JP3238089B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式、静
電記録方式等によって像担持体上に形成された静電潜像
を現像して可視画像を形成する複写機、プリンタ、記録
画像表示装置、ファクシミリ等の画像形成装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、現像剤担持体の表面に顕画剤とし
ての乾式現像剤を担持し、静電潜像を担持した像担持体
の表面近傍にこの現像剤を搬送供給し、そして像担持体
と現像剤担持体の間に交互（交番）電界を印加しながら
静電潜像を現像して顕像化する方法が良く知られてい
る。

【０００３】尚、上記現像剤担持体は、一般に現像スリ
ーブが用いられる場合が多いので以下の説明では「現像
スリーブ」といい、又、像担持体は、一般に感光体ドラ
ムが用いられる場合が多いので、以下の説明では「感光
体ドラム」ということにする。

【０００４】上記現像方法として、従来より、例えば２
成分系組成（キャリア粒子とトナー粒子）からなる現像
剤（２成分現像剤）により、内部に磁石を配置した現像
スリーブの表面に磁気ブラシを形成させ、微小な現像間
隙を保持して対向させた感光体ドラムにこの磁気ブラシ
を摺擦または近接させ、そして現像スリーブと感光体ド
ラム間（Ｓ−Ｄ間）に連続的に交互電界を印加すること
によってトナー粒子の現像スリーブ側から感光体ドラム
側への転位及び逆転位を繰り返し行なわせて現像を行な
う、所謂磁気ブラシ現像法が知られている。（例えば、
特開昭５５−３２０６０号公報、特開昭５９−１６５０
８２号公報参照）

【０００５】又、簡易なカラー現像や多重現像を目的と
した２成分現像剤を用いた非接触方式の交互電界現像法
も知られている。（例えば特開昭５６−１４２６８号公
報、特開昭５８−６８０５１号公報、特開昭５６−４４
４５２号公報、特開昭５９−１８１３６２号公報、特開
昭６０−１７６０６９号公報）

【０００６】そして近年、更なる転写性の向上及び画質
の向上を目的として、トナーとして重合法で生成し、そ
の形状がほぼ球形のものが開発されている。

【０００７】この重合トナーはその形状因子により、感
光体ドラムとの離型性が良く、その結果高い転写効率が
得られ、特に高濃度の大面積画像が高品位となる反面、
現像面では、特にハイライト、ハーフトーンのように付
着トナー量が少ない領域で、一度感光体についたトナー
が離れ易いという現象が目立ち、その結果、画像階調性
が悪化する場合があり、特に２成分現像で磁気ブラシが
感光体に接触する系では顕著である。

【０００８】しかし、この問題は、現像スリーブの回転
方向を感光体ドラムとの対向部において、感光体ドラム
回転方向と逆方向にする所謂カウンター現像方式によっ
て解決できる。

【０００９】カウンター現像方式は感光体ドラムと現像
スリーブ上の磁気ブラシとの相対速度差が、従来の順方
向現像方式よりも大きくなるので、単位時間当たりのト
ナー供給量が上がり現像効率がアップするため、低コン
トラスト領域であるハイライト、ハーフトーンの画像濃
度が確保され、階調性が向上するのである。

【００１０】また、順方向現像方式で、高濃度部に低濃
度部が連続する場合に高濃度部の後端が更に濃くなるハ
キヨセ現象も、カウンター現像方式で防止できることは
周知の事実である。尚、ハキヨセ現象は、高帯電量トナ
ーが高濃度画像部の現像領域に入っていけずに感光体ド
ラム近傍に滞留するために発生すると考えられている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、重合ト
ナーを用いて高転写性を保ちながら、２成分カウンター
現像を行なうことにより低濃度でも階調性を上げること
ができるが、現像スリーブ上の磁気ブラシの設定条件に
よっては、以下のような問題が発生する。

【００１２】すなわち、濃度確保のために現像スリーブ
上の磁気ブラシの単位面積当たりの重量を多くした場合
やトナー飛散を低減させるために現像スリーブ上磁気ブ
ラシのトナー濃度（以下、Ｔ／Ｄ比と称す）を下げた場
合などに、感光体ドラムに対する磁気ブラシの摺擦力が
過剰になり、感光体ドラム上の現像後、トナー層（特に
ハイライト、ハーフトーン部）を掻き取ってしまう所謂
ハキメムラという画像劣化が発生する。この現象もやは
り、従来の粉砕系トナーに比べ、重合トナーを用いた場
合の方が顕著であった。

