JPH0844170A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小粒径、非磁性のトナーを用いても、ジャン
ピング現像と同様なエッジ効果による良好な画質を再現
し、且つ非画像部の地カブリを防止して、高品質な画像
を得ることである。 【構成】 現像装置の現像スリーブに印加する現像バイ
アスとして、第１、第２及び第３の電圧Ｖ１、Ｖ２及び
Ｖ３が交互に繰り返される電圧を用いる。第１の電圧Ｖ
１は、トナーを現像スリーブから感光ドラム上の潜像画
像部の方向に付勢する電界を発生する、潜像の画像部と
非画像部の間のレベルの電圧で、トナーの帯電極性の±
に対応した指数α＝±１を用い、α×（Ｖｄ−Ｖ１）＞
０を満たす。第２の電圧Ｖ２は、トナーを感光ドラム上
の潜像画像部から現像スリーブの方向に付勢する電界を
発生する、潜像の画像部に関し第１の電圧Ｖ１と反対側
のレベルの電圧で、α×（ＶＬ−Ｖ２）≧０を満たす。
第３の電圧Ｖ３は、潜像の画像部と非画像部の間のレベ
ルの電圧で、α×ＶＬ≦α×Ｖ３≦α×Ｖｄを満たす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、ＬＢＰ等の電
子写真方法を用いた画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機やコンピュータ等の外部装置の出
力手段として、従来から、図５に示すような電子写真方
を用いた画像形成装置が提案されている。

【０００３】この画像形成装置は、帯電ローラ１により
一様帯電される感光ドラム２を有し、感光ドラム２を一
様帯電した後、露光装置３により例えば外部装置から入
力された画像情報に対応して光照射を行ない、感光ドラ
ム２上に静電潜像を形成する。この感光ドラム２上の潜
像は、現像装置１６でトナー６を用いていわゆる反転現
像により、即ち帯電ローラ１に印加される電圧と同極性
のトナー６を感光ドラム２の潜像部（露光部）に飛翔し
て付着させることにより、潜像をトナー像として可視化
する。

【０００４】得られたトナー像は、感光ドラム２に供給
された転写材７上に転写ローラ１５により転写される。
トナー像が転写された転写材７は、感光ドラム２から分
離して定着装置１７に搬送し、そこで定着して永久像と
する。一方、感光ドラム２は、転写されずに残った残留
トナーをクリーニング装置１２により清掃、除去した
後、次の画像形成プロセスに供される。

【０００５】現像装置１６で用いる現像方法としては、
現像剤担持体である現像スリーブ５と感光ドラム２との
間に一定の間隙を設け、現像スリーブ５上に担持された
薄層のトナー層を感光ドラム２に直接接触させずに、静
電潜像の電界によりトナーを選択的に飛翔させて、地カ
ブリを防止すると共に、その際に、現像間隙に交番電界
を与えるようにした現像法が実用化されており、ジャン
ピング現像法として知られている（特開昭５８−３２３
７５）。

【０００６】このジャンピング現像法によれば、現像ス
リーブ５と感光ドラム２上の画像部及び非画像部との間
において、トナーの転移と逆転移を発生させることによ
りトナーを往復運動させるので、画像部に適度なエッジ
効果が生じ、画像部のエッジの鮮明さと、非画像部に近
い中間調画像の再現性が著しく向上する。

【０００７】近年、トナーを小粒径化することにより出
力画像を高精細化し、或いは非磁性トナーを用いること
により画像出力装置をカラー化することが盛んに行なわ
れている。しかしながら、小粒径のトナー或いは非磁性
トナーは、磁力による現像スリーブへの拘束力が弱いも
しくは存在しないために、通常粒径の磁性トナーと比べ
て非画像部への付着によるカブリが生じ易い。そこでジ
ャンピング現像法よりも更にカブリが発生しにくい現像
方法が提案されいる。

【０００８】本出願人は、画像形成装置の提案において
次のような現像法を出願した。即ち、暗部電位Ｖd まで
帯電した感光ドラム上に形成した潜像の明部電位ＶL を
有する画像部（露光部）に、感光ドラムの帯電極性と同
極性の現像剤を付着させて現像する反転現像系におい
て、電圧発生手段により第１の電圧Ｖ１と第２の電圧Ｖ
２を交互に発生させて、現像スリーブと感光ドラム間に
印加する現像法であり、その第１の電圧Ｖ１と第２の電
圧Ｖ２は次の式を満足する。

