JP3634401B2 - 現像装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、一般に、像担持体上に潜像を形成し現像して可視化する、電子写真方式等を利用した画像形成装置における現像装置に関し、特に現像にトナーとキャリアとを有する二成分現像剤を使用する現像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電子写真方式のカラーレーザビームプリンタの一例を図４に示す。このカラープリンタは、プリンタ本体内に第１、第２、第３及び第４の４つの画像形成ステーションＰ_Ｍ、Ｐ_Ｃ、Ｐ_Ｙ及びＰ_Ｋを備え、又その一側、即ち図４の右側に給紙部（説明を簡単にするために給紙カセット３０のみを図示する）が、その反対側、即ち図４の左側に定着部（図示せず）がそれぞれ配設されている。又プリンタ本体内の前記給紙部から前記定着部に至る経路の下側には、転写材を搬送する無端状の転写材搬送手段、例えば転写ベルト１６が周知の態様で複数のローラ間に架張されている。この転写ベルト１６は図示矢印で示す方向に駆動され、前記給紙部を通じて送給される転写材を担持し、前述した各画像形成ステーションＰ_Ｍ、Ｐ_Ｃ、Ｐ_Ｙ及びＰ_Ｋへと順次搬送する。
【０００３】
各画像形成ステーションＰ_Ｍ 、Ｐ_Ｃ 、Ｐ_Ｙ 及びＰ_Ｋ は実質的に同一の構成を有し、通常のように図示矢印方向に回転駆動される像担持体である感光ドラム４Ｍ、４Ｃ、４Ｙ及び４Ｋを含み、各感光ドラムの周辺には、感光ドラムを一様帯電する一次帯電器２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｙ及び２２Ｋ、感光ドラム上に形成された静電潜像を現像する現像器９Ｍ、９Ｃ、９Ｙ及び９Ｋ、現像により得られた可視画像のトナー像を転写材へ転写する転写帯電器１７Ｍ、１７Ｃ、１７Ｙ及び１７Ｋ、感光ドラム上に残存するトナーを除去するドラムクリーナ２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｙ及び２５Ｋが、ドラム回転方向に順次配設されている。又各感光ドラム４Ｍ、４Ｃ、４Ｙ及び４Ｋの上方には、像露光装置２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｙ及び２３Ｋがそれぞれ設けられている。
【０００４】
前記現像器９Ｍにはマゼンタ色のトナーが、現像器９Ｃにはシアン色のトナーが、現像器９Ｙにはイエロー色のトナーが、現像器９Ｋには黒色のトナーがそれぞれ収容されている。前記像露光装置２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｙ及び２３Ｋは、本例では、半導体レーザ、ポリゴンミラー、ｆθレンズ等からなり、電気デジタル画素信号の入力を受けて、この信号に対応して変調されたレーザビームを前記一次帯電器２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｙ及び２２Ｋと現像器９Ｍ、９Ｃ、９Ｙ及び９Ｋとの間でドラム母線方向に走査してドラム面を露光し、ドラム面に対応する色の静電潜像を形成するようになっている。像露光装置２３Ｍにはカラー画像のマゼンタ成分像に対応する画素信号が、像露光装置２３Ｃにはシアン成分像に対応する画素信号が、像露光装置２３Ｙにはイエロー成分像に対応する画素信号が、そして像露光装置２３Ｋには黒成分像に対応する画素信号がそれぞれ入力される。
【０００５】