【００１３】従って、本発明の目的は、重合トナーを用
いた２成分磁気ブラシＡＣバイアス印加接触カウンター
現像において、ハキメムラの発生を防止できる画像形成
装置を提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
帯電された像担持体表面を露光することにより画像信号
に対応した部分の電荷を消去して静電潜像を形成する画
像露光手段と、重合法により生成された非磁性トナーと
磁性キャリアを含む現像剤を担持搬送する現像剤担持体
であって、前記像担持体との対向部において前記像担持
体とは逆方向に回転する現像剤担持体と、前記現像剤担
持体内部に固定配置される複数の磁界発生手段と、前記
像担持体上の静電潜像を前記現像剤担持体上に形成され
た磁気ブラシにより現像するとき、前記現像剤担持体に
現像バイアスを印加するバイアス印加手段と、を有する
画像形成装置において、前記画像露光手段は多値のデジ
タル画像信号を２値化処理して得られた２値のデジタル
画像信号に対応した光を前記像担持体に照射し、前記バ
イアス印加手段は、トナーに前記像担持体から前記現像
剤担持体に向かう方向の力を与える電圧Ｖ１をＴ１時間
印加する工程と、トナーに前記現像剤担持体から前記像
担持体に向かう力を与える電圧Ｖ２をＴ２時間印加する
工程とを交互に複数回繰り返し、前記現像剤担持体から
前記像担持体に向かう力を与える電圧を印加した後に、
前記静電潜像の画像部の電圧をＶＬ、非画像部の電圧を
ＶＤとしたときに、前記ＶＬと前記ＶＤとの間の電圧Ｖ
３をＴ３時間印加し、トナー１個の質量をｍ、トナー１
個の電荷量をＱ、前記像担持体と前記現像剤担持体との
間の距離をｄ、前記像担持体と前記現像剤担持体との間
をトナーが飛翔する領域の前記像担持体の周方向の幅を
Ｌnip、前記像担持体の周速をＳ、前記Ｖ１と前記Ｖ２
の印加を交互に繰り返す回数をｎとすると、

【数４】

【数５】

【数６】 が成り立つことを特徴とする画像形成装置である。

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【００１８】

【００１９】

【００２０】前記重合法で生成された非磁性トナーの形
状係数のＳＦ−１が１００〜１４０、ＳＦ−２が１００
〜１２０の範囲であることが好ましい。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像形成装置
を図面に則して更に詳しく説明する。

【００２２】実施例１ 本発明の電子写真方式のフルカラー画像形成装置の実施
例１について、図１〜図７を参照して説明する。

【００２３】先ず、図２によりフルカラー画像形成装置
の全体的構成について説明する。この画像形成装置は矢
印方向に回転する感光体ドラム３を備え、その周囲には
帯電器４、現像器１Ｍ、１Ｃ、１Ｙ、１ＢＫを備えた回
転式現像装置１、転写帯電器１０、クリーニング手段１
２、及び感光体ドラム３の図中上方に配置したＬＥＤ露
光手段（ＬＥＤアレイ）ＬＥ等からなる画像形成手段か
ら構成されている。

【００２４】各現像器１Ｍ、１Ｃ、１Ｙ、１ＢＫは、ト
ナー粒子とキャリア粒子を含有する２成分現像剤を感光
体ドラム３に供給する。現像器１Ｍの現像剤はマゼンタ
トナーを、現像器１Ｃの現像剤はシアントナーを、現像
器１Ｙの現像剤はイエロートナーを、現像器１ＢＫの現
像剤はブラックトナーを含有する。

【００２５】ＣＣＤ等の光電変換素子を有する原稿読み
取り装置は、原稿のマゼンタ画像情報、シアン画像情
報、イエロー画像情報、及び白黒画像情報に対応する画
像信号を出力する。ＬＥＤ露光手段ＬＥは、これらの画
像信号に対応して例えば、発光ＯＮ−ＯＦＦを制御さ
れ、露光を行なう。なお、電子計算機からの出力信号も
プリントアウトすることができる。

【００２６】フルカラー画像形成装置全体のシーケンス
は、まず感光体ドラム１が、帯電器４によって一様に帯
電される。次にマゼンタ画像信号により制御されたＬＥ
ＤアレイＥＬにより露光が行なわれ、感光体ドラム３上
に静電潜像が形成され、現像位置に定置されたマゼンタ
現像器１Ｍによってこの静電潜像は反転現像される。