【０００９】α×（Ｖd −Ｖ１）＞０ （第１式） α×（ＶL −Ｖ２）≧０ （第２式） 上式において、αはトナーの帯電極性の±に対応した指
数であり、負極性トナーではα＝−１、正極性トナーで
はα＝＋１である。暗部電位Ｖd は非画像部電位、明部
電位ＶL は画像部電位である。上記の現像法をＰＩＤ現
像法と称す。

【００１０】以下、このＰＩＤ現像法を、ジャンピング
現像法及びＤＣ現像法と比較したながら説明する。尚、
ＰＩＤ現像法は、反転現像系においてトナー極性を問わ
ず上式を満足するが、ここでは説明の簡単のために、負
極性のトナーとＯＰＣ等の負極性の感光体を備えた感光
ドラムを用いた例について述べる。

【００１１】第１式は、図６（ｂ）の現像バイアスを印
加するＰＩＤ現像法では、現像スリーブから感光ドラム
上の非画像部にトナーを飛翔させないことを表してい
る。即ち負極性のトナーは電位の高い方向（マイナスの
向きに絶対値が大きくなる方向）に飛翔するが、図６
（ａ）の現像バイアスを印加するジャンピング現像法で
は、現像バイアスの１周期内に、現像スリーブの電位が
非画像部の電位Ｖd よりも低くなる区間があるため、そ
の区間でトナーが感光ドラム上の非画像部にも付着し、
カブリを生じ易い。一方、ＰＩＤ現像法では、図６
（ｂ）に示すように、現像バイアスの１周期内で、現像
スリーブの電位は常に感光ドラム上の非画像部電位Ｖｄ
よりも高いので、負極性のトナーが非画像部に飛翔しな
い。従って非画像部のカブリを防ぐことができる。

【００１２】第２式は、ＰＩＤ現像法では、露光部であ
る画像部において、現像スリーブと感光ドラム間でトナ
ーが往復運動を行なうことを表している。図６（ｃ）の
現像バイアスを印加するＤＣ現像法では、トナーを感光
ドラム上の非画像部に飛翔させることがないので、カブ
リが生じないものの、画像部に飛翔するトナーは潜像に
対して忠実に飛翔しにくく、エッジの鮮明さ（シャープ
ネス）の乏しい画像となってしまう。ＰＩＤ現像法で
は、画像部においてトナーを往復運動させて、ジャンピ
ング現像と同等の画質を達成することができる。

【００１３】つまり、第２式によれば、現像スリーブ電
位がＶ１のときに、ＶＬ＞Ｖ１のために、トナーが画像
部に飛翔し現像を行なう。次の現像スリーブ電位がＶ２
のときに、Ｖ２＞ＶＬであるため、感光ドラム上のトナ
ーは現像スリーブに飛翔して戻る。従ってこの電圧Ｖ１
とＶ２が交互に現像スリーブに印加されることにより、
トナーの画像部への転移及び画像部からの逆転移が繰り
返し生じるので、画像部において、ジャンピング現像と
同様なエッジ効果による良好な画質を再現しつつ、非画
像部においては、トナーを感光ドラムに飛翔させないこ
とによる地カブリ防止を実現した現像が達成される。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来、
ＰＩＤ現像法を用いることにより、画質を劣化させるこ
となく非画像部へのトナーの飛翔を抑えて、トナーの小
粒径化或いは非磁性化に対しても、カブリを低減するこ
とが実現されている。

【００１５】しかし、それは、トナーが正規の極性に帯
電したトナーであるから、トナーが現像スリーブと感光
ドラム上の画像部のみとの間で往復運動を生じて、非画
像部に飛翔するトナーがジャンピング現像法と比べて非
常に少なくなり、カブリが生じにくくなるのである。

【００１６】しかしながら、現像剤規制部材（規制ブレ
ード）による摺擦が不完全で、トナーが逆極性に帯電し
た場合には、その逆極性のトナーは、ＰＩＤ現像法にお
いても、現像スリーブから感光ドラム上の非画像部に飛
翔するために、非画像部にカブリが生じる。以下、必要
に応じ、この逆極性に帯電したトナーを”反転トナー”
と呼び、反転トナーによる非画像部のカブリを”反転カ
ブリ”と呼ぶ。又正規の極性に帯電したトナーを”正規
トナー”と呼ぶ。

