JPH11174793A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 注入帯電方式と２成分接触現像の両方を用い
た際に発生する現像時のかぶり、濃度低下を防止する。 【解決手段】 注入帯電方式と交番する現像電界で現像
する２成分接触現像方式を採用した装置で、キャリアの
体積抵抗率を１０⁶〜１０¹⁰Ωｃｍ、現像電界は交番部
と休止部が繰り返してなるものとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は複写機、プリンタ等
の画像形成装置に関し、特には、像担持体上の静電潜像
を２成分現像剤で現像する画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６に従来の画像形成装置の一例の断面
図を示す。

【０００３】同図において、まず、原稿台１０上に原稿
Ｇを複写すべき面を下側にしてセットする。次にコピー
ボタンを押すことにより複写が開始される。原稿照射用
ランプ、短焦点レンズアレイ、ＣＣＤセンサーが一体に
構成されたユニット９が原稿を照射しながら走査するこ
とにより、その照明走査光の原稿面反射光が、短焦点レ
ンズアレイによって結像されてＣＣＤセンサーに入射さ
れる。

【０００４】ＣＣＤセンサーは受光部、転送部、出力部
より構成されており、ＣＣＤ受光部において光信号が電
荷信号に変えられ、転送部でクロックパルスに同期して
順次出力部へ転送され、出力部において電荷信号を電圧
信号に変換し、増幅、低インピーダンス化して出力す
る。このようにして得られたアナログ信号を周知の画像
処理を行なってデジタル信号に変換してプリンター部に
送る。

【０００５】プリンター部においては、上記の画像信号
を受けて以下のようにして静電潜像を形成する。感光ド
ラム１は、中心支軸を中心に所定の周速度で矢印方向に
回転駆動され、その回転過程にて帯電器３により約−６
５０Ｖになるように一様な帯電処理を受け、その一様帯
電された表面上を画像信号に対応してＯＮ、ＯＦＦ発光
される固体レーザー素子の光を高速で回転する回転多面
鏡によって走査することにより、感光ドラム１面には原
稿画像に対応した静電潜像が順次に形成されていく。

【０００６】ここで現像工程について説明する。一般的
に現像方法は、非磁性トナーについては、ブレード等で
スリーブ上にコーティングし、磁性トナーについては、
磁気力によってコーティングして搬送し、感光ドラムに
対して非接触状態で現像する２つの方法（１成分非接触
現像）と、上記のようにしてコーティングしたトナーを
感光ドラムに対して磁性キャリアを混合したものを現像
剤として用いて磁気力によって搬送し、感光ドラムに対
して接触状態で現像する方法（２成分接触現像）と上記
の２成分現像剤を非接触状態にして現像する方法（２成
分非接触現像）の４種類に大別される。

【０００７】上記の４つの現像方法のなかで、高解像度
でかつ中間調が得易いことからトナー粒子と磁性キャリ
アを混合したものを現像剤として用い、感光ドラムに対
して接触状態で現像する２成分接触現像法を用いてい
る。

【０００８】この場合、キャリアとしては過帯電防止、
現像電極効果から体積抵抗率１０⁶〜１０¹⁰Ωｃｍのも
のを用い、更に、現像電界に交番電界を用い現像効率、
画像品位を向上させている。

【０００９】また、近年環境意識の高まりとともにコロ
ナ放電を用いない帯電方法として直接帯電部材が使用さ
れるようになってきた。特に注入帯電方式が感光体を帯
電する際に放電量が極めて少ない方式で非常に優れてい
る。注入帯電方式とは、感光体表面材質の持つトラップ
電位に注入帯電部材で電荷を注入して帯電を行なうも
の、あるいは、感光体表面に導電性粒子を分散させた電
荷注入層を設け、この導電性粒子に対して注入帯電部材
で電荷を充電して帯電を行なうものである。

【００１０】この注入帯電は注入帯電部材に印加するバ
イアスに交番電圧を重畳すると帯電効率が良化し、接触
帯電部材の長寿命化を達成し得ることがわかっている。
又、重畳する交番電界としては、ピークｔｏピーク電
圧、即ちＶｐｐが５００Ｖ以上、特には７００Ｖ以上、
周波数が、３００〜５０００Ｈｚ、好ましくは５００〜
２０００Ｈｚのものが好適である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このように注
入帯電と交番現像電界を用いる２成分接触現像を採用し
た装置では、画像にかぶりや濃度低下が発生するという
問題が生じた。

【００１２】そこで、本発明者らは、上記のかぶりなら
びに画像濃度の低下が発生する現象について様々な検討
を行なった結果、これらの現象は、感光ドラムに対し
て、現像時に磁性キャリアから電荷が注入され静電潜像
の電位が変わってしまうことにより発生することが判明
した。