【００２７】一方、給紙カセットＣから取り出され、給
紙ガイド５ａ、給紙ローラ６、給紙ガイド５ｂを経由し
て進行した紙などの転写材は、転写ドラム９のグリッパ
７により把持され、当接用ローラ８とその対向極によっ
て静電的に転写ドラム９に巻き付けられる。転写ドラム
９は感光体ドラム３と同期して図示矢印方向に回転して
おり、マゼンタ現像器１Ｍで現像されたマゼンタ画像
は、転写部において転写帯電器１０によって転写材に転
写される。転写ドラム９はそのまま、回転を継続し、次
の色（図２においてはシアン）の画像の転写に備える。

【００２８】一方、感光体ドラム３は、帯電器１１によ
り除電され、クリーニング手段１２によってクリーニン
グされ、再び帯電器４によって帯電され、次のシアン画
像信号により制御されたＬＥＤアレイＥＬにより前記の
ような露光を受け、静電潜像が形成される。この間に現
像装置１は回転して、シアン現像器１Ｃが所定の現像位
置に定置されていて、シアンに対応する静電潜像の反転
現像を行ない、シアン画像を形成する。 続いて、以上
の工程を、それぞれイエロー画像信号、及び白黒画像信
号に対して行ない、４色分画像（トナー像）の転写が終
了すると、転写材は帯電器１３、１４により除電され、
グリッパ７を解除するとともに、分離爪１５によって転
写ドラム９から分離され、搬送ベルト１６で定着器（熱
ローラ定着器）１７に送られる。定着器１７は転写材上
に重なっている４色の画像を定着する。こうして一連の
フルカラーの画像形成シーケンスが終了し、所要のフル
カラー画像が形成される。

【００２９】次に、図１を用いて現像器について説明す
る。尚、各現像器は同一の構成を備えているので、現像
器１Ｍについてのみ説明を行なう。

【００３０】現像器１Ｍは現像容器１８を備え、その内
部は隔壁１９によって現像室Ｒ₁ と撹拌室Ｒ₂ に区画さ
れ、撹拌室Ｒ₂ の上方にはトナー貯蔵室Ｒ₃ があり、中
には補給用トナー２０が収容されている。トナー貯蔵室
Ｒ₃ 下部にある補給口２１からは、現像で消費されたト
ナーに見合った量のトナーが撹拌室Ｒ₂ 内に落下補給さ
れる。一方、現像室Ｒ₁ 、及び撹拌室Ｒ₂ 内には、上記
トナー粒子とフェライト等の磁性キャリアが混合された
現像剤２２が収容されている。

【００３１】現像室Ｒ₁ 内には現像剤搬送スクリュー２
３が収容されており、回転駆動により現像剤を現像スリ
ーブ２５の長手方向に沿って搬送する。又、撹拌室Ｒ₂
には搬送スクリュー２４が収容されている。スクリュー
２４による現像剤搬送方向はスクリュー２３によるそれ
とは反対方向である。

【００３２】隔壁１９には手前側と奥側に開口が設けら
れており、スクリュー２３で搬送された現像剤がこの開
口の１つからスクリュー２４に受け渡され、スクリュー
２４で搬送された現像剤が、上記の開口の他の１つから
スクリュー２３に受け渡される。

【００３３】現像容器１８の感光体ドラム３に近接する
部位には開口部が設けられ、この開口部にアルミニウム
や非磁性ステンレス鋼等の材質であり、その表面に適度
な凹凸を有する非磁性現像スリーブ２５が設けられてい
る。現像スリーブ２５には、バイアス電源２７が接続さ
れている。

【００３４】現像スリーブ２５は矢印ｂの方向に周速度
Ｖｂで回転し、現像容器１８の開口部下端にある層厚規
制ブレード２８にて適正な現像剤層厚に規制された後、
該現像剤を現像領域２６に担持搬送する。

【００３５】現像スリーブ２５に担持された現像剤の磁
気ブラシは現像領域２６で、矢印ａ方向に周速度Ｖａで
回転する感光体ドラム３に接触し、静電潜像はこの現像
領域２６で現像される。現像スリーブ２５の周速度Ｖｂ
は感光体ドラム周速比１３０〜２００％が望ましく、１
５０〜１８０％なら更によい。上記の範囲以下では十分
な画像濃度が得られず、またそれ以上では現像剤の飛散
が生じる。

【００３６】現像スリーブ２５内には円柱状の磁石２９
が固定配置されている。この磁石２９は、現像領域２６
に対向する現像磁極Ｓ１を有している。現像磁極Ｓ１
が、現像領域２６に形成する現像磁界により現像剤の磁
気ブラシが形成され、この磁気ブラシが感光体ドラム３
に接触して静電潜像を現像する。その際、磁気ブラシに
付着しているトナーと、スリーブ表面に付着しているト
ナーも、静電潜像の画像領域に転移して現像する。