【００１７】通常の温湿度の環境における使用では、ト
ナー中の電荷制御剤や外添剤等によりトナーの帯電極性
が制御されているので、反転トナーが生じにくく、この
ためＰＩＤ現像法は、上述のような優れた現像性を発揮
する。しかし、低湿環境下においては、電荷制御剤等に
よるトナーの帯電極性の制御によっても、反転トナーが
生じ易く、従って反転カブリが発生し易い。

【００１８】即ち、現在、電子写真装置に広く用いられ
ている一成分現像法は、主に規制ブレードとの摩擦帯電
によりトナーに電荷を付与している。しかし、一般に摩
擦帯電によりトナー粒子の個々に付与される帯電電荷量
は、規制ブレードの形状、トナーとの接触状態、汚れ、
環境等に左右され、図７（ａ）に示したように、トナー
の帯電量はある広がりを持って分布しており、斜線で示
したように逆極性に帯電した反転トナーが少量なりとも
発生する。低湿環境下ではトナー樹脂中の水分量が少な
く、トナーの抵抗値が上昇するため、図７（ｂ）に示し
たように、常湿環境下に比べて大きな帯電量を持つこと
が可能になり、反転トナーが現像性を獲得する。反転ト
ナーは、図６（ｂ）のＰＩＤ現像法において、現像スリ
ーブ電位がＶ２のときに、感光ドラムの非画像部Ｖｄに
飛翔して、反転カブリが生じる。

【００１９】以上が、ＰＩＤ現像法において、特に低湿
環境下で反転カブリが発生し易く、高品位な画像を得る
のが困難であった理由である。

【００２０】本発明の目的は、小粒径或いは非磁性の一
成分現像剤を用いても、ジャンピング現像と同様なエッ
ジ効果による良好な画質を再現しつつ、非画像部の地カ
ブリを防止した現像を行なって、高品質な画像を得るこ
とを可能とした画像形成装置を提供することである。

【００２１】

【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、像
担持体を暗部電位Ｖｄまで帯電する帯電部材と、像担持
体を露光して像担持体上に明部電位ＶＬの画像部を有す
る静電潜像を形成する露光手段と、現像剤担持体上に一
成分現像剤を担持して像担持体と対向した現像部に搬送
して、像担持体上の潜像の現像に供する現像手段と、現
像時に現像剤担持体に現像バイアスを印加する電圧発生
手段とを備えた画像形成装置において、前記現像バイア
スは、第１の電圧Ｖ１、第２の電圧Ｖ２及び第３の電圧
Ｖ３が交互に繰り返され、その第１の電圧は、現像剤を
現像剤担持体から像担持体上の潜像の画像部に向かう方
向に付勢する電界を発生する電圧であって、潜像の画像
部と非画像部の間に位置した電圧レベルを有し、現像剤
の帯電極性の±に対応した指数αをα＝±１としたとき
に、 α×（Ｖｄ−Ｖ１）＞０ を満たし、第２の電圧Ｖ２は、現像剤を像担持体上の潜
像の画像部から現像剤担持体に向かう方向に付勢する電
界を発生する電圧であって、潜像の画像部に関し第１の
電圧Ｖ１と反対側に位置した電圧レベルを有し、 α×（ＶＬ−Ｖ２）≧０ を満たし、そして第３の電圧Ｖ３は、潜像の画像部と非
画像部の間に位置した電圧レベルを有し、 α×ＶＬ≦α×Ｖ３≦α×Ｖｄ を満たすことを特徴とする画像形成装置である。

【００２２】好ましくは、前記第１の電圧Ｖ１と第２の
電圧Ｖ２とのデューティ比が１よりも大であり、更に変
更可能である。又前記現像バイアスは、第１の電圧Ｖ
１、第２の電圧Ｖ２及び第３の電圧Ｖ３をこの順に有す
る。