【００１３】詳述すると、体積抵抗率が、１０¹⁰Ω・ｃ
ｍ以下、体積平均粒径が略１００μｍ以下、好ましくは
１５〜５０μｍのフェライト等の磁性粒子をマグネット
を内包した帯電用スリーブに対し、帯電用スリーブ表面
の単位面積（１ｃｍ²）あたり１００ｍｇ以上、ただ
し、上述磁性粒子の比重が５．０であるとき、即ち、１
００ｍｇ／ｃｍ²以上のコート状態で担持し、感光ドラ
ムに対し、前記帯電用スリーブを略５００μｍの間隔を
保って摺擦しながら、帯電させた目標電位に略等しい直
流電圧にＶｐｐ＝５００Ｖ以上、好ましくは７００Ｖ以
上で、周波数Ｖ_f＝３００〜５０００Ｈｚ、好ましくは
５００〜２０００Ｈｚの交番電圧を重畳したバイアスを
印加することによって感光ドラムを帯電することができ
るような装置では、体積抵抗率が、１０⁶〜１０¹⁰Ω・
ｃｍ程度の磁性キャリアを用い感光体に、これらの磁性
キャリアを直接接触させて現像を行なう２成分接触現像
においても、注入帯電と同様の電荷注入現象が発生する
場合があることがわかった。

【００１４】又、これは、現像時に現像スリーブ−感光
ドラム間に発生する、最大電界強度 Ε_max-De＝｛−１０００＋（−５００）｝／５００×１
０^-6＝−３．０×１０⁶〔Ｖ／ｍ〕 が、注入帯電時に注入帯電用スリーブ−感光ドラム間に
発生する最大電界強度 Ε_max-ch＝｛−３５０＋（−６５０）｝／５００×１０
^-6＝−２．０×１０⁶〔Ｖ／ｍ〕 よりも大きくなってしまっていることも原因の１つと考
えられる。

【００１５】従って注入帯電用の感光ドラムに体積抵抗
率が１０⁶〜１０¹⁰Ω・ｃｍ程度の磁性キャリアを有す
る２成分現像剤にＶｐｐが５００Ｖ以上、周波数が２０
００Ｈｚ程度の交番電界を重畳して反転現像を行なおう
とすると、現像部において現像用の磁性キャリアが感光
ドラムに対して電荷注入が行なわれるため、白地部（感
光ドラムに一様帯電した後、露光しなかった部分）、黒
字部（感光ドラムに一様帯電した後、露光した部分）共
に、その電位が現像スリーブに印加している電圧のＤＣ
成分に収束するようになる。このため、白地部と現像ス
リーブの電位差が減少し、かぶりが発生するとともに、
黒字部と現像スリーブの電位差も減少することから画像
濃度が低下してしまうことを見出した。

【００１６】上述の従来例の説明においては、現像方式
としては反転現像方式についてのみ説明したが、このよ
うな問題は反転現像方式特有のものではなく、正規現像
方式を用いた場合に同様に発生することも本発明者等の
研究により判明した。

【００１７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本発
明は、注入帯電可能な像担持体と、振動成分を有する電
圧が印加され感光体を注入帯電する注入帯電部材と、ト
ナーとキャリアを有する２成分現像剤を像担持体に接触
させ、且つ、交番する現像電界下で現像を行なう現像手
段と、を有する現像装置において、キャリアの体積抵抗
率は１０⁶〜１０¹⁰Ωｃｍで、現像電界は交番部と休止
部が繰り返してなることを特徴とするものである。

【００１８】

【発明の実施の形態】図２は本発明の実施例の画像形成
装置の断面図である。

【００１９】尚、図６に示した装置と同一部材には同一
番号を符して説明は省略する。

【００２０】図７は、前記の装置においてレーザー光を
走査するレーザー走査部１００の概略構成を示すもので
ある。このレーザー走査部１００によりレーザー光を走
査する場合には、まず入力された画像信号に基づき発光
信号発生器１０１により、固体レーザー素子１０２を所
定タイミングで明滅させる。そして固体レーザー素子１
０２から放射されたレーザー光は、コリメーターレンズ
系１０３により略平行な光束に変換され、更に矢印Ｂ方
向に回転する回転多面鏡１０４により矢印Ｃ方向に走査
されると共にｆθレンズ群１０５ａ、１０５ｂ、１０５
ｃにより感光ドラム１等の被走査面１０６にスポット状
に結像される。このようなレーザー光の走査により被走
査面１０６上には画像一走査分の露光分布が形成され、
更に各走査毎に被走査面１０６を前記走査方向とは垂直
に所定量だけスクロールさせれば、被走査面１０６上に
画像信号に応じた露光分布が得られる。

【００２１】現像装置４は、図８に示すように現像剤容
器１６を備え、この現像剤容器１６の内部は隔壁１７に
よって現像室（第１室）Ｒ１と撹拌室（第２室）Ｒ２と
に区画され、トナー貯蔵室Ｒ３内には補給用トナー（非
磁性トナー）１８が収容されている。なお、トナー貯蔵
室Ｒ３の底部には補給口２０が設けられ、消費されたト
ナーに見合った量の補給用トナー１８が補給口２０を経
て撹拌室Ｒ２内に落下補給される。

