像バイアス電圧は、矩形波形の交流電圧を印加する第１期間と、交流電圧を印加しない第２期間とを含み、前記交流電圧のデューティ比がトナーにより静電潜像が現像される方向に５０％以上であり、前記第１期間における前記交流電圧の周期数が２周期以上であり、前記第１期間の前記第２期間に移行する直前の前記交流電圧が、トナーを現像ローラへ引き戻す方向の電圧である。

この構成によれば、矩形波形の交流電圧のデューティ比がトナーにより静電潜像が現像される方向に５０％以上であるので、交流電圧を印加する第１期間のうち、像担持体の表面に予め形成された静電潜像が現像される方向の電圧の印加時間が、トナーを現像ローラへ引き戻す方向の電圧の印加時間と同等以上である。したがって、現像ギャップが広がったときであっても、多くのトナーが像担持体まで到達できるので、現像ギャップが広がったときの画像むら、特に網点画像の濃度低下による画像むらを抑制できる。

また、第１期間における交流電圧の周期数が２周期以上であるので、トナーにより静電潜像が現像される方向の電圧とトナーを現像ローラへ引き戻す方向の電圧とが交互にそれぞれ２回以上印加される。よって、潜像部に付着したトナーに、より強固に付着させる力と引き剥がす方向の力とが交互に働くので、トナーの再配置が進み、潜像部に均一にトナーが付着する。さらに、非潜像部に付着したトナーも、上記２種類の力が交互に働くことによって、潜像部に付着される。したがって、静電潜像の形状により忠実な画像が形成される。

第１期間の第２期間に移行する直前の交流電圧が、トナーを現像ローラへ引き戻す方向の電圧であるので、最後に、トナーを現像ローラへ引き戻す力をかけて、交流電圧を印加しない第２期間に移行する。よって、潜像部に付着したトナーが引き剥がされない弱い力を、トナーが像担持体から現像ローラに向かう方向に長時間かけることができるので、潜像部に付着したトナーは、引き剥がさずに、非潜像部に付着しているトナーを引き剥がすことができ、かぶりを抑制することができる。したがって、現像ギャップが狭くなったときの画像むら、特にベタ画像の引き剥がれによる画像むらを抑制できる。

以上より、本発明の現像装置は、現像ギャップの変動による画像むらの発生を抑制できる。

本発明の現像装置は、静電潜像が形成される像担持体に対向して配置され、表面にトナーを担持して搬送する現像ローラと、トナーとキャリアとを含む２成分現像剤を担持して搬送する磁気ローラと、前記現像ローラに現像バイアス電圧を印加する電圧印加手段とを備え、前記磁気ローラによって搬送された２成分現像剤と前記現像ローラとを接触させて、前記２成分現像剤中のトナーを前記現像ローラの表面に担持させ、前記現像ローラに現像バイアス電圧を印加することにより、前記現像ローラによって搬送されたトナーを前記像担持体の表面に飛翔させて、前記像担持体の表面に予め形成された静電潜像をトナー像として顕像化させる現像装置であって、前記電圧印加手段が、以下のような現像バイアス電圧を印加することを特徴とする現像装置である。前記現像バイアス電圧は、直流電圧に矩形波形の交流電圧を重畳した重畳電圧を印加する第１期間と、直流電圧のみを印加する第２期間とを含み、前記交流電圧のデューティ比がトナーにより静電潜像が現像される方向に５０％以上であり、前記第１期間における前記交流電圧の周期数が２周期以上であり、前記第１期間の第２期間に移行する直前の前記交流電圧が、トナーを現像ローラへ引き戻す方向の電圧である。

この構成によれば、矩形波形の交流電圧のデューティ比がトナーにより静電潜像が現像される方向に５０％以上であるので、直流電圧に交流電圧を重畳した重畳電圧を印加する第１期間のうち、像担持体の表面に予め形成された静電潜像が現像される方向の電圧の印加時間が、トナーを現像ローラへ引き戻す方向の電圧の印加時間と同等以上である。したがって、現像ギャップが広がったときであっても、多くのトナーが像担持体まで到達できるので、現像ギャップが広がったときの画像むら、特に網点画像の濃度低下による画像むらを抑制できる。

また、第１期間における交流電圧の周期数が２周期以上であるので、トナーにより静電潜像が現像される方向の電圧とトナーを現像ローラへ引き戻す方向の電圧と交互にそれぞれ２回以上印加される。よって、潜像部に付着したトナーに、より強固に付着させる力と引き剥がす方向の力とが交互に働くので、トナーの再配置が進み、潜像部に均一にトナーが付着する。さらに、非潜像部に付着したトナーも、上記２種類の力が交互に働くことによって、潜像部に付着される。したがって、静電潜像の形状により忠実な画像が形成される。

第１期間の第２期間に移行する直前の交流電圧が、トナーを現像ローラへ引き戻す方向の電圧であるので、最後に、トナーを現像ローラへ引き戻す力をかけて、交流電圧を印加せずに直流電圧のみを印加する第２期間に移行する。よって、潜像部に付着したトナーが引き剥がされない弱い力を、トナーが像担持体から現像ローラに向かう方向に長時間かけることができるので、潜像部に付着したトナーは、引き剥がさずに、非潜像部に付着しているトナーを引き剥がすことができ、かぶりを抑制することができる。したがって、現像ギャップが狭くなったときの画像むら、特にベタ画像の引き剥がれによる画像むらを抑制できる。