又第１の画像形成ステーションＰ_Ｍ と給紙部との間には、転写材吸着手段を構成する図示しない吸着帯電器と接地された金属製のローラが転写ベルト１６を挟んで対向設置されており、給紙部から供給される転写材を前記転写ベルト１６に確実に吸着させるためにコロナ放電及び電荷の注入を行なう。一方、第４の画像形成ステーションＰ_Ｋ と定着部との間には除電用帯電器（図示せず）が設けられており、この除電用帯電器には転写ベルト１６に吸着されている転写材を分離するために交流電圧が印加される。
【０００６】
上記構成のカラープリンタにおいて、転写材が給紙カセット３０より転写ベルト１６上に給紙されると、上述の吸着帯電器及びローラの作用により転写材は転写ベルト１６上に確実に吸着される。転写ベルト１６の図示矢印方向への移動に伴なって、第１の画像形成ステーションＰ_Ｍ の感光ドラム４Ｍにはマゼンタトナー像が、第２の画像形成ステーションＰ_Ｃ の感光ドラム４Ｃにはシアントナー像が、第３の画像形成ステーションＰ_Ｙ の感光ドラム４Ｙにはイエロートナー像が、そして第４の画像形成ステーションＰ_Ｋ の感光ドラム４Ｋには黒トナー像がそれぞれ分担されて形成される。
【０００７】
これら各色のトナー像は、転写ベルト１６の移動によって転写材が第１〜第４の画像形成ステーションＰ_Ｍ 〜Ｐ_Ｋ の感光ドラム４Ｍ〜４Ｋの下部を順次に通過して定着部の方向へと搬送される間に、各画像形成ステーションの転写帯電器１７Ｍ、１７Ｃ、１７Ｙ及び１７Ｋにより転写材上に順次に重ねて転写されてカラー画像が合成される。転写材は、第４の画像形成ステーションＰ_Ｋ を通過した後、交流電圧が印加された前記除電用帯電器により除電され、転写ベルト１６から分離される。転写ベルト１６から分離された転写材は定着部に送られ、この定着部内で転写された画像が定着された後、転写材排出口からトレイへと排出され、かくして１つの複写サイクルが終了する。
【０００８】
ところで、電子写真方式のカラーレーザビームプリンタや複写機等のフルカラーやマルチカラー画像を形成するカラー画像形成装置では、画像の色味などの観点から、現像装置に二成分現像剤が多く用いられている。周知のように、この二成分現像剤のトナー濃度（即ち、キャリア粒子及びトナー粒子の合計重量に対するトナー粒子重量の割合）は画像品質を安定化させる上で極めて重要な要素になっている。現像剤のトナー粒子は現像時に消費され、トナー濃度は変化する。このため、現像剤濃度制御装置（ＡＴＲ）を使用して適時現像剤のトナー濃度を正確に検出し、その変化に応じてトナー補給を行ない、トナー濃度を常に一定に制御し、画像の品位を保持する必要がある。
【０００９】
例えば上述の電子写真方式のカラーレーザビームプリンタの各画像形成ステーションに使用されている従来の現像剤濃度制御装置を備えた現像装置の一例を図５に示す。代表例として、黒トナー像を形成する第４の画像形成ステーションの現像装置９Ｋを図示するが、第１〜第３の画像形成ステーションにも同様な構成の現像装置が使用されている。
【００１０】
この現像装置９Ｋは、感光ドラム４Ｋに対向して配置されており、その内部は垂直方向に延在する隔壁１０によって第１室（現像室）１１と第２室（撹拌室）１２とに区画されている。第１室１１には矢印方向に回転する非磁性の現像スリーブ３が配置されており、この現像スリーブ３内にマグネット１３が固定配置されている。現像スリーブ３はブレード１４によって層厚を規制された二成分現像剤（磁性キャリアと非磁性トナーを含む）の層を担持搬送し、感光ドラム４Ｋと対向する現像領域で現像剤を感光ドラム４Ｋに供給して静電潜像を現像する。現像効率、即ち潜像へのトナーの付与率を向上させるために、現像スリーブ３には電源１５から直流電圧に交流電圧を重畳した現像バイアス電圧が印加されている。
【００１１】