【００２２】これに対し現像室Ｒ１及び撹拌室Ｒ２内に
は現像剤１９が収容されている。現像剤１９は、前述し
たように非磁性トナーと磁性粒子（キャリア）とを有す
る２成分現像剤である。なお、混合比は重量比で非磁性
トナーが約４〜１０％である。非磁性トナーは約５〜１
５μｍの体積平均粒径を有する。また、磁性粒子は樹脂
コーティングされたフェライト粒子（最大磁化６０ｅｍ
ｕ／ｇ）からなり、その重量平均粒径は２５〜６０μｍ
であり、その抵抗値は１０⁶ 〜１０¹⁰Ω・ｃｍの値を示
す。また、磁性粒子の透磁率は約５．０である。

【００２３】現像剤容器１６の感光ドラム１に近接する
部位には開口部が設けられ、該開口部から現像スリーブ
１１が外部に半周分突出し、現像剤容器１６内に回転可
能に組込まれている。現像スリーブ１１の外径寸法は３
２ｍｍであり、その周速は２８０ｍｍ／ｓｅｃで、図中
矢印の方向に回転される。現像スリーブ１１は感光ドラ
ム１との間隔が５００μｍになるように配置されてい
る。現像スリーブ１１は非磁性体からなり、その内部に
は磁界発生手段である磁石１２が固定されている。

【００２４】磁石１２は現像磁極Ｓ１とその下流に位置
する磁極Ｎ３と現像剤を搬送するための磁極Ｎ２、Ｓ
２、Ｎ１とを有する。磁石１２は現像磁極Ｓ１が感光ド
ラム１に対向するように現像スリーブ１１内に配置され
ている。現像磁極Ｓ１は、現像スリーブ１１と感光ドラ
ム１との間の現像部の近傍に磁界を形成し、該磁界によ
って磁気ブラシが形成される。

【００２５】現像スリーブ１１の上方にはブレード１５
が現像スリーブ１１と８００μｍの間隔をおいて現像剤
容器１６に固定され、現像スリーブ１１上の現像剤１９
の層厚を規制する。ブレード１５はアルミニウム、ＳＵ
Ｓ３１６などの非磁性材料からなる。

【００２６】現像室Ｒ１内には搬送スクリュー１３が収
容されている。搬送スクリュー１３は図中の矢印が示す
方向に回転され、該搬送スクリュー１３の回転駆動によ
って現像室Ｒ１内の現像剤１９は現像スリーブ１１の長
手方向に向けて搬送される。

【００２７】貯蔵室Ｒ２内には搬送スクリュー１４が収
容されている。搬送スクリュー１４はその回転によって
トナーを現像スリーブ１１の長手方向に沿って搬送し、
そのトナーは補給口２０から撹拌室Ｒ２内に自由落下す
る。

【００２８】現像スリーブ１１は磁極Ｎ２近傍の位置で
現像剤を担持し、現像スリーブ１１の回転に伴い現像剤
１９が現像部に向けて搬送される。現像剤１９が現像部
近傍に到達すると現像剤１９の磁性粒子が磁極Ｓ１の磁
気力で連なりながら現像スリーブ１１から立ち上がり、
現像剤１９の磁気ブラシが形成される。 図３に帯電器
３を示す。

【００２９】尚、注入帯電とは、帯電部材から被帯電部
材へ直接電荷注入を行ないながら帯電する方式で、帯電
部材に印加したバイアスとほぼ１：１で立ち上がる表面
電位が、被帯電部材表面に得られる。

【００３０】下図にも示すように従来のローラー帯電等
の接触帯電では、放電による被帯電部材への帯電である
ため、帯電部材に印加したバイアスと、被帯電部材表面
に表れる表面電位との間に差分が生じる。（通常約６０
０Ｖ）

【００３１】これに対し、注入帯電では、図からもわか
るように帯電部材に印加したバイアスと、被帯電部材表
面に表れる電位の差は、前述のようにほぼＯＶか、２０
０Ｖ以下、特に好ましくは１００Ｖ以下である。

【００３２】帯電器３は容器３４の中に、固定されたマ
グネット３２を内包したスリーブ３１に注入帯電用の帯
電用磁性粒子３５を規制部材３３でコーティングし、感
光体１との接触部において感光体１の移動方向とは逆方
向にスリーブ３１が移動するように接触摺擦しながら、
スリーブ３１を回転させる。又、スリーブ３１と感光体
１との距離は略５００μｍとなるよう構成した。

【００３３】ところで帯電用磁性粒子３５は、 ・樹脂とマグネタイト等の磁性粉体を混練して粒子に成
型したもの、もしくはこれに抵抗値調節のために導電カ
ーボン等を混ぜたもの、 ・焼結したマグネタイト、フェライト、もしくはこれら
を還元または酸化処理して抵抗値を調節したもの、 ・上記の磁性粒子を抵抗調整したコート材（フェノール
樹脂にカーボンを分散したもの等）でコートまたはＮｉ
等の金属でメッキ処理して抵抗値を適当な値にしたも
の、等が考えられる。