以上より、本発明の現像装置は、現像ギャップの変動による画像むらの発生を抑制できる。また、本発明の現像装置は、トナーとキャリアとを含む２成分現像剤を使用し、磁気ローラから搬送されてきた２成分現像剤のトナーを用いて現像する、いわゆるハイブリッド方式の現像装置であるが、このような現像装置で、特に現像ギャップの変動による画像むらの発生を抑制できる。

また、前記現像装置において、前記電圧印加手段は、トナーにより静電潜像が現像される方向の電圧値を固定し、トナー濃度に応じて、トナーを現像ローラへ引き戻す方向の電圧値を変えることが好ましい。そうすることによって、潜像部に付着したトナーを引き剥がさないが、非潜像部に付着したトナーを引き剥がす力がかかるように調節できるので、現像ギャップの変動による画像むらの発生を抑制しながら、好適なトナー濃度に容易に調節できる。

また、本発明の画像形成装置は、前記現像装置と前記像担持体とを備え、前記現像装置によって前記像担持体の表面に予め形成された静電潜像をトナー像として顕像化させて画像を形成するものであることを特徴とする画像形成装置である。この構成によれば、画像形成装置は、本発明の現像装置の効果を享受したものであり、現像ギャップの変動による画像むらが発生しにくく、高品質な画像を記録媒体に形成することができる。

また、前記画像形成装置において、前記像担持体から前記トナー像が転写され、転写されたトナー像を記録媒体に転写する中間転写体と、前記第１期間における前記交流電圧のトナーを像担持体へ飛翔させる方向の電圧値を固定し、トナーを現像ローラへ引き戻す方向の電圧値を変化させて複数のトナーパッチを、前記像担持体上又は前記中間転写体上に形成するトナーパッチ形成手段と、前記トナーパッチの濃度を検出する濃度検出手段と、前記濃度に基づいて、トナーを現像ローラへ引き戻す方向の電圧値を決定する電圧値決定手段とを備える画像形成装置であることが好ましい。

そうすることによって、像担持体上又は中間転写 体上に形成されたトナーパッチの濃度に基づいて、潜像部に付着したトナーを引き剥がさないが、非潜像部に付着したトナーを引き剥がす力がかかるように容易に調節できる。したがって、現像ギャップの変動による画像むらの発生を抑制しながら、好適なトナー濃度に容易に調節できる。

本発明の現像装置は、現像ギャップの変動による画像むらの発生を抑制できる。したがって、本発明の現像装置を備えた場合、画像むらの発生の少なく、高品質な画像を形成することができる画像形成装置が得られる。

以下、本発明の現像装置及びこの現像装置を備える画像形成装置に係る最良の実施形態について、図面に基づき詳細に説明する。

まず、本発明の実施形態に係る現像装置が適用された画像形成装置の一例であるカラープリンタについて図１に基づき説明する。図１は、本発明の実施形態に係る現像装置７１を備えるカラープリンタ１の全体構成を示した概略断面図である。

このカラープリンタ１は、図１に示すように、箱型の機器本体１ａを有している。この機器本体１ａ内には、用紙Ｐを給紙する給紙部２と、この給紙部２から給紙された用紙Ｐを搬送しながら当該用紙Ｐに画像データ等に基づくトナー像を転写する画像形成部３と、この画像形成部３で用紙Ｐ上に転写された未定着トナー像を用紙Ｐに定着する定着処理を施す定着部４とが設けられている。さらに、前記機器本体１ａの上面には、前記定着部４で定着処理の施された用紙Ｐが排紙される排紙部５が設けられている。

前記給紙部２は、給紙カセット２１、ピックアップローラ２２、給紙ローラ２３，２４，２５、及びレジストローラ２６を備えている。給紙カセット２１は、機器本体１ａから挿脱可能に設けられ、各サイズの用紙Ｐを貯留する。ピックアップローラ２２は、給紙カセット２１の図１に示す左上方位置に設けられ、給紙カセット２１に貯留されている用紙Ｐを１枚ずつ取り出す。給紙ローラ２３，２４，２５は、ピックアップローラ２２によって取り出された用紙Ｐを用紙搬送路に送り出す。レジストローラ２６は、給紙ローラ２３，２４，２５によって用紙搬送路に送り出された用紙Ｐを一時待機させた後、所定のタイミングで画像形成部３に供給する。

また、給紙部２は、機器本体１ａの図１に示す左側面に取り付けられる不図示の手差しトレイとピックアップローラ２７とをさらに備えている。このピックアップローラ２７は、手差しトレイに載置された用紙Ｐを取り出す。ピックアップローラ２７によって取り出された用紙Ｐは、給紙ローラ２３，２５によって用紙搬送路に送り出され、レジストローラ２６によって、所定のタイミングで画像形成部３に供給される。

前記画像形成部３は、画像形成ユニット７と、この画像形成ユニット７によってその表面（接触面）にコンピュータ等から電送された画像データに基づくトナー像が１次転写される中間転写ベルト１１と、この中間転写ベルト１１上のトナー像を給紙カセット２１から送り込まれた用紙Ｐに２次転写させるための２次転写ローラ１２とを備えている。