【００３７】本実施例では、磁石２９は上記現像磁極Ｓ
１の他にＮ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｓ２極を有している。斯か
る構成により、従来と同様に、現像スリーブ２５の回転
によりＮ３極及びＳ２極にて塗布された現像剤は層厚規
制ブレード２８を通過して現像磁極Ｓ１に至り、その磁
界中に穂立ちした現像剤が感光体ドラム３上の静電潜像
を現像する。その後、Ｎ２極、Ｎ３極間の反発磁界によ
り現像スリーブ２５上の現像剤は、撹拌室Ｒ₁ 内へ落下
する。撹拌室Ｒ₁ 内に落下した現像剤はスクリュー２
３、２４により撹拌搬送される。なお、現像容器１８の
磁極構成は本実施例にとどまらず、例えば反発磁極の片
方を層厚規制ブレード２８の対向近傍に配置した構成で
も構わない。

【００３８】以下に本実施例で用いるトナー粒子につい
て説明する。

【００３９】本実施例のトナー粒子は、従来例で記した
ように高転写効率を実現可能な重合トナーを使用してい
る。本実施例においては、重合法のモノマーに着色剤及
び加電制御剤を添加したモノマー組成物を水系の媒体中
で懸濁し重合させることで球形状のトナー粒子を得た。
尚、生成法は上記手法に限るものではなく、乳化重合法
等で生成しても構わず、また他の添加物が入っていても
構わない。

【００４０】また、この球形のトナーはその形状係数Ｓ
Ｆ−１が１００〜１４０、ＳＦ−２が１００〜１２０で
あるものが好ましい。

【００４１】この形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２とは、日
立製作所ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用い、トナーを
１００個無作為にサンプリングし、その画像情報はイン
ターフェースを介してニコレ社製画像解析装置（Ｌｕｓ
ｅｘ３）に導入し解析を行ない、下式より算出し得られ
た値を、本実施例においては、形状係数ＳＦ−１、ＳＦ
−２と定義した。

【００４２】ＳＦ−１＝［（ＭＸＬＮＧ）² ／ＡＲＥ
Ａ］×（π／４）×１００ ＳＦ−２＝［（ＰＥＲＩ）² ／ＡＲＥＡ］×（１／４
π）×１００ （ＡＲＥＡ：トナー投影面積、ＭＸＬＮＧ：絶対最大
長、ＰＥＲＩ：周長） ＳＦ−１は、球形度合いを示し、より大きいと球形から
徐々に不定形となる。ＳＦ−２は凹凸度合いを示し、よ
り大きいと表面積の凹凸が顕著になる。

【００４３】次に、本実施例の画像露光手段について詳
述する。

【００４４】本発明者等の検討によると、前述従来例で
記したハキメムラという問題点は、感光体上への画像露
光手段として、デジタル画像階調再現法を、任意の画素
毎の画像信号値の大きさに比例して露光手段の発光時間
を制御する方式（以下ＰＷＭ方式と称する）にした場合
や、アナログ画像露光にした場合に顕著に発生すること
がわかった。

【００４５】この理由としては、図３に示すように、Ｐ
ＷＭ方式におけるハイライト、ハーフトーン領域は、静
電潜像の電位コントラストが小さく、また１ドット当た
りの付着トナー量が少ないため、現像の磁気ブラシが摺
擦したときに、剥ぎ取られたムラが見え易くなること、
また上記領域のような低コントラスト領域においては、
現像バイアスによる交互電界のドラムからの剥ぎ取り電
界成分が、ベタ部のような高コントラスト領域よりも大
きくなることで、静電気的にも剥ぎ取られ易いためであ
る。

【００４６】ところが、本実施例においては、画像露光
手段として、例えば、ＬＥＤアレイを用い、２値のデジ
タル画像信号に対応した２値の露光を行なっている。そ
の結果、図３に示すように１画素ごとの電位コントラス
トが、ハイライト、ハーフトーン領域とベタ領域で同レ
ベルになるため、ハイライト・ハーフトーン領域の１画
素当たりのトナー量は多くなり、２成分カウンター現像
でも剥ぎ取られムラが目立たなくなる。また現像バイア
ス交流分と潜像電位で形成される剥ぎ取られ電界成分
が、ＰＷＭ系に比較して小さくなるため、静電気的に剥
ぎ取られにくくなる。