【００３４】これら帯電用磁性粒子３５の抵抗値として
は、高すぎると感光体に電荷が均一に注入できず、微小
な帯電不良によるカブリ画像となってしまう。低すぎる
と感光体表面にピンホールがあったとき、ピンホールに
電流が集中して帯電電圧が降下し、感光体表面を帯電す
ることができず、帯電ニップ状の帯電不良となる。よっ
て磁性粒子の抵抗値としては、１×１０² 〜１×１０¹⁰
Ωのものが、好ましくは、感光ドラムにピンホールのよ
うなものが存在することを考慮すると１×１０⁶ Ω以上
が望ましい。帯電磁性粒子の抵抗値は、電圧が印加でき
る金属セル（低面積２２８ｍｍ² ）に帯電磁性粒子を２
ｇ入れた後加重し、電圧を１００Ｖ印加して測定した。

【００３５】帯電用磁性粒子の磁気特性としては、ドラ
ムへの帯電用磁性粒子付着を防止するために磁気拘束力
を高くする方がよく、飽和磁化が１００（ｅｍｕ／ｃｍ
³ ）以上が望ましい。

【００３６】実際に、本実施例で用いた帯電用磁性粒子
は、平均粒径が３０μｍで、抵抗値が１×１０⁶ Ω、飽
和磁化が２００（ｅｍｕ／ｃｍ³ ）であった。

【００３７】帯電用スリーブ３１に対してバイアス−６
５０ＶにＶ_pp＝７００Ｖ，Ｖ_f＝１０００ＨｚのＳｉｎ
波からなる交番電界を重畳したバイアスを印加すること
によって、感光体１は一様に−６５０Ｖに帯電する。あ
とは従来例で説明したような工程で画像を形成する。従
って、帯電時に帯電用スリーブ３１と感光体１間で、発
生する最大電界強度は、｛−３５０＋（−６５０）｝／
５００×１０^-6＝−２．０×１０^-6〔Ｖ／ｍ〕である。

【００３８】帯電器３はコロナ帯電器を用いてもよい
が、注入帯電方式は感光体を帯電する際に放電量が極め
て少ない方式で感光体表面の状態を放電生成物等による
汚染を押さえる、非常に優れた方式である。

【００３９】次に、本実施例における感光ドラムについ
て説明する。

【００４０】・感光ドラムＡについて φ３０ｍｍのアルミニウム製のドラム基体に第１層とし
て下引き層が設けられ、露光の反射によるモアレの発生
を防止するための厚さ２０μｍの導電層とされている。
第２層は正電荷注入防止層であり、ドラム基体から注入
された正電荷が感光体表面に帯電された負電荷を打ち消
すのを防止する役割を果たし、アミラン樹脂とメトキシ
メチル化ナイロンによって体積抵抗率１０⁶ Ω・ｃｍ程
度に抵抗調整された厚さ約０．１μｍの中抵抗層であ
る。第３層は電荷発生層であり、ジスアゾ系の顔料を樹
脂分散した厚さ約０．３μｍの層で、露光によって正負
の電荷対を発生する。第４層は電荷輸送層であり、ポリ
カーボネイト樹脂にヒドラゾンを分散したもので、ｐ型
の半導体である。第５層はポリカーボネイト樹脂に表面
抵抗率を落とすためにＳｎＯ₂ 等の低抵抗粒子を樹脂３
重量部に対し、５重量部分散した２μｍの表面層であ
る。その表面層の体積抵抗率は１０¹³Ω・ｃｍである。
表面抵抗率をこのようにコントロールすることにより直
接帯電性が向上し高品位な画像を得ることができる。感
光体はＯＰＣに限らずａ−Ｓｉドラムでも実現でき、さ
らに高耐久化を実現できる。

【００４１】この第４層は、画像形成時に感光ドラムに
与えられるマイナス電荷に対しては、体積抵抗率に換算
して１０¹⁶Ω・ｃｍ以上の絶縁性を示す。従って、本発
明の特徴の１つである第５層とは、電気物性的に違いが
ありその関係は体積抵抗率で見ると第４層＞第５層の関
係になる。

【００４２】ここで表面層の体積抵抗率は、金属の電極
を２００μｍの間隔で配し、その間に表面層の調合液を
流入して成膜させ、電極間に電圧を１００Ｖ印加して測
定した値である。測定は温度２３℃、湿度５０％ＲＨの
条件下で測定した値である。

【００４３】次に、本発明の最も特徴たる部分について
説明する。本発明者等は、注入帯電用の像担持体、特に
は、表面層の体積抵抗率が１０⁹〜１０¹⁴Ω・ｃｍ程度
に調整された像担持体である感光ドラム、及び体積抵抗
率が１０⁶〜１０¹⁰Ω・ｃｍ程度の２成分現像剤を用い
た現像装置を備えた画像形成装置において、現像時に白
地部と現像スリーブの電位差が減少してかぶりが発生す
ると共に、黒字部と現像スリーブの電位差も減少して画
像濃度が低下するといった問題を解消できるような現像
バイアスを見出した。