前記画像形成ユニット７は、上流側（図１では右側）から下流側に向けて順次配設されたブラック用ユニット７Ｋと、イエロー用ユニット７Ｙと、シアン用ユニット７Ｃと、マゼンタ用ユニット７Ｍとを備えている。各ユニット７Ｋ，７Ｙ，７Ｃ及び７Ｍは、それぞれの中央位置に像担持体としての感光体ドラム３７が矢符（時計回り）方向に回転可能に配置されている。そして、各感光体ドラム３７の周囲には、帯電器３９、露光装置３８、現像装置７１、不図示のクリーニング装置及び除電器等が、回転方向上流側から順に各々配置されている。

帯電器３９は、矢符方向に回転されている感光体ドラム３７の周面を均一に帯電させる。帯電器３９としては、例えば、非接触型放電方式のコロトロン型およびスコロトロン型の帯電器、接触方式の帯電ローラおよび帯電ブラシ等が挙げられる。露光装置３８は、いわゆるレーザ走査ユニットであり、帯電器３９によって均一に帯電された感光体ドラム３７の周面に、画像読取装置等から入力された画像データに基づくレーザ光を照射し、感光体ドラム３７上に画像データに基づく静電潜像を形成する。現像装置７１は、静電潜像が形成された感光体ドラム３７の周面にトナーを供給することで、画像データに基づくトナー像を形成させる。そして、このトナー像が中間転写ベルト３１に１次転写される。クリーニング装置は、中間転写ベルト３１へのトナー像の１次転写が終了した後、感光体ドラム３７の周面に残留しているトナーを清掃する。除電器は、１次転写が終了した後、感光体ドラム３７の周面を除電する。クリーニング装置及び除電器によって清浄化処理された感光体ドラム３７の周面は、新たな帯電処理のために帯電器へ向かい、新たな１次転写が行われる。

中間転写ベルト３１は、無端状のベルト状回転体であって、表面（接触面）側が各感光体ドラム３７の周面にそれぞれ当接するように駆動ローラ３３、従動ローラ３４、バックアップローラ３５、及び一次転写ローラ３６等の複数のローラに架け渡されている。また、中間転写ベルト３１は、各感光体ドラム３７と対向配置された一次転写ローラ３６によって感光体ドラム３７に押圧された状態で、前記複数のローラによって無端回転するように構成されている。駆動ローラ３３は、ステッピングモータ等の駆動源によって回転駆動し、中間転写ベルト３１を無端回転させるための駆動力を与える。従動ローラ３４、バックアップローラ３５、及び一次転写ローラ３６は、回転自在に設けられ、駆動ローラ３３による中間転写ベルト３１の無端回転に伴って従動回転する。これらのローラ３４，３５，３６は、駆動ローラ３３の主動回転に応じて中間転写ベルト３１を介して従動回転するとともに、中間転写ベルト３１を支持する。

１次転写ローラ３６は、１次転写バイアス（トナーの帯電極性とは逆極性）を中間転写ベルト３１に印加する。そうすることによって、各感光体ドラム３７上に形成されたトナー像は、各感光体ドラム３７と１次転写ローラ３６との間で、駆動ローラ３３の駆動により矢符（反時計回り）方向に周回する中間転写ベルト３１に重ね塗り状態で順次転写（１次転写）される。

２次転写ローラ３２は、トナー像と逆極性の２次転写バイアスを用紙Ｐに印加する。そうすることによって、中間転写ベルト３１上に１次転写されたトナー像は、２次転写ローラ３２とバックアップローラ３５との間で用紙Ｐに転写され、これによって、用紙Ｐにカラーの転写画像（未定着トナー像）が転写される。

前記定着部４は、画像転写部３で用紙Ｐに転写された転写画像に定着処理を施すものであり、通電発熱体により加熱される加熱ローラ４１と、この加熱ローラ４１に対向配置され、周面が加熱ローラ４１の周面に押圧当接される加圧ローラ４２とを備えている。

そして、前記画像形成部３で２次転写ローラ１２により用紙Ｐに転写された転写画像は、当該用紙Ｐが加熱ローラ４１と加圧ローラ４２との間を通過する際の加熱による定着処理で用紙Ｐに定着される。そして、定着処理の施された用紙Ｐは、排紙部５へ排紙されるようになっている。また、本実施形態のカラープリンタ１では、定着部４と排紙部５との間に適所に搬送ローラ６が配設されている。

排紙部５は、カラープリンタ１の機器本体１ａの頂部が凹没されることによって形成され、この凹没した凹部の底部に排紙された用紙Ｐを受ける排紙トレイ５１が形成されている。

次に、本発明の実施形態に係る現像装置７１の構成について説明する。図２は、本発明の実施形態に係る現像装置７１の構成を示す概略断面図であり、図１に示したカラープリンタ１に備えた定着装置７１の周辺部を拡大して示したものである。

現像装置７１は、現像ローラ７２、磁気ローラ７３、パドルミキサ７４、攪拌ミキサ７５、穂切りブレード７６、仕切板７７、及び電圧印加手段８０を備える。

現像ローラ７２は、表面にトナーを担持して搬送することにより、感光体ドラム３７の表面に予め形成された静電潜像をトナー像として顕像化（現像）する。磁気ローラ７３は、内部に配置された磁石によって２成分現像剤を吸着して磁気ブラシを発生させ、現像ローラ７２にトナーを供給する。なお、現像ローラ７２は、例えば、直径２０ｍｍのローラを用い、磁気ローラ７３は、例えば、直径２５ｍｍのローラを用いる。