【００４７】尚、上記露光手段であるが、多値のデジタ
ル画像信号を２値のデジタル画像信号に変換する２値化
装置を加えれば画像信号が多値であっても、上記した効
果が得られる。特に誤差拡散方式の２値化を行なえば、
多値の画像信号の階調を損なうことなく、２値の画像形
成が行なえるので、高品位、高階調な画像を得ることが
可能となる。

【００４８】次に本実施例の現像バイアスについて説明
する。

【００４９】本実施例の現像バイアスは、感光体ドラム
３から現像スリーブ２５に向かう方向の力を与える電圧
をある時間印加する工程と、現像スリーブ２５から感光
体ドラム３に向かう力をあたえる電圧をある時間印加す
る工程とを交互に複数回繰り返す交流バイアスと、その
交流バイアスの、現像スリーブ２５から感光体ドラム３
に向かう力を与える電圧を印加した後に、感光体ドラム
上画像部電位と非画像部電位の間の直流電圧を現像スリ
ーブ２５に一定時間印加し、これら交流バイアスと直流
バイアスの組合せサイクルを繰り返すものである。

【００５０】本実施例で用いる現像バイアスにより、画
像領域にだけトナーを飛翔させる直流バイアス（以下、
ブランクバイアスと称する）を印加した後、ドラム近傍
でトナーを振動させる交流バイアスを印加するため、画
像部においては、あたかも現像剤のＴ／Ｄ比が高まった
ようになり、その結果ハーフトーン領域に対して十分な
トナーを均一に供給できる。一方、非画像部において
は、現像剤はドラム近傍では振動せず、ゆっくりと現像
スリーブ側に引き戻されるためカブリも増加しない。

【００５１】この現像バイアスの特徴と上記ブランクバ
イアスの時間や交流バイアスの設定範囲等について、ト
ナーの動きをもとに説明する。

【００５２】本実施例においては、図４に示す通り、現
像中はキャリアが感光体ドラム３との間に穂を形成し、
半分以上の空間はトナーが自由に往復できる状態になっ
ており、以下の説明においても、キャリアの存在を無視
した形で説明する。また、過去の多くの実験において
も、キャリアの存在を無視して考えても問題がないこと
が分かっている。

【００５３】図５に示すように、感光体ドラム上静電潜
像における非画像部の電位をＶＤ、画像部の電位をＶＬ
とする。また、感光体ドラム３から現像スリーブ２５へ
とトナーを飛翔させるために現像スリーブ２５に印加す
る電圧（以下、戻しバイアス）をＶ１、スリーブ２５か
らドラム３へとトナーを飛翔させるためにスリーブ２５
に印加する電圧（以下、送りバイアス）をＶ２、ブラン
クバイアスをＶ３、各々のバイアスを印加する時間を順
にＴ１、Ｔ２、Ｔ３とする。ここで、現像剤としてネガ
トナーを用いて反転現像する場合はＶ２＜ＶＤ＜Ｖ３＜
ＶＬ＜Ｖ１となっており、ポジトナーではその逆になっ
ている。本バイアスでは、ブランクバイアスでドラム上
にに飛翔させたトナーをドラム近傍で振動させるため、
戻しバイアスＶ１を印加する時間Ｔ１は、ドラム上トナ
ーがスリーブに戻る最短時間よりも短くすればよい。ト
ナー１個当たりの電荷をＱ、トナー１個当たりの質量を
ｍ、ドラムとスリーブのギャップをｄとするとＴ１は

【００５４】

【数７】 を満たせばよい。

【００５５】また、送りバイアスＶ２を印加する時間Ｔ
２は、戻しバイアスＶ１によりドラムから離れた画像部
のトナーがドラムに戻るために必要な時間より長くなけ
ればならない。戻しバイアスＶ１により画像部トナーは
ドラムから、

【００５６】

【数８】 で表される距離Ｌだけ離れている。

【００５７】このトナーをドラムに戻すために必要な最
小の時間をＴ２min とすると、

【００５８】

【数９】

【００５９】

【数１０】 となる。Ｔ２min よりＴ２が短い場合、戻しバイアス、
送りバイアスを複数回印加することにより、ドラム上の
トナーはスリーブへ戻ってしまい、十分な濃度の得られ
ないハキメムラがある画像となってしまう。

【００６０】一方、Ｔ２がスリーブ上のトナーがドラム
の非画像部まで飛翔してしまう時間Ｔ、すなわち、

【００６１】

【数１１】 より長い場合、画像カブリが発生する。

【００６２】従って、送りバイアスＶ２を印加する時間
Ｔ２は

【００６３】

【数１２】 を満たすものがよい。

【００６４】ブランクバイアスＶ３を印加する時間Ｔ３
は、送りバイアスＶ２によりスリーブからドラムの非画
像部へ飛翔し始めたトナーをスリーブに引き戻すために
必要な時間以上でなければならないため