【００４４】即ち、本発明者等の検討によれば、現像ス
リーブに印加する現像バイアスを、交番電界部と、交番
電界を印加した時間の合計時間の略１〜５倍の時間、Ｄ
Ｃ成分だけからなる直流電界部が、交互に含まれるよう
なバイアスとすることにより上述のような問題を回避で
きることが判明した。

【００４５】例えば、現像スリーブ１１と感光ドラム１
との間に図１に示す波形の現像バイアスを印加すること
により、かぶりや画像濃度の低下を発生することなく、
がさつきのない良好な画像形成が行なえるようになっ
た。

【００４６】ここで、図１を用いて、本発明による現像
バイアスの特徴を説明する。

【００４７】引き戻し電圧Ｖ₁をＴ₁時間印加した後、現
像電圧Ｖ₂をＴ₂時間印加し、更に非画像部のかぶりとり
を考慮したＤＣバイアスに相当する電圧、即ちブランク
電圧Ｖ₃＝１／２・（Ｖ₁＋Ｖ₂）をＴ₃時間印加する。こ
のＶ₃の値については、（Ｖ₁＋Ｖ₂）の１／２だけでは
なくＶ₁とＶ₂の間の値であれば同様の効果を得ることが
できる。

【００４８】このとき、これらのバイアスの印加時間
は、前述したように現像用キャリアにより、感光ドラム
への注入現象を防止し、勝つがさつきのない良好な画像
を得るために下記のように設定した。

【００４９】 （Ｔ₁＋Ｔ₂）≦Ｔ₃≦５・（Ｔ₁＋Ｔ₂） （秒）

【００５０】ここで、図９を用いて現像バイアスにおけ
る交番電界部の時間的割合Ｐ、即ち、Ｐ＝（Ｔ₁＋Ｔ₂）
／（Ｔ₁＋Ｔ₂＋Ｔ₃）と、現像ニップ通過後の感光体電
位の関係について説明する。

【００５１】図９において、横軸に現像バイアスにおけ
る交番電界部の時間的割合Ｐをとり、縦軸に現像ニップ
通過後の感光体電位をとった。

【００５２】交番電界部の時間的割合Ｐを０〜１の間
で、ふったところ、Ｐの値が、０．５を超えたあたりか
ら、感光体電位におけるＶ_D部：非画像部電位で、例え
ば、−６５０Ｖに、注入帯電部材で、感光体に帯電を施
した部分、又、Ｖ_L部：Ｖ_D部に露光を与えて、高濃度画
像部に相当する電位で、例えば、−２００Ｖに調整され
た部分が、それぞれ現像バイアスにおけるＶ₁とＶ₂の平
均値図９においては−５００Ｖに収束していくことが判
明した。

【００５３】図９の結果からもわかるように、現像バイ
アスの交番電界部に直流電圧のみからなる休止（ブラン
ク）電圧部を設けること、特に、現像ニップ中で、実際
の現像が行なわれている総時間に対し、１／２以上とる
ことにより、現像用の磁性キャリアから感光ドラムに対
して電荷注入がほとんど行なわれなくなり、その結果、
かぶりや画像濃度の低下の発生を防止することが可能と
なった。

【００５４】これはブランク部はＤＣ電圧であるため電
荷注入が起こりにくく、交番部で電荷注入しようとする
動きをブランク部で阻止する効果があるためと考えられ
る。

【００５５】尚、ブランク部の電圧の絶対値を非画像部
電位Ｖ_Dの絶対値と画像部電位Ｖ_Lの絶対値の間とするこ
とで、画像部と非画像部との電位差が小さくなり、電荷
注入防止効果は高い。

【００５６】又、現像バイアスにおいて、このように交
番電界を印加した時間の合計時間の略１倍〜５倍の時
間、ＤＣ成分だけからなるバイアスを印加することの、
現像特性に与える影響について考察すると、５倍以下と
することで、交番電界を印加することにより現像スリー
ブ上のトナーに対する揺さぶり効果が十分に得られるよ
うになっている上に、１倍以上であることで、現像用キ
ャリアから離れたトナーが、逆電界が、印加されること
により現像スリーブ側に引き戻される前に、感光ドラム
に付着するに十分な時間が与えられることとなり、ハイ
ライト部のがさつき防止効果が発揮できるようになった
ことも見てとることができる。

【００５７】尚、図１に示した現像バイアスの他にも、
図４に示すように、バイアス電圧を２組としたもの、図
５に示すように、バイアス電圧を３組としたもの、即
ち、バイアス電圧を複数組としたものでも上記と同様の
作用効果を得ることができることが判明した。

【００５８】次に、図２に示すような実施形態の画像形
成装置に上述の感光体Ａを用いて、以下の現像条件で画
像形成を行ない、転写紙上のかぶり並びに画像濃度の評
価を行なった。