パドルミキサ７４及び攪拌ミキサ７５は、らせん状羽根を有して互いに逆方向に２成分現像剤を搬送しながら攪拌して、トナーを帯電させる。さらに、パドルミキサ７４は、帯電させたトナーとキャリアとを含む２成分現像剤を磁気ローラ７３に供給する。穂切りブレード７６は、磁気ローラ７３上に形成された磁気ブラシの厚さを規制する。仕切板７７は、パドルミキサ７４と攪拌ミキサ７５との間に設けられ、仕切板７７の両端側より外側で、２成分現像剤が自由に通過できるようになっている。電圧印加手段８０は、現像ローラ７２及び磁気ローラ７３に後述のような電圧を印加する電源である。

図３は、現像装置７１の現像を説明するための概略図である。図３は、現像装置７１の現像を説明するための概略図であって、感光体ドラム３７、現像ローラ７２、磁気ローラ７３及び穂切りブレード７６の位置関係は、図２とは異なる。パドルミキサ７４及び攪拌ミキサ７５で帯電されたトナー８１とキャリア８２とを含む２成分現像剤８３は、磁気ローラ７３に供給される。磁気ローラ７３に供給された２成分現像剤８３は、磁気ローラ７３の内部の磁石によって磁気ブラシとなって搬送される。その後、磁気ブラシは、磁気ローラ７３の表面のスリーブの回転によって、移動し、穂切りブレード７６と磁気ローラ７３との間を通過する際に、厚さが規制される。そして、電圧印加手段８０によって印加された電圧によって、現像ローラ７２と磁気ローラ７３との間には、電位差が発生している。よって、厚さが規制された磁気ブラシは、現像ローラ７２の近傍まで移動すると、この電位差によって、帯電されたトナー８１のみが現像ローラ７２に移動する。現像ローラ７２に移動されたトナー８１は、均一なトナー層となる。感光体ドラム３７と現像ローラ７２との間にも、電圧印加手段８０によって、電位差が発生している。よって、この電位差によって、感光体ドラム３７上に形成されている静電潜像に基づく現像が行われる。

電圧印加手段８０によって、現像ローラ７２に印加する現像バイアス電圧について説明する。図４は、現像バイアス電圧の波形Ｐの一例を示す図である。現像バイアス電圧の波形Ｐは、図４に示すように、現像ローラ７２に矩形波形の交流電圧を印加する第１期間Ｔ１と、交流電圧を印加しない第２期間Ｔ２とを含む。また、現像バイアス電圧の波形Ｐは、交流電圧のデューティ比がトナーにより静電潜像が現像される方向に５０％以上であり、例えば、図４に示すように、５０％に設定される。つまり、交流電圧を印加する第１期間Ｔ１のうち、感光体ドラム３７の表面に予め形成された静電潜像が現像される第１方向Ｐ１の電圧Ｐ１１，Ｐ１２の印加時間Ｔ３が、トナーを現像ローラ７２へ引き戻す第２方向Ｐ２の電圧Ｐ２１，Ｐ２２の印加時間Ｔ４と同等である。このようなＴ３がＴ４と同等以上の現像バイアス電圧であると、現像ギャップが広がったときであっても、多くのトナーが感光体ドラム３７まで到達できるので、現像ギャップが広がったときの画像むら、特に網点画像の濃度低下による画像むらを抑制できる。

また、現像バイアス電圧の波形Ｐは、第１期間Ｔ１における交流電圧の周期数が２周期以上であり、例えば、図４に示すように２周期に設定される。このような現像バイアス電圧であると、トナーにより静電潜像が現像される第１方向Ｐ１の電圧Ｐ１１，Ｐ１２とトナーを現像ローラ７２へ引き戻す第２方向Ｐ２の電圧Ｐ２１，Ｐ２２とが交互にそれぞれ２回以上印加される。よって、潜像部に付着したトナーに、より強固に付着させる力と引き剥がす方向の力とが交互に働くので、トナーの再配置が進み、潜像部に均一にトナーが付着する。さらに、非潜像部に付着したトナーも、上記２種類の力が交互に働くことによって、潜像部に付着される。したがって、静電潜像の形状により忠実な画像が形成される。

さらに、現像バイアス電圧の波形Ｐは、第１期間Ｔ１の第２期間Ｔ２に移行する直前の交流電圧Ｐ２２が、トナーを現像ローラ７２へ引き戻す第２方向Ｐ２の電圧Ｐ２である。このような現像バイアス電圧であると、最後に、トナーを現像ローラ７２へ引き戻す力をかけて、交流電圧を印加しない第２期間Ｔ２に移行する。よって、潜像部に付着したトナーが引き剥がされない弱い力を、トナーが感光体ドラム３７から現像ローラ７２に向かう方向に長時間かけることができるので、潜像部に付着したトナーは、引き剥がさずに、非潜像部に付着しているトナーを引き剥がすことができ、かぶりを抑制することができる。したがって、現像ギャップが狭くなったときの画像むら、特にベタ画像の引き剥がれによる画像むらを抑制できる。

以上より、現像装置７１は、上記のような現像バイアス電圧を印加することによって、現像ギャップの変動による画像むらの発生を抑制できる。

また、トナーにより静電潜像が現像される第１方向Ｐ１の電圧Ｐ１１，Ｐ１２は、トナーを現像ローラ７２へ引き戻す第２方向Ｐ２の電圧Ｐ２１，Ｐ２２より低いことが好ましい。