【００２３】

【実施例】

実施例１ 図１は、本発明の一実施例で使用する現像バイアスを示
す図である。図２は、本発明で使用可能な画像形成装置
の概略構成図で、本画像形成装置は電子写真装置を示
す。本実施例において、画像形成装置は、図１の現像バ
イアスを導入した現像電源８を備えている点を除き、そ
の機械的構成は図５の従来の画像形成装置と基本的に同
じである。図２において図５に付した符号と同一の符号
は同一の部材を示す。

【００２４】本画像形成装置は、符号２で示す潜像担持
体としての感光ドラムを有し、この感光ドラム２は、有
機半導体、アモルファスシリコン等の光導電性半導体材
料から形成することが可能である。本実施例では、負帯
電性有機半導体を用いて感光ドラム２を形成した。感光
ドラム２には帯電ローラ１が所定の圧力を持って接触さ
れており、この帯電ローラ１は１０⁵ 〜１０⁷ Ωの抵抗
値を有する導電ローラからなる。帯電ローラ１は感光ド
ラム２の回転に従い従動回転し、帯電電源１３からの帯
電バイアスの帯電ローラ１への印加により、帯感光ドラ
ム２を所定の暗部電位まで帯電する。帯電ローラ１への
帯電バイアスは、感光ドラム２の均一帯電を図るため
に、帯電電位相当の直流電圧に放電しきい値の２倍以上
のピーク値を有する交流電圧（２ｋＶ）を重畳した電圧
が用いられる。実施例１では、一例として、直流電圧−
５００Ｖに交流電圧２ｋＶ（Ｖｐｐ）を重畳した帯電バ
イアスを帯電ローラ１に印加した。所定の暗部電位に帯
電された感光ドラム２は、露光装置３からの像露光を受
けて、所定の明部電位の画像部を有する静電潜像が形成
される。

【００２５】感光ドラム２の周囲には、負帯電性のトナ
ー６を収容した現像装置１６が設置されており、現像装
置１６には、感光ドラム２と１００μｍの間隙を開けて
配置された現像スリーブ５を備える。この現像スリーブ
５は、長手方向に延びた図示しない磁石を内包してお
り、その磁石の汲み上げ極により、磁性体を内添された
負帯電性トナー６が引き寄せられて、現像スリーブ５の
表面上に担持される。現像スリーブ５上に担持されたト
ナー６は、規制ブレード４により層厚を規制されて、厚
さ５０μｍの均一なトナー薄層に形成される。薄層に形
成されたトナー６は、現像スリーブ５の回転及び磁石の
搬送極の作用により、感光ドラム２と対向した現像領域
に搬送され、そこで現像電源８による現像バイアスの印
加下に、感光ドラム２上の静電潜像の現像を行なう。

【００２６】本実施例で用いた負帯電性トナー６は、マ
グネタイト、フェライト等の磁性体と、アゾ系含合金染
料等の電荷制御剤を内添されており、平均粒径が６μｍ
の小粒径トナーである。このような小粒径トナーの使用
により、潜像に忠実で高品位な画像を得ることが、現像
剤の面から図られる。

【００２７】感光ドラム２上に現像により形成されたト
ナー像は、転写電源１０から転写バイアスを印加した転
写ローラ１５により、感光ドラム２に供給された転写材
７上に転写される。トナー像が転写された転写材７は、
感光ドラム２から分離した後定着装置１７に搬送し、そ
こでトナー像を定着して永久像とされる。一方、感光ド
ラム２は、転写されずに残った残留トナーをクリーニン
グ装置１２により清掃、除去した後、次の画像形成プロ
セスに供される。

【００２８】本実施例においては、上記のように、現像
装置１６に小粒径のトナー６を用いており、これによ
り、従来と比べ、潜像により忠実で解像度の高い現像の
実現を図っている。しかしながら、一般に、トナーの粒
径が小さくなればなるほど、トナーに作用する凝集力や
付着力が磁気力や静電気力に比較して強くなり、現像が
困難になることが知られている。例えばトナーの粒径を
ｒとしたとき、磁気力はトナー中の磁性体含有量に比例
するためｒ³ に比例し、静電気力はトナー表面の摩擦帯
電、従ってトナー表面積に比例するためｒ² に比例する
が、凝集力や付着力はファンデルワールス力が主要因で
あり、そのファンデルワールス力はｒに比例すると考え
られる。従ってトナーの粒径が小さくなればなるほど、
凝集力や付着力が磁気力や静電気力よりも相対的に大き
くなる。