第１室１１及び第２室１２にはそれぞれ現像剤撹拌スクリュー４１及び４２が配置されている。スクリュー４１は第１室１１中の現像剤を撹拌搬送し、又スクリュー４２は、図示しないトナー補給槽のトナー排出口から搬送スクリュー４３の回転によって供給されたトナーと既に現像装置９Ｋ内にある現像剤４４とを撹拌搬送し、トナー濃度を均一化する。隔壁１０には図５における手前側と奥側の端部において第１室１１と第２室１２とを相互に連通させる現像剤通路（図示せず）が形成されており、上記スクリュー４１、４２の搬送力により、現像によってトナーが消費されてトナー濃度の低下した第１室１１内の現像剤が一方の通路から第２室１２内へ移動し、第２室１２内でトナー濃度の回復した現像剤が他方の通路から第１室１１内へ移動するように構成されている。
【００１２】
一方、現像剤濃度制御装置はいわゆる反射光量検知方式と呼ばれるものであり、所定のタイミングで作動されたときに、感光ドラム４Ｋ上に形成された所定のパッチ状の静電潜像を、一定条件下で現像装置９Ｋにより現像することにより形成されたパッチ状の基準濃度の参照画像２０に、双方向発光型のＬＥＤ（発光ダイオード）１から光を照射し、その反射光をホトダイオード２で受光し、この反射光量から現時点でのトナー濃度を検出し、これを基準濃度に対応する基準レベルの信号と比較し、トナーが過補給であったのか、補給不足であったのかを判断し、この判断に基づいて現像装置９Ｋに適当量のトナーを補給し、トナー濃度を適正に制御するようにしたものである。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のプリンタによって画像を出力したところ、反射濃度で０．３以下のハーフトーン領域においてガサツキが生じてしまった。このガサツキは文字原稿等においては比較的発生しないが、写真等の濃度の薄い画像で多く生じた。
【００１４】
そこで、ガサツキの発生原因について検討を行ったところ、以下のことが分かった。通常、ドット潜像によりハイライト部の潜像を形成する場合、ミクロ的に見ると感光ドラム上の潜像は、アナログ潜像のようなブロードな潜像ではなく局所的な潜像となっている。更により低濃度を再現しようとすると、感光ドラムの感光体膜厚の影響から潜像がなまる。例えば反射濃度が０．２程度の画像を再現しようとすると、そのときの潜像の最大コントラストＶ_０ は１５０〜２５０Ｖ程度となってしまう。又反転現像の場合、カブリをとるために非画像部の表面電位は、現像バイアスのＤＣ成分よりも１００〜２００Ｖだけ高く設定されているので、Ｖ_０ が１５０〜２５０Ｖの場合の現像バイアスのＤＣ成分との電位差Ｖｃｏｎｔは０〜１００Ｖ程度になってしまう。
【００１５】
このＶｃｏｎｔが０〜１００Ｖというのは、トナーが感光ドラム側に着くか現像スリーブ側に着くかの非常に不安定なコントラストである。そのために二成分現像剤によって上記潜像を現像する際、現像剤の磁気ブラシの接触状態が現像効率に大きく寄与し、磁気ブラシの穂のムラに対応したドットの欠落等によるガサツキが発生し易くなる。
【００１６】
その画像のガサツキをなくす目的で、現像バイアスに図６のような矩形波の交番電圧を重畳させると、トナーが現像スリーブと感光ドラムとの間（ＳＤ間）で十分に往復運動する。しかしながらハイライト部の潜像電位は浅く、摩擦帯電電荷の低いトナーでは静電付着力が弱く、往復運動で現像スリーブ側に引き戻され易い。このため摩擦帯電電荷の高いトナーだけが現像に使用され、摩擦帯電電荷の低いトナーは現像に寄与しない結果となって、依然としてガサツキの発生を防止できない。
【００１７】