【００６５】

【数１３】 を満たす必要がある。

【００６６】また、検討の結果より、感光体ドラム上の
１点が現像ニップ部を通過する間に戻し、送りバイアス
の交番電界とブランクバイアスの印加する回数が８回以
下の場合、ハーフトーン部にざらつきが生じた。よっ
て、Ｔ３は

【００６７】

【数１４】 を満足するものを用いることが望まれる。ここで、Ｌｎ
ｉｐは現像ニップ幅、Ｓはドラム周速、ｎは戻しバイア
スと送りバイアスを繰り返す回数である。

【００６８】以上の工程を繰り返すことで、画像領域近
傍でトナーが片寄って振動し、ハイライト・ハーフトー
ン濃度領域への十分にトナーが付着し、ハキメムラのな
い均一且つ滑らかな画像が得られる。（この現像バイア
スを、以下ブランク・パルス・バイアスと称する。）

【００６９】このブランク・パルス・バイアスに、上記
の２値潜像を用いることにより、別の利点が生じること
を再度図３を用いて説明する。

【００７０】ＰＷＭ等の多値潜像では、ハイライト、ハ
ーフトーン部の静電潜像電圧と戻しバイアスの電位差が
大きくなり、感光体ドラム近傍だけでトナーを振動させ
て、ハキメムラを発生させないようにするために、戻し
バイアスを印加する時間を短くする、もしくは送りバイ
アスを印加する時間を長くする等、バイアス波形が複雑
になる。一方、２値の画像露光手段により２値潜像を形
成することにより、戻しバイアスとの電位差が小さくな
るため、戻しバイアスを印加する時間が長くできる。現
像に用いる高電圧電源は、発生させるバイアス波形がシ
ンプルで且つ周波数が小さい方が安価であり、２値潜像
を用いることにより現像電源のコストが安くすることが
できる。

【００７１】以下、実施例１で使用したトナー、画像露
光手段、及び図６を用いて現像バイアスの具体例につい
て説明する。

【００７２】実施例１で用いた諸条件は以下の通りであ
る。

【００７３】 潜像 ２値ＥＤ（ＬＥＤ露光）、解像度４００ｄｐｉ 画像部電位 −２３０Ｖ （ハイライト部もベタ部も１ドットの電位は同じ） 非画像部電位 −７２０Ｖ 現像剤 重合トナー＋フェライトキャリア；Ｔ／Ｄ比＝７％ トナー形状係数 ＳＦ−１：１１５、ＳＦ−２：１１０ 重合トナー平均粒径 ６．０×１０^-6ｍ 重合トナー比重 １．０５×１０³ ｋｇ／ｍ³ 重合トナー１個当たりの重量 ９．５×１０^-16 ｋｇ トナーの単位質量当たりの平均電荷量 ２．５×１０^-2Ｃ／ｋｇ →１個当たりの帯電量 ２．４×１０^-19 Ｃ スリーブ上現像剤の単位面積当たりの重量 ６．０×１０^-1ｋｇ／ｍ² ドラムとスリーブ間のギャップ ５．００×１０^-4ｍ ドラム周速 １．５０×１０^-1ｍ／ｓｅｃ． 現像ニップ ２．０×１０^-3ｍ 現像バイアス 矩形波Ｖ_pp＝２ｋＶ、 周波数２ｋＨｚ（５×１０^-4ｓｅｃ） Ｖ_DC＝−５７０Ｖ

【００７４】比較例 ここで、実施例１との比較例について下記に説明する。

【００７５】 潜像 多値、ＰＷＭ制御、解像度４００ｄｐｉ、 ベタ画像部電位 −２３０Ｖ 非画像部電位 −７２０Ｖ 他の条件は実施例１と同じ

【００７６】上記２つの条件で２成分カウンター現像を
行なった場合の、γ（現像コントラストと濃度の関係）
曲線を図７に示す。多値潜像を用いた場合に比べて、２
値潜像の系はハイライト・ハーフトーンの濃度が出てい
る。これは、２値潜像の系がハイライト・ハーフトーン
領域の１画素当たりのトナー量が多く、また現像バイア
ス交流分と潜像電位で形成される剥ぎ取られ電界成分
が、ＰＷＭ系に比較して小さくなるため、静電気的にも
剥ぎ取られにくくなる。