【００２９】本実施例で用いたトナー６は小粒径トナー
であり、従来のトナーよりも凝集力や付着力が大きく、
磁気力及び静電気力が小さいので、従来の現像方法を適
用したのでは、例え感光ドラム上の画像部において解像
度の高い良好な画像が得られたとしても、非画像部への
トナーの付着が起こり、カブリを発生してしまう。そこ
で、本実施例では、図１に示した現像バイアスを用いて
現像を行ない、小粒径トナーにおいてもカブリの少ない
画像を実現した。以下、説明する。

【００３０】図１の現像バイアスによれば、ＰＩＤ現像
法と同様、先ず、電荷制御剤等の効果により負極性に帯
電されたトナー（正規トナー）が、感光ドラム２上の非
画像部に飛翔することはない。即ち、負極性トナーはよ
り電位の高い部分に飛翔するが、図１に示すように、感
光ドラム２上の非画像部の電位である帯電電位Ｖｄを、
現像スリーブ５に印加されるトナー飛翔電位Ｖ１（第１
の電圧）よりも低くしているので、正規トナーが非画像
部に飛翔しない。又感光ドラム２と現像スリーブ５とを
適度な距離で保持することにより、Ｖ１がＶＬに対して
十分な現像電界を形成するので、非画像部のカブリを大
幅に改善しつつ、画像部を現像することができる。

【００３１】次に現像スリーブ電位をＶ２（第２の電
圧）とすることにより、正規トナーを現像スリーブに飛
翔させて、画像部においてトナーに現像スリーブと感光
ドラム間の往復運動を起こさせ、これにより適度なエッ
ジ効果に伴う鮮明なライン画像が得られる。

【００３２】以上の第１電圧Ｖ１、第２電圧Ｖ２が満た
す条件は、従来技術の説明の項で述べたように、次の通
りである。

【００３３】α×（Ｖｄ−Ｖ１）＞０ （第１式） α×（ＶＬ−Ｖ２）≧０ （第２式） ここで、Ｖ１、Ｖ２の印加時間ｔ₁ 、ｔ₂ をｔ₁ ＞ｔ₂
（即ち、デューティ比＞１）とすることにより、より多
くのトナーを画像部に付着させることができるため、Ｖ
１電位を下げて現像スリーブからの放電を生じにくくす
ることができる。更にＶ１、Ｖ２のデューティ比を変更
可能にすることにより、濃度調整も容易になる。

【００３４】しかしながら、現像スリーブ電位をＶ２と
することは、低湿環境等により逆極性に帯電した反転ト
ナーが発生した際に、現像スリーブ５から反転トナーを
感光ドラム２上の非画像部（電位Ｖｄ）に飛翔せしめ、
反転カブリの原因となってしまう。そこで本発明では、
第３の電圧として、次の第３式を満足する休止電位Ｖ３
なるものを用い、これを第１の電圧Ｖ１と第の電圧Ｖ２
の間に介挿して、反転カブリを防止した。

【００３５】 α×ＶＬ≦α×Ｖ３≦α×Ｖd （第３式） 上記において、αはトナーの帯電極性の±に対応した指
数α＝±１であり、感光ドラム上の露光部に現像を行な
う反転現像系においては、トナーの極性を問わず第３式
を満足する。即ち休止電位Ｖ３は暗部電位Ｖｄと明部電
位ＶＬの中間の電位であり、正規トナーと反転トナーの
双方が、感光ドラム上の非画像部（Ｖｄ）に飛翔し難い
電位に設定してある。本実施例では、休止電位Ｖ３をＶ
１及びＶ２の平均値とすることにより、従来のＰＩＤ現
像法と同程度の濃度設定とした。又休止電位Ｖ３の大き
さを変更することにより濃度を自在に変更することも可
能である。従って休止電位Ｖ３を印加すれば、低湿環境
下においても地カブリ及び反転カブリを同時に抑制する
ことが可能である。

【００３６】ここで重要なことは、休止電位Ｖ３の印加
時間ｔ₃ であり、休止電位Ｖ３の印加時間が長いほどカ
ブリ防止効果は増大するものの、ＤＣ現像系に近づくた
めに、ＰＩＤ現像法が備えていたラインシャープネスの
良さが減少してしまう。