【００５９】・現像条件 現像スリーブ１１は感光体１との距離を略５００μｍに
設定し、図１に示したような波形の直流電圧及び交流電
圧を印加した。トナーの帯電極性はマイナスとした。つ
まり、図１の波形図にて、 非画像部表面電位Ｖ_D ＝−６５０Ｖ、 高濃度画像部表面電位Ｖ_L ＝−２００Ｖ 引き戻し電圧Ｖ₁ ＝＋５００Ｖ、 現像電圧Ｖ₂ ＝−１５００Ｖ、 ブランク電圧Ｖ₃ ＝−５００Ｖ の条件で、Ｔ₁ 、Ｔ₂ 、Ｔ₃ は、 Ｔ₁ ＝１．０×１０^-4 秒 Ｔ₂ ＝１．０×１０^-4 秒 Ｔ₃ ＝２．０×１０^-4 秒 とした。従って、現像時に、現像スリーブ１１と感光体
１間で発生する最大電界強度は（−１５００）／５００
×１０⁶〔Ｖ／ｍ〕であり、帯電時に帯電用スリーブ３
１と感光体１間で発生する最大電界強度よりも大きくな
っている。

【００６０】かぶり濃度の評価基準は下記の表１の通り
である。

【００６１】

【表１】

【００６２】尚、かぶりは、以下の方法により求めた。
ＴＯＫＹＯ ＤＥＮＳＨＯＫＵ ＣＯ．，ＬＴＤの濃度
計ＴＣ−６ＤＳにより転写紙上のかぶり部と画像形成前
の転写紙のそれぞれの反射濃度を求め、下記の式、 かぶり濃度（％）＝（転写紙上のかぶり部の反射濃度）
−（転写紙の反射濃度） で求めた。

【００６３】また、画像濃度についてはＸ−ｌｉｔｅ社
製の濃度計９４１型を用いて転写紙上画像の反射濃度を
測定した。

【００６４】上記の現像条件にて画像形成を行なったと
ころ、かぶりがなく、即ち表１の評価基準でレベルＢ、
画像濃度も１．４以上得られ、ハイライト部のがさつき
のない良好な画像が得られた。

【００６５】実施例２ 実施例２においては、図２に示す実施形態の画像形成装
置に上述の感光体Ａを用いて、以下の現像条件で画像形
成を行ない、転写紙上のかぶりならびに画像濃度の評価
を行なった。

【００６６】・現像条件 現像スリーブ１１は、前述実施例１と同じく、感光体１
との距離を５００μｍに設定し、図示しない電源から図
１に示したような波形の直流電圧及び交流電圧を印加し
た。トナーの帯電極性はマイナスとした。図１の波形図
にて、 非画像部表面電位Ｖ_D ＝−６５０Ｖ、 高濃度画像部表面電位Ｖ_L ＝−２００Ｖ 引き戻し電圧Ｖ₁ ＝＋５００Ｖ、 現像電圧Ｖ₂ ＝−１５００Ｖ、 ブランク電圧Ｖ₃ ＝−５００Ｖ の条件で、Ｔ₁ 、Ｔ₂ 、Ｔ₃ は、 Ｔ₁ ＝８．０×１０^-5 秒 Ｔ₂ ＝８．０×１０^-5 秒 Ｔ₃ ＝８．０×１０^-4 秒 とした。従って、本実施例においても、前述実施例１と
同じく、現像スリーブ１１と感光体１間に発生する最大
電界強度が帯電用スリーブ３１と感光体１間で発生する
最大電界強度よりも大きくなっている。

【００６７】以上の現像条件にて画像形成を行なったと
ころ、かぶりが殆ど無く、即ち表１の評価基準でレベル
Ｂ、画像濃度も１．５以上得られ、ハイライト部のがさ
つきのない良好な画像が得られた。

【００６８】実施例３ 実施例３においては、図２に示す実施形態の画像形成装
置に上述の感光体Ａを用いて、以下の現像条件で、画像
形成を行ない、転写紙上のかぶり並びに画像濃度の評価
を行なった。

【００６９】・現像条件 現像スリーブ１１は、前述実施例１、２と同じく、感光
体１との距離を５００μｍに設定し、図示しない電源か
ら図１に示したような波形の直流電圧及び交流電圧を印
加した。トナーの帯電極性はマイナスとした。図２の波
形図にて、 非画像部表面電位Ｖ_Ｄ ＝−６５０Ｖ、 高濃度画像部表面電位Ｖ_Ｌ ＝−２００Ｖ 引き戻し電圧Ｖ_１ ＝＋５００Ｖ、 現像電圧Ｖ_２ ＝−１５００Ｖ、 ブランク電圧Ｖ_３ ＝−５００Ｖ の条件で、Ｔ_１ 、Ｔ_２ 、Ｔ_３ は、 Ｔ_１ ＝８．０×１０^−５ 秒 Ｔ_２ ＝８．０×１０^−５ 秒 Ｔ_３ ＝１．６×１０^−４ 秒 とした。従って、本実施例においても、前述実施例１、
２と同じく、現像スリーブ１１と感光体１間に発生する
最大電界強度が、帯電用スリーブ３１と感光体１間で発
生する最大電界強度よりも大きくなっている。