前記現像バイアス電圧としては、上述のような交流電圧であれば、交流電圧のみであっても、直流電圧に交流電圧を重畳した重畳電圧であってもよい。また、直流電圧の電圧値は、交流電圧のトナーを現像ローラ７２へ引き戻す第２方向Ｐ２の電圧Ｐ２１，Ｐ２２の絶対値より低いことが好ましく、例えば１５０Ｖ以下であることが好ましい。交流電圧のピークトウピーク値は、５００〜２０００Ｖであることが好ましく、例えば、１２００Ｖや１５００Ｖに設定される。また、交流電圧の周波数は、１〜６ｋＨｚであることが好ましい。

現像バイアス電圧の好ましい具体例としては、例えば、図４に示すように、第１期間Ｔ１と第２期間Ｔ２が同じ時間、ＤＵＴＹ比（Ｔ３／Ｔ４）が５０％、最大電圧Ｖ１が１０００Ｖ、最小電圧Ｖ２が−２００Ｖ、第２期間Ｔ２の電圧Ｖ３が０Ｖ、周期数が２周期である。

また、電圧印加手段８０は、現像の直前に交流電圧を印加するように制御することが好ましい。そうすると、トナーの飛散を最小限に抑えながら、現像ギャップの変動による画像むらを抑制できる。

また、現像ローラ７２上のトナー層の厚みは、トナーの抵抗や現像ローラ７２と磁気ローラ７３との周速比などによっても変化するが、電圧印加手段によって、現像ローラ７２と磁気ローラ７３との電位差を変化させることによっても制御できる。電位差を大きくすると磁気ローラ７３から現像ローラ７２に移動するトナーの量が多くなり、トナー層が厚くなり、電位差を小さくすると、トナー層が薄くなる。現像ローラ７２と磁気ローラ７３との電位差は、１００〜３５０Ｖが好ましく、例えば、磁気ローラ７３に電圧印加手段８０によって直流電圧を印加することによって３００Ｖに設定される。また、磁気ローラ７３に印加する交流電圧のピークトウピーク値は、１０００〜２５００Ｖであることが好ましく、例えば、１８００Ｖに設定される。また、交流電圧の周波数は、１〜６ｋＨｚであることが好ましく、例えば、４ｋＨｚや５ｋＨｚに設定される。交流電圧のＤＵＴＹ比は、５０以上であることが好ましく、例えば、７０％に設定される。

また、電圧印加手段８０は、均一な画像濃度を維持するためには、現像タイミング以外の時間において現像ローラ７２と磁気ローラ７３との間の電位差を同電位となるように制御することで、トナーに負担をかけず現像ローラ７２上のトナーを磁気ローラ７３に回収することが有効である。

また、電圧印加手段８０は、トナーにより静電潜像が現像される第１方向Ｐ１の電圧値を固定し、トナー濃度に応じて、トナーを現像ローラ７２へ引き戻す第２方向Ｐ２の電圧値を変えることが好ましい。そうすることによって、潜像部に付着したトナーを引き剥がさないが、非潜像部に付着したトナーを引き剥がす力がかかるように調節できるので、現像ギャップの変動による画像むらの発生を抑制しながら、好適なトナー濃度に容易に調節できる。

また、カラープリンタ１は、不図示のトナーパッチ形成手段と濃度検出手段と電圧値決定手段とを備えていてもよい。トナーパッチ形成手段は、第１期間Ｔ１における交流電圧のトナーを感光体ドラム３７へ飛翔させる第１方向Ｐ１の電圧値を固定し、トナーを現像ローラ７２へ引き戻す第２方向Ｐ２の電圧値を変化させて感光体ドラム３７上又は中間転写ベルト３１上に複数のトナーパッチを形成する手段である。濃度検出手段は、そのトナーパッチの濃度を検出するセンサ等である。電圧値決定手段は、検出したトナーパッチド濃度に基づいて、トナーを現像ローラ７２へ引き戻す第２方向Ｐ２の電圧値を決定する手段であって、電圧印加手段８０が決定するようにしてもよい。そうすることによって、感光体ドラム３７上又は中間転写ベルト３１上に形成されたトナーパッチの濃度に基づいて、潜像部に付着したトナーを引き剥がさないが、非潜像部に付着したトナーを引き剥がす力がかかるように容易に調節できる。したがって、現像ギャップの変動による画像むらの発生を抑制しながら、好適なトナー濃度に容易に調節できる。

感光体ドラム３７としては、ａ−Ｓｉ感光体であることが好ましい。このような感光体は、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が、潜像部（露光部、画像形成部）の電位が、２０Ｖ以下と非常に低く、非潜像部（非露光部、非画像形成部）の電位が約３５０Ｖであるという特徴を有している。さらに、潜像形成した時の感光体３の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。なお、感光体ドラム３７は、例えば、直径３０ｍｍの感光体ドラムを用いる。

感光体３として、正帯電の有機感光体（ＯＰＣ）を用いた場合は、残留電位を１００Ｖ以下にするために、感光層の膜厚を２５μｍ以上に設定し、電荷発生材料の添加量を増やすことが特に重要である。特に単層構造のＯＰＣは感光層の中に電荷発生材を添加することから感光層の膜減りによっても感度の変化が少なく、有利である。この場合でも現像バイアス電圧の直流電圧の電圧値は、４００Ｖ以下、さらに好ましくは３００Ｖ以下に設定することがトナーに強い電界をかけることを防止する意味でも好ましい。