本発明の目的は、ハイライト部のガサツキをなくして、良好な現像により高画質の画像を得ることを可能とした現像装置を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る現像装置によって達成される。要約すれば本発明は、非磁性トナー及び磁性キャリアを備える現像剤を担持して現像部へ搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に内蔵される磁界発生手段と、を有し、前記現像剤担持体上に形成された現像剤の磁気ブラシを像担持体上に形成された静電潜像に接触させて現像電界により現像する現像装置において、
前記現像部において、前記像担持体と前記現像剤担持体との間隙をｒ（ｍｍ）、磁気ブラシの穂の高さをｈ（ｍｍ）とすると、
０．２≦ｒ／ｈ≦０．７、 且つ ０．２ｍｍ≦ｒ
の関係を満たし、
前記現像電界の１周期中に、トナーを前記像担持体から前記現像剤担持体へ付勢する戻し電界部及びトナーを前記現像剤担持体から前記像担持体へ付勢する飛翔電界部を交互に複数回繰り返す矩形波状の交番電界部と、前記交番電界部に引き続いて形成される直流電界部と、を有し、前記直流電界部は前記飛翔電界部の次に形成され、
前記交番電圧の１周期の長さは周波数表示で６ｋＨｚ〜１４ｋＨｚであることを特徴とする現像装置である。
【００１９】
【実施例】
実施例１
図１は、本発明の現像装置を備えた画像形成装置の一実施例を示す概略構成図である。本実施例では、画像形成装置の各画像形成ステーションＰ_Ｍ、Ｐ_Ｃ、Ｐ_Ｙ、Ｐ_Ｋに設置された現像装置９Ｍ、９Ｃ、９Ｙ、９Ｋの現像部、及びそられの現像スリーブに印加する現像バイアスに特徴がある。本実施例の画像形成装置及び現像装置自体の構成は、図４に示した従来の画像形成装置及び図５に示した現像装置と基本的に同じであるので、画像形成装置については図１において図４の部材と同一の部材に同一の符号を付してその説明は省略し、又現像装置は必要な限り図５を参照して説明を加える。
【００２０】
図１の各画像形成ステーションＰ_Ｍ 、Ｐ_Ｃ 、Ｐ_Ｙ 、Ｐ_Ｋ で感光ドラム４Ｍ、４Ｃ、４Ｙ、４Ｋ上に形成された静電潜像は、それぞれの現像装置９Ｍ、９Ｃ、９Ｙ、９Ｋの現像スリーブに共通の電源１５からシーケンス的に現像バイアスを印加することにより、現像されてトナー像とされる。各現像装置９Ｍ、９Ｃ、９Ｙ、９Ｋで使用する現像剤は、マイナスに帯電する非磁性トナーとプラスに帯電するキャリア（磁性粒子）とを有する二成分現像剤である。
【００２１】
本実施例において、非磁性トナーとキャリアの混合比は、現像剤のトナー濃度が約５重量％となるようにした。非磁性トナーは約８μｍの体積平均粒径を有する。又キャリアはフェライト粒子（最大磁化率６０ｅｍｕ／ｇ）を樹脂コーティングしてなっており、その重量平均粒径は５０μｍであり、抵抗値は１０^８Ω・ｃｍ以上である。キャリアの透磁率は約５．０である。
【００２２】
以下、各画像形成ステーションで使用されている現像装置の代表として、先の図５に示した黒トナー像を形成する第４の画像形成ステーションＰ_Ｋの現像装置９Ｋを例に採って説明するが、第１〜第３の画像形成ステーションＰ_Ｍ〜Ｐ_Ｙの現像装置９Ｍ〜９Ｙにおいても同様にされる。
【００２３】
図５に示すように、第４ステーションの現像装置９Ｋの感光ドラム４Ｋに近接した部位に開口部が設けられ、非磁性の現像スリーブ３がこの開口部から感光ドラム４Ｋ方向に突出するようにして、現像装置９Ｋ内に回転自在に設置されている。現像装置９Ｋ内には黒トナーを含む二成分現像剤４４が収容されている。
【００２４】