【００３７】又従来のＰＩＤ現像法と同等のラインシャ
ープネスを得るためには、トナーに適切な回数の往復動
を起こさせる必要もある。トナーが現像スリーブ５と感
光ドラム２の画像部の間を往復動する回数Ｎは次の式で
表される。

【００３８】Ｎ＝ｆ×Ｌ／ｖ 図３は、現像装置１６の現像部を拡大して示したもので
ある。現像スリーブ５は、その上に担持した薄層のトナ
ー層１９を感光ドラム２の近傍に搬送し、図２の現像電
源８による現像バイアスの印加によって十分な強度の現
像電界が得られる幅Ｌの現像領域において、トナーが感
光ドラム２に飛翔する。現像電源８が交番電界を形成す
ると、トナーの転移、逆転移が発生するが、トナーの往
復動の回数Ｎはこの転移、逆転移の回数である。現像領
域幅Ｌは、感光ドラム２の停止時に現像される幅として
測定され、トナーの往復動の回数Ｎは、現像周波数ｆ
と、感光ドラム２の周速ｖを用いて、上式のように定義
される。

【００３９】本発明では、トナーの往復動に伴うエッジ
効果により良好な画像を得るために、このトナー往復動
の回数ＮをＮ≧１０とする。本実施例では、Ｌ＝４ｍ
ｍ、ｆ＝１０００Ｈｚ、ｖ＝１００ｍｍ／秒として、Ｎ
＝４０回とすることにより、良好なラインシャープネス
が得られた。

【００４０】以上により、従来のＰＩＤ現像法と比べて
濃度変化、更には画質の劣化を抑えつつも、ＰＩＤ現像
法では反転カブリを生じていたトナー引き戻し電位Ｖ２
の時間を減少させることができ、反転カブリを防止でき
た。又休止電位Ｖ３をトナー飛翔電位Ｖ１の直後に設け
ることにより、現像領域の末端においてトナーが感光ド
ラム上に存在する確率を高くし、浅い潜像である１ドッ
トやハーフトーン画像の再現性を向上させることが可能
となった。

【００４１】以上説明したように、本発明の現像バイア
スを用いることにより、正規の極性に帯電したトナーは
勿論、逆極性に帯電したトナーを用いても、感光ドラム
上の非画像部に付着することを防止でき、又画像部では
シャープなライン画像とハーフトーン画像を再現でき、
その結果、カブリのない高品な画像が得られるようにな
った。

【００４２】以上では、感光ドラム２、帯電ローラ１、
現像装置１６及びクリーナ１２は画像形成装置に個別に
組込んであるが、これらを一体化して組込んでプロセス
カートリッジに、本発明を適用することもできる。同様
に、カブリのない高品位な画像が安定して得られ、且つ
トナー交換等のメンテナンスを簡潔に行なうことが可能
になる。

【００４３】実施例２ 本実施例では、各色の現像器の現像剤に非磁性トナーを
用いてカラー現像を行なう際に、本発明を適用した場合
について述べる。図４は、本実施例で使用可能な画像形
成装置の概略構成図である。

【００４４】本画像形成装置は、カラーの電子写真装置
であり、感光ドラム２上にイエロー、マゼンタ及びシア
ンのトナー像を順次重ね合わせて形成し、その３色のト
ナー像を一括して転写材７上に転写してカラー画像を得
るものである。感光ドラム２は、負帯電性の有機半導体
からなっているが、アモルファスシリコン等の光導電性
半導体材料も使用することができる。

【００４５】先ず、イエロートナー像の形成について述
べる。一次帯電器１４により感光ドラム２の表面を所定
の暗部電位まで均一に帯電し、露光装置３により外部装
置から入力されたイエロー画像情報に基づき光照射を行
ない、感光ドラム２上にイエロー画像の潜像が形成され
る。この潜像を、イエロー現像器１６ａにより負帯電性
の非磁性イエロートナー６を用いて現像する。