２成分現像剤に含まれるキャリアとしては、一般的なキャリアであれば、特に限定されないが、キャリアには、トナーの回収と供給との２つの役割を有するので、体積固有抵抗が、１０^６〜１０^１３Ωｃｍであり、平均粒径が、５０μｍ以下の小粒径キャリアが好ましく、例えば、体積固有抵抗が１０^１０Ωｃｍ、飽和磁化が６５ｅｍｕ／ｇ、平均粒径が４５μｍのキャリアを用いる。体積固有抵抗が、１０^６〜１０^１３Ωｃｍであると、現像ローラ７２と磁気ローラ７３との間のニップで、強固に静電的に付着したトナーを磁気ブラシで引き剥がし、現像に必要なトナーを供給しやすい。また、平均粒径が、５０μｍ以下の小粒径キャリアであると、キャリアの表面積を高め、トナーとの接点を増やすので、好ましい。

現像した後に現像ローラ７２上に残ったトナーは、掻き取りブレード等の特別な装置を周面上に設けてもよいが、設けなくてもよい。例えば、磁気ローラ７２上の磁気ブラシが現像ローラ７２上のトナー層に接触し、各ローラの周速差によるブラシ効果によって、容易にトナーの回収と入れ替えを可能にする。また、磁気ブラシである２成分現像剤は、パドルミキサ７４と攪拌ミキサ７５の攪拌によって入れ替えられているので、トナーの回収と入れ替えをより容易にする。

この場合、磁気ブラシの幅が、現像ローラ７２上のトナーを回収する幅となるため、現像ローラ７２の幅を磁気ブラシの幅より短くすることにより確実に未回収領域をなくすことができる。そうすることにより、磁気ブラシ領域外の現像ロールスリーブに付着するトナーがなくなり、両端部のトナー飛散をなくすことが可能となる。

なお、感光体ドラム３７、及び現像ローラ７２の周速は、それぞれ、例えば、１８０、２７０ｍｍ／ｓｅｃに設定され、現像ローラ７２と感光体ドラム３７との周速比（現像ローラ周速／感光体ドラム周速）は、例えば、１．５となる。

磁気ローラ７３と現像ローラ７２との周速比（磁気ローラ周速／現像ローラ周速）は、１．０〜２．０であることが好ましく、例えば、１．５となるように設定する。その際、磁気ローラ７３の周速は、例えば、４０５ｍｍ／ｓｅｃに設定される。そうすることによって、２成分現像剤の入れ替えを促進でき、現像ローラ７２上のトナーを回収するとともに適切なトナー濃度に設定された２成分現像剤を現像ローラ７２に供給することで均一なトナー層を形成することが可能になる。

上記実施形態は、本発明の画像形成装置として、タンデム式の画像形成装置を例に挙げて説明したが、電子写真方式を利用した画像形成装置であればよく、タンデム式の画像形成装置に限定されない。なお、本発明の現像装置は、現像ギャップの変動による画像むらの発生を抑制できる。よって、本発明の現像装置を小型タンデム型画像形成装置に適用すると、小型タンデム型画像形成装置の有する、現像ギャップの変動による画像むらの発生を起こしやすいという欠点を解消できる点で好ましい。また、画像形成装置の種類として、カラープリンタを例に挙げて説明したが、例えば、複写機、ファクシミリ装置、及び複合機等であってもよい。また、像担持体として、ドラム状の感光体である感光体ドラムを例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、ベルト状の感光体、及びシート状の感光体等に対しても適用できる。

［検討例］
以下に、本発明の実施形態に係るカラープリンタ１において、現像バイアス電圧の条件について検討した結果について説明する。

（検討例１）
ＤＵＴＹ比の影響を検討した結果について説明する。図５は、ＤＵＴＹ比を変化させた場合の現像ギャップと画像濃度との関係を示したグラフである。縦軸は、得られた画像の反射画像濃度を示し、横軸は、現像ギャップ（μｍ）を示す。反射画像濃度は、反射濃度計を用い測定し、被印刷物である用紙を基準とした相対濃度である。なお、このグラフは、以下に示す現像バイアス電圧を用いて画像形成した結果を示すものである。

周波数 ： ５ｋＨｚ
周期数 ： ２周期
Ｖ１ ＝ １０００Ｖ
Ｖ２ ＝ −５００Ｖ
Ｖ３ ＝ ０Ｖ
Ｔ１ ＝ Ｔ２
なお、連続波形は、交流電圧を印加しない第２期間Ｔ２がなく、交流電圧を印加する第１期間Ｔ１のみの現像バイアス電圧である。

図５からわかるように、ＤＵＴＹ比が大きくなるにしたがって、現像ギャップの広い箇所での画像濃度の低下が軽減している。また、この画像濃度低下の軽減の効果は、ＤＵＴＹ比が５０％以上で顕著となっていることがわかる。

（検討例２）
周期数について検討した結果について説明する。図６は、周期数を変化させた場合の画像位置と画像濃度との関係を示したグラフである。縦軸は、得られた画像の反射画像濃度を示し、横軸は、画像の中心からの位置（ｍｍ）を示す。なお、検討例２の現像バイアス電圧は、周期数を変化させ、ＤＵＴＹ比を５０％に固定した以外、検討例１と同様である。また、ここで形成させた画像は、幅１２ｍｍのベタ画像である。