【００７７】実施例２ 次に、実施例２ついて説明する。

【００７８】本実施例で用いた条件は以下の通りであ
る。現像バイアスとしてブランク・パルス・バイアスを
用いているところが特徴である。

【００７９】 潜像 ２値ＥＤ（ＬＥＤ露光）、解像度４００ｄｐｉ 画像部電位 −２３０Ｖ （ハイライト部もベタ部も１ドットの電位は同じ） 非画像部電位 −７２０Ｖ 現像剤 重合トナー＋フェライトキャリア；Ｔ／Ｄ比＝５％ トナー形状係数ＳＦ−１：１１５、ＳＦ−２：１１０ 重合トナー平均粒径 ６．０×１０^-6ｍ 重合トナー比重 １．０５×１０³ ｋｇ／ｍ³ 重合トナー１個当たりの重量 ９．５×１０^-16 ｋｇ トナーの単位質量当たりの平均電荷量 ２．５×１０^-2Ｃ／ｋｇ →１個当たりの帯電量 ２．４×１０^-19 Ｃ スリーブ上現像剤の単位面積当たりの重量 ６．０×１０^-1ｋｇ／ｍ² ドラムとスリーブ間のギャップ ５．００×１０^-4ｍ ドラム周速 １．５０×１０^-1ｍ／ｓｅｃ 現像ニップ ２．０×１０^-3ｍ 現像バイアス ブランクバイアス −５７０Ｖ ５×１０^-4ｓｅｃ 戻しバイアス ４３０Ｖ ５．００×１０^-5ｓｅｃ 送りバイアス −１５７０Ｖ ５．００×１０^-5ｓｅｃ 交番バイアス回数 ２回 上記現像バイアス等の条件は、

【００８０】

【数１５】

【００８１】

【数１６】

【００８２】

【数１７】 を満たしている。

【００８３】上記構成は、実施例１に比べ、現像スリー
ブからのトナー飛散を低減させるために、Ｔ／Ｄ比を下
げているのであるが、ブランク・パルス・バイアスを現
像バイアスとして用いることにより、実施例１と同等の
ハキメムラのない良好な画像を得ることができた。

【００８４】実施例３ 次に、本発明の実施例３について説明する。

【００８５】本実施例では、ブランク・パルス・バイア
スとして以下の波形を用いた。

【００８６】 現像バイアス ブランク・バイアス −５７０Ｖ ２．０×１０^-4ｓｅｃ 戻しバイアス ４３０Ｖ ４．１６×１０^-5ｓｅｃ 送りバイアス −１５７０Ｖ ４．１６×１０^-5ｓｅｃ 交番バイアス回数 １回 潜像 ２値ＥＤ（ＬＥＤ露光）、解像度４００ｄｐｉ 画像部電位 −２３０Ｖ （ハイライト部もベタ部１ドットの電位は同じ） 非画像部電位 −７２０Ｖ 現像剤 重合トナー＋フェライトキャリア；Ｔ／Ｄ比＝７％ 重合トナー平均粒径 ６．０×１０^-6ｍ 重合トナー比重 １．０５×１０³ ｋｇ／ｍ³ 重合トナー１個当たりの重量 ９．５×１０^-16 ｋｇ トナーの単位質量当たりの平均電荷量 ２．５×１０^-2Ｃ／ｋｇ →１個当たりの帯電量 ２．４×１０^-19 Ｃ スリーブ上現像剤の単位面積当たりの重量 ４．５×１０^-19 ｋｇ／ｍ² ドラムとスリーブ間のギャップ ４．００×１０^-4ｍ ドラム周速 １．５０×１０^-1ｍ／ｓｅｃ 現像ニップ ２．０×１０^-3ｍ 上記構成は、交番回数を１回に減じているが、上記した
不等式を満足しているため、ハキメムラのない良好な画
像を得ることができた。且つ、実施例２に比べ波形がシ
ンプルであるため、バイアス波形高圧回路が、安価に作
れるという他の効果もある。