本実施例では、現像スリーブ３の外径寸法は３２ｍｍであり、その周速は２８０ｍｍ／秒である。又現像スリーブ３は感光ドラム４Ｋとの間の間隙（ＳＤ間隙）ｒが０．５ｍｍ（５００μｍ）となるように、感光ドラム４Ｋに対して配置されている。現像スリーブ３内には磁界発生手段である磁石１３が、現像スリーブ３の回転に対して非回転に固定設置されている。
【００２５】
磁石１３は、現像スリーブ３と感光ドラム４Ｋとが対向した現像部に位置した現像磁極Ｎ_１ と、現像スリーブ３の回転方向に関してその磁極Ｎ_１ の下流方向に磁極Ｓ_３ と、現像剤を搬送するための磁極Ｓ_２ 、Ｎ_２ 及びＳ_１ とを有している。磁石１３は現像磁極Ｎ_１ が感光ドラム４Ｋに対向するように配置される。現像磁極Ｎ_１ は現像部の近傍に磁界を形成し、この磁界によって現像スリーブ３上に担持された二成分現像剤に磁気ブラシが形成される。
【００２６】
現像スリーブ３の上方にはブレード１４が現像装置９Ｋに固定設置されている。このブレード１４は現像スリーブ３と所定の間隙を置いて配置され、本実施例ではその間隙を８００μｍとした。ブレード１４はアルミニウム、ＳＵＳ３１６等の非磁性材料からなり、現像スリーブ３上の現像剤の層厚を規制する。
【００２７】
第１室（現像室）１１及び第２室（撹拌室）１２には、それぞれ現像剤撹拌スクリュー４１及び４２が設置されている。スクリュー４１は図中の矢印方向に回転駆動されることによって、第１室１１内の現像剤を現像スリーブ３の長手方向に向けて搬送し、又スクリュー４２は上記とは逆方向に回転駆動されることによって、第２室１２内の現像剤を現像スリーブ３の長手方向に上記と逆方向に搬送する。このとき図示しないトナー補給装置から搬送スクリュー４３により撹拌室１２内に補給されたトナーが、このスクリュー４２で搬送される現像剤と撹拌、混合される。
【００２８】
現像スリーブ３は磁極Ｓ_２ の近傍で現像剤を担持し、担持された現像剤は現像スリーブ３の回転に伴い現像部に向けて搬送される。現像剤が現像部近傍に到達すると、現像剤のキャリア（磁性粒子）が磁極Ｎ_１ の磁気力で連なりがながら現像スリーブ３の表面から立ち上がり、現像スリーブ３の表面上に磁気ブラシが形成される。磁気ブラシの先端は感光ドラム４Ｋの表面を摺擦し、感光ドラム４Ｋの潜像を現像する。このとき現像効率を高めるために、現像スリーブ３と感光ドラム４Ｋとの間に直流電圧に交番電圧を重畳した現像バイアスを印加し、その現像バイアスの印加下で磁気ブラシによる現像を行なわせる。
【００２９】
本発明では、このとき、ハイライト部が滑らかでガサツキがなく、且つＴ／Ｔ＋Ｃ比（現像剤のトナー濃度。Ｔ：トナー重量、Ｃ：キャリア重量である）の変動による濃度変動の少ない画像を得るために、直流電圧に１周期が所定長さの交番電圧を所定の周期数だけ重畳した現像バイアスを使用する。この現像バイアスについては後述する。
【００３０】
更に本発明では、Ｔ／Ｔ＋Ｃ比の変動による画像濃度の変動をより一層抑制するために、現像スリーブ３と感光ドラム４ＫとのＳＤ間隙の距離を広げて現像効率を下げた。そしてこの現像効率の低下を補うために、現像部の現像磁極Ｎ_１ によって形成される磁気ブラシの穂の高さ（現像穂高）を高くした。ＳＤ間隙と現像穂高の関係も後で述べる。
【００３１】
本発明で用いた現像バイアスの波形図を図２示す。この現像バイアスは、直流電圧に１周期が所定長さの交番電圧を所定の周期数だけ重畳しており、交番電界部の後に直流電界部の区間を有したパターンをしている。これを１セットして同じパターンで現像スリーブ３に現像バイアスを印加するものである。本実施例では、５００Ｖの直流電圧に、ピークツウピーク電圧が２ｋＶ（２ｋＶ_ｐｐ）、１周期の長さが周波数表示で１４ｋＨｚの矩形波を２周期分重畳し、交番電界部の後に２ｋＨｚの直流電界部を有する現像バイアスとしてある。
【００３２】