図６からわかるように、周期数が１周期では、エッジ部が、他の内側部より画像濃度が高い。このことは、トナーは、最初、エッジ部に付着しやすいことによると考えられる。また、周期数を２周期以上にすることによって、エッジ部と内側部との画像濃度の差がなくなることがわかる。このことは、周期数を２周期以上とすることで、エッジ部に付着したトナーが内側に移動するトナーの再配置が進むためであると考えられる。

（検討例３）
Ｔ１のＴ２に移行する直前の交流電圧の方向の影響を検討した結果について説明する。Ｔ１のＴ２に移行する直前の交流電圧を、トナーにより静電潜像が現像される第１方向Ｐ１と、トナーが現像ローラ７２に引き戻す第２方向Ｐ２とのそれぞれの電圧に設定した場合の、非画像部かぶりと画像濃度を測定した。その結果を表１に示した。

表１から、非画像部にかぶりを発生しないようにするためには、Ｔ１のＴ２に移行する直前の交流電圧を、トナーが現像ローラ７２に引き戻す第２方向Ｐ２にしなければならないことがわかる。また、周期数が２周期以上であることが、非画像部かぶりの発生を抑制できる点で好ましい。

（検討例４）
上記検討例１〜３の結果に基づいて決定される好ましい現像バイアス電圧（上述の現像バイアス電圧の好ましい具体例として記載した現像バイアス電圧）を印加した場合と、連続波形の電圧を印加した場合との比較について説明する。

図７は、好適な現像バイアス電圧を印加した場合と連続波形の電圧を印加した場合とを比較するためのグラフである。縦軸は、得られた画像の反射画像濃度を示し、横軸は、現像ギャップ（μｍ）を示す。

図７からわかるように、Ｔ１とＴ２とを含み、ＤＵＴＹ比がトナーにより静電潜像が現像される方向に５０％以上であり、Ｔ１における交流電圧の周期数が２周期以上であり、Ｔ１のＴ２に移行する直前の交流電圧が、トナーを現像ローラ７２へ引き戻す方向の電圧である現像バイアス電圧（好適な現像バイアス電圧）を印加すると、現像ギャップの変動による画像濃度の変動が少なくなる。したがって、このような現像バイアス電圧を現像ローラ７２に印加するようにすると、現像ギャップの変動による画像むらの発生を抑制できることがわかる。

（検討例５）
交流電圧のトナーが現像ローラ７２に引き戻す方向の電圧値の影響を検討した結果について説明する。図８は、トナーが現像ローラ７２に引き戻す方向の電圧値Ｖ２と画像濃度との関係を示したグラフである。縦軸は、得られた画像の反射画像濃度を示し、横軸は、Ｖ２（Ｖ）を示す。なお、このグラフは、以下に示す現像バイアス電圧を用いて画像形成した結果を示すものである。

周波数 ： ４ｋＨｚ
周期数 ： ２周期
ＤＵＴＹ比 ： ５０％
Ｖ１ ＝ １０００Ｖ
Ｖ３ ＝ ０Ｖ
Ｔ１ ＝ Ｔ２
図８からわかるように、Ｖ２を変化させることによって、得られる画像濃度を変動させることができる。このことから、画像濃度を濃度センサなど検出して、その検出結果に基づいて、Ｖ２を決定すれば、好適な画像濃度が容易に得られることがわかる。

（検討例６）
磁気ローラに印加する電圧の影響について検討した結果について説明する。図９は、磁気ローラに印加する電圧の周波数を変化させた場合の磁気ローラに印加する電圧値と画像濃度との関係を示したグラフである。縦軸は、得られた画像の反射画像濃度を示し、横軸は、磁気ローラに印加する電圧値（Ｖ）を示す。図１０は、磁気ローラに印加する電圧の周波数を変化させた場合の磁気ローラに印加する電圧値と画像むらとの関係を示したグラフである。縦軸は、得られた画像の画像むらを示し、横軸は、磁気ローラに印加する電圧値（Ｖ）を示す。なお、これらのグラフは、好適な現像バイアス電圧を印加して、網点画像（２５％）の画像形成を行った結果を示すものである。

図９からわかるように、磁気ローラに印加する電圧値が高くなると、画像濃度が低下し、その傾向は、周波数にあまり依存しない。また、図１０からわかるように、磁気ローラに印加する電圧値が高くなると、画像むらが増加し、その傾向は、周波数にあまり依存しない。これらのことから、磁気ローラに印加する電圧を制御しても、高い画像濃度と画像むら低減を両立させることは、困難であり、本発明のように画像ローラに印加する現像バイアス電圧を制御することが、画像むらを低減させることに有効であることがわかる。また、磁気ローラに印加する電圧値として、画像濃度と画像むらとの両立という点で、２００Ｖであることが好ましい。

以上より、本発明のように、矩形波形の交流電圧を印加する第１期間と、交流電圧を印加しない第２期間とを含み、交流電圧のデューティ比がトナーにより静電潜像が現像される方向に５０％以上であり、第１期間における交流電圧の周期数が２周期以上であり、第１期間の第２期間に移行する直前の交流電圧が、トナーを現像ローラ７２へ引き戻す第２方向Ｐ２の電圧である現像バイアス電圧を印加することによって、現像ギャップの変動による画像むらの発生を抑制できる。