【００４６】イエロー現像器１６ａは、感光ドラム２と
１００μｍの間隔を開けて配置された現像スリーブ５を
備え、この現像スリーブ５に当接した塗布ローラ２０に
よりイエロートナー６を擦りつけて、現像スリーブ５上
にイエロートナー６を静電的に付着し担持させる。現像
スリーブ５上に担持されたトナー６は、現像スリーブの
回転に伴い、規制ブレード４の箇所に搬送されて厚さ２
０μｍのトナー薄層に規制された後、感光ドラム２と対
向した現像部に搬送される。そして切換えスイッチ１８
をイエロー現像器１６ａ側に接続することにより、現像
電源８から現像スリーブ５に印加された現像バイアスに
より、現像スリーブ５からイエロートナー６が感光ドラ
ム２に飛翔し、感光ドラム２上の静電潜像がイエロート
ナー像として現像される。本実施例で使用したイエロー
トナー６は、スチレンアクリル等のバインダー樹脂中に
アゾ系含合金染料等の負極性電荷制御剤と、イエローの
顔料が内添されている。

【００４７】感光ドラム２はイエロートナー像を保持し
たまま回転し、その上に次のマゼンタトナー像が形成さ
れる。イエロートナー像を保持した感光ドラム２の表面
を一次帯電器４により所定の暗部電位まで再び帯電し、
露光装置３によるマゼンタ画像情報に基づく光照射を行
なって、感光ドラム２上にマゼンタ画像の潜像を形成す
る。そしてマゼンタ現像器１６ｂによりイエロートナー
と同様な非磁性のマゼンタトナーを用いて潜像を現像
し、感光ドラム２上にマゼンタトナー像が形成される。
同様の工程をシアントナー像についても行なう。かくし
て、感光ドラム２上にイエロー、マゼンタ及びシアンの
３色のトナー像を重ねて形成したカラー画像が得られ
る。

【００４８】感光ドラム２上に形成された３色のトナー
像は、感光ドラム２に供給された転写材７上に転写帯電
器９により一括して転写される。３色のトナー像が転写
された転写材７は、感光ドラム２から分離して定着装置
１７に送られ、そこで定着してフルカラーの永久像とさ
れる。

【００４９】本実施例における現像器１６ａ、１６ｂ及
び１６ｃは、いずれも、現像剤として非磁性トナーを用
いている。磁性トナーでは、トナーが非画像部に付着し
てカブリが発生するのを磁力により防止できるが、非磁
性トナーでは、磁力によるトナーの引き戻しがないの
で、従来の現像方法を用いたのでは、感光ドラムの非画
像部に付着し易く、カブリが発生し易い。本実施例で
は、図１に示す現像バイアスを用いて現像するので、非
磁性トナーを用いてもカブリの少ない画像を実現でき
る。

【００５０】即ち、図１の現像バイアスによれば、前述
したように、感光ドラム２上の非画像部の電位である帯
電電位Ｖｄを現像スリーブ５に印加されるトナー飛翔電
位Ｖ１よりも低くしているので、感光ドラム２上の非画
像部に正規トナーが飛翔することはない。そしてＶ１が
ＶＬに対して十分な現像電界を形成するので、非画像部
のカブリを大幅に改善しつつ、画像部を現像することが
できる。又現像スリーブ電位をＶ２とすることにより、
正規トナーを現像スリーブに飛翔させて、画像部におい
てトナーに現像スリーブと感光ドラム間の往復運動を起
こさせ、これにより適度なエッジ効果に伴う鮮明なライ
ン画像が得られる。

【００５１】この際、現像スリーブ電位がＶ２のとき
に、反転トナーが現像スリーブ５から感光ドラム２上の
非画像部（電位Ｖｄ）に飛翔し、反転カブリの原因とな
り兼ねないが、図１の現像バイアスでは、前述した第３
式：α×ＶＬ≦α×Ｖ３≦α×Ｖd を満足する休止電位
Ｖ３を設けているので、反転カブリを防止できる。

【００５２】即ち、休止電位Ｖ３は、正規トナーと反転
トナーの双方が、感光ドラム上の非画像部（Ｖｄ）に飛
翔し難いＶｄとＶＬの中間の電位として、具体的には、
Ｖ１及びＶ２の平均値として設けてあるので、低湿環境
下においても地カブリ及び反転カブリを同時に抑制する
ことができる。