【００７０】以上の現像条件にて画像形成を行なったと
ころ、かぶりが殆ど無く、即ち表１の評価基準でレベル
Ａ、画像濃度も１．６以上得られ、ハイライト部のがさ
つきのない良好な画像が得られた。

【００７１】実施例４ 実施例４においては、感光ドラムＢを下記の構成とし
た。即ち、上記の感光ドラムＡの製造で形成した第５層
の表面層に代えて、第５層目にポリカーボネイト樹脂に
表面抵抗を落とすためにＳｎＯ₂ 等の低抵抗粒子を樹脂
２重量部に対し、５重量部分散した２μｍの表面層を有
した感光体を用いている。表面抵抗は１０⁹ Ωｃｍであ
る。

【００７２】次に、以下の現像条件で画像形成を行な
い、転写紙上のかぶり並びに画像濃度の評価を行なっ
た。

【００７３】・現像条件 現像スリーブ１１は、前述実施例１、２、３と同じく感
光体１との距離を５００μｍに設定し図示しない電源か
ら図１に示したような波形の直流電圧及び交流電圧を印
加した。トナーの帯電極性はマイナスとした。図１の波
形図にて、 非画像部表面電位Ｖ_D ＝−６５０Ｖ、 高濃度画像部表面電位Ｖ_L ＝−２００Ｖ 引き戻し電圧Ｖ₁ ＝＋５００Ｖ、 現像電圧Ｖ₂ ＝−１５００Ｖ、 ブランク電圧Ｖ₃ ＝−５００Ｖ の条件で、Ｔ₁ 、Ｔ₂ 、Ｔ₃ は、 Ｔ₁ ＝１．０×１０^-4 秒 Ｔ₂ ＝１．０×１０^-4 秒 Ｔ₃ ＝２．０×１０^-4 秒 とした。従って、本実施例においても、前述実施例１、
２、３と同じく、現像スリーブ１１と感光体１間に発生
する最大電界強度が、帯電用スリーブ３１と感光体１間
で発生する最大電界強度よりも大きくなっている。

【００７４】以上の現像条件にて画像形成を行なったと
ころ、かぶりが若干あった、即ち表１の評価基準でレベ
ルＣ、画像濃度も１．５以上得られ、ハイライト部のが
らつきのない良好な画像が得られた。

【００７５】実施例５ 実施例５においては、実施例４の感光ドラムＢを用い
て、以下の現像条件で画像形成を行ない、転写紙上のか
ぶり並びに画像濃度の評価を行なった。

【００７６】・現像条件 現像スリーブ１１は、は、前述実施例１、２、３、４と
同じく、感光体１との距離を５００μｍに設定し図示し
ない電源から図１に示したような波形の直流電圧及び交
流電圧を印加した。トナーの帯電極性はマイナスとし
た。図１の波形図にて、 非画像部表面電位Ｖ_D ＝−６５０Ｖ、 高濃度画像部表面電位Ｖ_L ＝−２００Ｖ、 引き戻し電圧Ｖ₁ ＝＋５００Ｖ、 現像電圧Ｖ₂ ＝−１５００Ｖ、 ブランク電圧Ｖ₃ ＝−５００Ｖ の条件で、Ｔ₁ 、Ｔ₂ 、Ｔ₃ は、 Ｔ₁ ＝８．０×１０^-5 秒 Ｔ₂ ＝８．０×１０^-5 秒 Ｔ₃ ＝８．０×１０^-4 秒 とした。従って、本実施例においても、前述実施例１、
２、３、４と同じく、現像スリーブ１１と感光体１間に
発生する最大電界強度が帯電用スリーブ３１と感光体１
間で発生する最大電界強度よりも大きくなっている。

【００７７】以上の現像条件にて画像形成を行なったと
ころ、かぶりが若干あった、即ち表１の評価基準でレベ
ルＣ、画像濃度も１．５以上得られ、ハイライト部のが
らつきのない良好な画像が得られた。

【００７８】比較例１ 上記実施例との比較例１として、図２に示す実施形態の
画像形成装置に上述の感光体Ａを用いて、以下の現像条
件で画像形成を行ない、転写紙上のかぶりならびに画像
濃度の評価を行なった。

【００７９】・現像条件 現像スリーブ１１は、感光体１との距離を５００μｍに
設定し図示しない電源から図１に示したような波形の直
流電圧及び交流電圧を印加した。トナーの帯電極性はマ
イナスとした。図１の波形図にて、 非画像部表面電位Ｖ_D ＝−６５０Ｖ、 高濃度画像部表面電位Ｖ_L ＝−２００Ｖ、 引き戻し電圧Ｖ₁ ＝＋５００Ｖ、 現像電圧Ｖ₂ ＝−１５００Ｖ、 ブランク電圧Ｖ₃ ＝−５００Ｖ の条件で、Ｔ₁ 、Ｔ₂ 、Ｔ₃ は、 Ｔ₁ ＝２．５×１０^-4 秒 Ｔ₂ ＝２．５×１０^-4 秒 Ｔ₃ ＝０ 秒 とした。従って、現像スリーブ１１と感光体１間に発生
する最大電界強度が帯電用スリーブ３１と感光体１間で
発生する最大電界強度よりも大きくなっている。