本発明の実施形態に係る現像装置７１を備えるカラープリンタ１の全体構成を示した概略断面図である。 本発明の実施形態に係る現像装置７１の構成を示す概略断面図である。 現像装置７１の現像を説明するための概略図である。 現像バイアス電圧の波形Ｐの一例を示す図である。 ＤＵＴＹ比を変化させた場合の現像ギャップと画像濃度との関係を示したグラフである。 周期数を変化させた場合の画像位置と画像濃度との関係を示したグラフである。 好適な現像バイアス電圧を印加した場合と連続波形の電圧を印加した場合とを比較するためのグラフである。 トナーが現像ローラ７２に引き戻す方向の電圧値Ｖ２と画像濃度との関係を示したグラフである。 磁気ローラに印加する電圧の周波数を変化させた場合の磁気ローラに印加する電圧値と画像濃度との関係を示したグラフである。 磁気ローラに印加する電圧の周波数を変化させた場合の磁気ローラに印加する電圧値と画像むらとの関係を示したグラフである。 ベタ画像及び網点画像の画像濃度に対する現像ギャップの影響を示したグラフである。

符号の説明

１ カラープリンタ ２ 給紙部
３ 画像転写部 ４ 定着部
５ 排紙部 ６ 搬送ローラ
７ 画像形成ユニット
２１ 給紙カセット ２２，２７ ピックアップローラ
２３，２４，２５ 給紙ローラ ２６ レジストローラ
３１ 中間転写ベルト ３２ ２次転写ローラ
３３ 駆動ローラ ３４ 従動ローラ
３５ バックアップローラ ３６ １次転写ローラ
３７ 感光体ドラム ３８ 露光装置
３９ 帯電器
４１ 加熱ローラ ４２ 加圧ローラ
５１ 排紙トレイ
７１ 現像装置 ７２ 現像ローラ
７３ 磁気ローラ ７４ パドルミキサ
７５ 攪拌ミキサ ７６ 穂切りブレード
７７ 仕切板
８０ 電圧印加手段

Claims (5)

1. 静電潜像が形成される像担持体に対向して配置され、表面にトナーを担持して搬送する現像ローラと、前記現像ローラに現像バイアス電圧を印加する電圧印加手段とを備え、
   前記電圧印加手段により前記現像ローラに現像バイアス電圧を印加することにより、前記現像ローラによって搬送されたトナーを前記像担持体の表面に飛翔させて、前記像担持体の表面に予め形成された静電潜像をトナー像として顕像化させる現像装置であって、
   前記電圧印加手段が、
   矩形波形の交流電圧を印加する第１期間と、交流電圧を印加しない第２期間とを含み、
   前記交流電圧のデューティ比がトナーにより静電潜像が現像される方向に５０％以上であり、
   前記第１期間における前記交流電圧の周期数が２周期以上であり、
   前記第１期間の前記第２期間に移行する直前の前記交流電圧が、トナーを現像ローラへ引き戻す方向の電圧である現像バイアス電圧を印加することを特徴とする現像装置。
2. 静電潜像が形成される像担持体に対向して配置され、表面にトナーを担持して搬送する現像ローラと、トナーとキャリアとを含む２成分現像剤を担持して搬送する磁気ローラと、前記現像ローラに現像バイアス電圧を印加する電圧印加手段とを備え、
   前記磁気ローラによって搬送された２成分現像剤と前記現像ローラとを接触させて、前記２成分現像剤中のトナーを前記現像ローラの表面に担持させ、前記現像ローラに現像バイアス電圧を印加することにより、前記現像ローラによって搬送されたトナーを前記像担持体の表面に飛翔させて、前記像担持体の表面に予め形成された静電潜像をトナー像として顕像化させる現像装置であって、
   前記電圧印加手段が、
   直流電圧に矩形波形の交流電圧を重畳した重畳電圧を印加する第１期間と、直流電圧のみを印加する第２期間とを含み、
   前記交流電圧のデューティ比がトナーにより静電潜像が現像される方向に５０％以上であり、
   前記第１期間における前記交流電圧の周期数が２周期以上であり、
   前記第１期間の第２期間に移行する直前の前記交流電圧が、トナーを現像ローラへ引き戻す方向の電圧である現像バイアス電圧を印加することを特徴とする現像装置。
3. 前記電圧印加手段は、トナーにより静電潜像が現像される方向の電圧値を固定し、トナー濃度に応じて、トナーを現像ローラへ引き戻す方向の電圧値を変えることを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の現像装置と前記像担持体とを備え、前記現像装置によって前記像担持体の表面に予め形成された静電潜像をトナー像として顕像化させて画像を形成するものであることを特徴とする画像形成装置。
5. 前記像担持体から前記トナー像が転写され、転写されたトナー像を記録媒体に転写する中間転写体と、
   前記第１期間における前記交流電圧のトナーを像担持体へ飛翔させる方向の電圧値を固定し、トナーを現像ローラへ引き戻す方向の電圧値を変化させて複数のトナーパッチを、前記像担持体上又は前記中間転写体上に形成するトナーパッチ形成手段と、
   前記トナーパッチの濃度を検出する濃度検出手段と、
   前記濃度に基づいて、トナーを現像ローラへ引き戻す方向の電圧値を決定する電圧値決定手段とを備える請求項４に記載の画像形成装置。

Images