【００５３】そして、従来のＰＩＤ現像法と同等のライ
ンシャープネスを得るために、トナーの往復動を適切な
回数Ｎ≧１０だけ起こさせており、本実施例では、先の
実施例と同様に、現像領域幅Ｌ＝４ｍｍ、現像周波数ｆ
＝１０００Ｈｚ、感光ドラム２の周速ｖ＝１００ｍｍ／
秒として、トナー往復動の回数Ｎ＝ｆ×Ｌ／ｖ＝４０回
としたことにより、良好なラインシャープネスが得られ
た。

【００５４】以上説明したように、本発明の現像バイア
スを用いることにより、非磁性トナーを用いても、正規
の極性に帯電したトナーは勿論、逆極性に帯電したトナ
ーについても、感光ドラム上の非画像部に付着すること
を防止でき、シャープなライン画像とハーフトーン画像
を再現し、カブリがない高品な画像が得られるようにな
った。従って従来の２成分現像法等の現像装置を用いた
画像形成装置に比べて、現像装置がより簡単で安価な画
像形成装置を提供することができる。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
画像部におけるシャープで緻密な画像の実現及び非画像
部における地カブリ防止を達成すると同時に、低湿環境
化において逆極性に帯電したトナーによる反転カブリを
大幅に削減することが可能となった。従って従来はカブ
リが多く使用するのが困難であった小粒径トナー及び非
磁性トナーを用いて、高精細の画像を形成することが可
能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例で使用する現像バイアスを示
す図である。

【図２】本発明で使用可能な画像形成装置を示す概略構
成図である。

【図３】図２の画像形成装置に設置された現像装置の現
像部を拡大して示す図である。

【図４】本発明で使用可能な画像形成装置を示す概略構
成図である。

【図５】従来の画像形成装置を示す概略構成図である。

【図６】従来の画像形成装置の現像装置で用いられてい
たジャンピング現像法、ＰＩＤ現像法及びＤＣ現像法で
使用する現像バイアスを示す図である。

【図７】環境によるトナーの帯電量分布の違いを示す図
である。

【符号の説明】

１ 帯電ローラ ２ 感光ドラム ３ 露光装置 ５ 現像スリーブ ８ 現像電源 １６ 現像装置 １６ａ〜１６ｃ 現像器 ２０ 塗布ローラ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体を暗部電位Ｖｄまで帯電する帯
   電部材と、像担持体を露光して像担持体上に明部電位Ｖ
   Ｌの画像部を有する静電潜像を形成する露光手段と、現
   像剤担持体上に一成分現像剤を担持して像担持体と対向
   した現像部に搬送して、像担持体上の潜像の現像に供す
   る現像手段と、現像時に現像剤担持体に現像バイアスを
   印加する電圧発生手段とを備えた画像形成装置におい
   て、前記現像バイアスは、第１の電圧Ｖ１、第２の電圧
   Ｖ２及び第３の電圧Ｖ３が交互に繰り返され、その第１
   の電圧は、現像剤を現像剤担持体から像担持体上の潜像
   の画像部に向かう方向に付勢する電界を発生する電圧で
   あって、潜像の画像部と非画像部の間に位置した電圧レ
   ベルを有し、現像剤の帯電極性の±に対応した指数αを
   α＝±１としたときに、 α×（Ｖｄ−Ｖ１）＞０ を満たし、第２の電圧Ｖ２は、現像剤を像担持体上の潜
   像の画像部から現像剤担持体に向かう方向に付勢する電
   界を発生する電圧であって、潜像の画像部に関し第１の
   電圧Ｖ１と反対側に位置した電圧レベルを有し、 α×（ＶＬ−Ｖ２）≧０ を満たし、そして第３の電圧Ｖ３は、潜像の画像部と非
   画像部の間に位置した電圧レベルを有し、 α×ＶＬ≦α×Ｖ３≦α×Ｖｄ を満たすことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記第１の電圧Ｖ１と第２の電圧Ｖ２と
   のデューティ比が１よりも大である請求項１の画像形成
   装置。
3. 【請求項３】 前記第１の電圧Ｖ１と第２の電圧Ｖ２と
   のデューティ比が変更可能である請求項２の画像形成装
   置。
4. 【請求項４】 前記現像バイアスは、第１の電圧Ｖ１、
   第３の電圧Ｖ３及び第２の電圧Ｖ２の順に有する請求項
   １、２又は３の画像形成装置。