【００８７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、帯電された像担持体表面を露光することにより画像
信号に対応した部分の電荷を消去して静電潜像を形成す
る画像露光手段と、重合法により生成された非磁性トナ
ーと磁性キャリアを含む現像剤を担持搬送する現像剤担
持体であって、像担持体との対向部において像担持体と
は逆方向に回転する現像剤担持体と、現像剤担持体内部
に固定配置される複数の磁界発生手段と、像担持体上の
静電潜像を現像剤担持体上に形成された磁気ブラシによ
り現像するとき、現像剤担持体に現像バイアスを印加す
るバイアス印加手段と、を有する画像形成装置におい
て、画像露光手段は多値のデジタル画像信号を２値化処
理して得られた２値のデジタル画像信号に対応した光を
像担持体に照射し、バイアス印加手段は、トナーに像担
持体から現像剤担持体に向かう方向の力を与える電圧Ｖ
１をＴ１時間印加する工程と、トナーに現像剤担持体か
ら像担持体に向かう力を与える電圧Ｖ２をＴ２時間印加
する工程とを交互に複数回繰り返し、現像剤担持体から
像担持体に向かう力を与える電圧を印加した後に、静電
潜像の画像部の電圧をＶＬ、非画像部の電圧をＶＤとし
たときに、ＶＬとＶＤとの間の電圧Ｖ３をＴ３時間印加
し、トナー１個の質量をｍ、トナー１個の電荷量をＱ、
像担持体と現像剤担持体との間の距離をｄ、像担持体と
現像剤担持体との間をトナーが飛翔する領域の像担持体
の周方向の幅をＬnip、像担持体の周速をＳ、Ｖ１とＶ
２の印加を交互に繰り返す回数をｎとすると、

【数１８】

【数１９】

【数２０】 が成り立つ構成とされるので、ハキメムラの発生を防止
でき、よって、良好な画像を得ることができる。又、バ
イアス電源を安価に作ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の現像器を示す構成図である。

【図２】本発明が具現化されるフルカラー画像形成装置
の一例を示す構成図である。

【図３】実施例１の潜像電位及び現像電界のモデル図で
ある。

【図４】感光体ドラムと現像スリーブ間の現像剤の様子
を示す説明図である。

【図５】実施例１の現像バイアスの波形図である。

【図６】図５の現像バイアスの具体例の波形図である。

【図７】実施例１で用いた２値潜像と比較例として多値
潜像でのγ曲線を示すグラフである。

【符号の説明】 １ 現像装置 １ＢＫ ブラック現像器 １Ｃ シアン現像器 １Ｍ マゼンタ現像器 １Ｙ イエロー現像器 ３ 感光体ドラム（像担持体） ２０ 非磁性トナー ２２ ２成分現像剤 ２５ 現像スリーブ（現像剤担持体） ＬＥ 画像露光手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−25856（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−281531（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−291666（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/08 - 15/095

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 帯電された像担持体表面を露光すること
   により画像信号に対応した部分の電荷を消去して静電潜
   像を形成する画像露光手段と、重合法により生成された
   非磁性トナーと磁性キャリアを含む現像剤を担持搬送す
   る現像剤担持体であって、前記像担持体との対向部にお
   いて前記像担持体とは逆方向に回転する現像剤担持体
   と、前記現像剤担持体内部に固定配置される複数の磁界
   発生手段と、前記像担持体上の静電潜像を前記現像剤担
   持体上に形成された磁気ブラシにより現像するとき、前
   記現像剤担持体に現像バイアスを印加するバイアス印加
   手段と、を有する画像形成装置において、 前記画像露光手段は多値のデジタル画像信号を２値化処
   理して得られた２値のデジタル画像信号に対応した光を
   前記像担持体に照射し、 前記バイアス印加手段は、トナーに前記像担持体から前
   記現像剤担持体に向かう方向の力を与える電圧Ｖ１をＴ
   １時間印加する工程と、トナーに前記現像剤担持体から
   前記像担持体に向かう力を与える電圧Ｖ２をＴ２時間印
   加する工程とを交互に複数回繰り返し、前記現像剤担持
   体から前記像担持体に向かう力を与える電圧を印加した
   後に、前記静電潜像の画像部の電圧をＶＬ、非画像部の
   電圧をＶＤとしたときに、前記ＶＬと前記ＶＤとの間の
   電圧Ｖ３をＴ３時間印加し、 トナー１個の質量をｍ、トナー１個の電荷量をＱ、前記
   像担持体と前記現像剤担持体との間の距離をｄ、前記像
   担持体と前記現像剤担持体との間をトナーが飛翔する領
   域の前記像担持体の周方向の幅をＬnip、前記像担持体
   の周速をＳ、前記Ｖ１と前記Ｖ２の印加を交互に繰り返
   す回数をｎとすると、 【数１】 【数２】 【数３】 が成り立つことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 重合法により生成された非磁性トナーの
   形状係数ＳＦ−１は１００〜１４０、ＳＦ−２は１００
   〜１２０であることを特徴とする請求項１の画像形成装
   置。