【００８０】以上の条件にて画像形成を行なったとこ
ろ、かぶりがあり、即ち、表１の評価基準でレベルＤ、
画像濃度は１．０しか得られず、ハイライト部はややが
さつきのある低品位な画像しか得られなかった。

【００８１】実施例６ 上記実施例との比較例２として、図２に示す実施形態の
画像形成装置に上述の感光体Ｂを用いて、以下の現像条
件で画像形成を行ない、転写紙上のかぶりならびに画像
濃度の評価を行なった。

【００８２】・現像条件 現像スリーブ１１は、感光体１との距離を５００μｍに
設定し図示しない電源から図１に示したような波形の直
流電圧及び交流電圧を印加した。トナーの帯電極性はマ
イナスとした。図１の波形図にて、 非画像部表面電位Ｖ_D ＝−６５０Ｖ、 高濃度画像部表面電位Ｖ_L ＝−２００Ｖ、 引き戻し電圧Ｖ₁ ＝＋５００Ｖ、 現像電圧Ｖ₂ ＝−１５００Ｖ、 ブランク電圧Ｖ₃ ＝−５００Ｖ、 の条件で、Ｔ₁ 、Ｔ₂ 、Ｔ₃ は、 Ｔ₁ ＝１．０×１０^-4 秒 Ｔ₂ ＝１．０×１０^-4 秒 Ｔ₃ ＝１．１×１０^-3 秒 とした。従って、現像スリーブ１１と感光体１間に発生
する最大電界強度が帯電用スリーブ３１と感光体１間で
発生する最大電界強度よりも大きくなっている。

【００８３】以上の条件にて画像形成を行なったとこ
ろ、かぶりはほとんどなかった、即ち、表１の評価基準
でレベルＡであったが、画像濃度は０．８で、ハイライ
ト部はややがさつきがあった。

【００８４】

【発明の効果】以上説明したとおり本発明によれば、注
入帯電方式で、且つ、かぶりや濃度低下を発生すること
なく２成分接触現像を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従った現像バイアス電圧の波形を示す
波形図である。

【図２】本発明が具現化される画像形成装置を示す概略
構成図である。

【図３】図２の画像形成装置の帯電器を示す構成図であ
る。

【図４】本発明に従った他の現像バイアス電圧の波形を
示す波形図である。

【図５】本発明に従った更に他の現像バイアス電圧の波
形を示す波形図である。

【図６】従来の画像形成装置の一例を示す構成図であ
る。

【図７】図２の画像形成装置の露光装置を示す構成図で
ある。

【図８】図２の画像形成装置の現像装置を示す構成図で
ある。

【図９】現像バイアスにおける交番電界部の比率と、感
光体表面電位の関係を示す図である。

【図１０】注入帯電の説明図である。

【符号の説明】

１ 感光ドラム（像担持体） ３ 帯電装置（接触帯電部材） ４ 現像装置 １１ 現像スリーブ（現像剤担持体）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 日比野 勝 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 注入帯電可能な像担持体と、振動成分を
   有する電圧が印加され感光体を注入帯電する注入帯電部
   材と、トナーとキャリアを有する２成分現像剤を像担持
   体に接触させ、且つ、交番する現像電界下で現像を行な
   う現像手段と、を有する現像装置において、 キャリアの体積抵抗率は１０⁶〜１０¹⁰Ωｃｍで、現像
   電界は交番部と休止部が繰り返してなることを特徴とす
   る画像形成装置。
2. 【請求項２】 休止部の時間は交番周期の１〜５倍であ
   ることを特徴とする請求項１の画像形成装置。
3. 【請求項３】 交番部は複数回交番することを特徴とす
   る請求項１もしくは２の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記現像手段は像担持体と対向し現像剤
   を担持する現像剤担持体を有し、休止部の現像剤担持体
   の電位の絶対値は、像担持体の画像部の電位の絶対値よ
   り大きく、非画像部の電位の絶対値より小さいことを特
   徴とする請求項１から３の画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記注入帯電部材は像担持体と接触する
   磁性粒子の穂を有することを特徴とする請求項１から４
   の画像形成装置。
6. 【請求項６】 現像部の最大電界強度は帯電部の最大電
   界強度以上であることを特徴とする請求項１から５の画
   像形成装置。
7. 【請求項７】 前記像担持体は、感光体と、感光体上に
   設けられ体積抵抗率１０⁹〜１０¹⁴Ωｃｍの表面層を有
   することを特徴とする請求項１から６の画像形成装置。