先ず、図２の波形のａの部分では、現像スリーブ３に対し感光ドラム４Ｋとの間で２ｋＶ_ｐｐの交番電圧が印加され、そのうちのプラス（＋）の高電界（戻し電界）が高周波数（２８ｋＨｚ）でかかる。そのとき現像スリーブ３上の磁気ブラシ中のマイナスに帯電しているトナーは、キャリアから離れずにそのままでいる。次に波形のｂの部分では、現像スリーブ３にマイナス（−）の高電界（飛翔電界）が高周波数（２８ｋＨｚ）でかかる。そのときマイナスに帯電しているトナーはキャリアから離れて感光ドラム４Ｋの面に向かう。次に波形のｃの部分では、再びａの部分と同様の戻し電界がかかり、トナーが現像スリーブ３側に戻されるが、その戻される距離はｂの部分の飛翔電界よる飛翔距離よりも直流成分（ＤＣ）の分だけ短く、完全には現像スリーブ３に戻らない。次に波形のｄの部分では、再びｂの部分と同様な飛翔電界によりトナーが感光ドラム４Ｋの面に向かう。その後、波形のｅの部分でＤＣ電界によりトナーが等速度運動を行ない、感光ドラム４Ｋ上の潜像に到達する。つまり交番電界を２周期印加する間に、摩擦帯電電荷が高くキャリアに付着していたトナーも電界で振動を受けるので、現像に寄与するようになる。
【００３３】
このように、本発明に係る現像バイアスによれば、矩形波に比べトナーの引き戻し時間が短いから十分な現像時間があり、トナーの帯電性に拘らず現像に寄与させることができる。従って感光ドラム上の低電位潜像部であるハイライト部に対しても十分なトナーを供給できると考えられる。
【００３４】
次に、現像スリーブ３と感光ドラム４Ｋとの間のＳＤ間隙の距離と磁気ブラシの現像部における穂の高さ（現像穂高）の関係について説明する。本実施例において、ＳＤ間隙の距離（これをｒ（ｍｍ）とする）と磁気ブラシの現像穂高（これをｈ（ｍｍ）とする）とを種々変えて現像を行ない、得られた画像のハイライト部の滑らかさ及びトナー融着を評価した。
【００３５】
磁気ブラシの現像穂の高さの測定は、一例として例えば図３に示すようにして行なった。図３（ａ）に示すように、高さｚが予め既知の台５２を現像スリーブ３上に載置する。次に適当な長さのガラス板５１を台５２と現像スリーブ３との間に立てかけると、現像スリーブ３の表面上に形成されている現像穂５３にガラス板５１が接して、図３（ｂ）に示すように、現像穂５３中のトナーがガラス板５１に付着する。そのガラス板５１のトナーが付着した部分の長さｘを測定する。又ガラス板５１と現像スリーブ３との接点からガラス板５１と台５２とが接する位置までの現像スリーブ３上の長さｋを測定する。現像スリーブ３とガラス板５１とがなす角度をαとすると、現像スリーブ３の表面上の現像穂５３の高さｈは、
現像穂高ｈ＝ｘｓｉｎα、 α＝ｔａｎ⁻ ｚ／ｋ
である。
【００３６】
画像のハイライト部の滑らかさ及びトナー融着を評価した結果を表１に示す。
【００３７】
【表１】

【００３８】
表１に示されるように、現像スリーブ３と感光ドラム４ＫのＳＤ間隙ｒと現像穂高ｈとの関係ｒ／ｈが０．２未満では、現像部で現像スリーブ３と感光ドラム４との間にメカニカルな圧縮力が働いて、現像穂にトナーの融着が発生する。ｒ／ｈが０．７よりも大きい場合は、著しい画質の劣化が発生した。又ＳＤ間隙ｒが０．２ｍｍ未満では、現像穂による感光ドラム上の摺擦が生じ、得られる画像に掃き目状の画質劣化が発生した。
【００３９】
以上から、本発明では、ＳＤ間隙ｒと現像穂高ｈとが、
０．２≦ｒ／ｈ≦０．７ 且つ ０．２ｍｍ≦ｒ
を満たし、前述した現像バイアスを用いることを条件とした。
【００４０】
以上は、第４の画像形成ステーションＰ_Ｋ の現像装置９Ｋについて説明したが、第１〜第３の画像形成ステーションＰ_Ｍ 〜Ｐ_Ｙ の現像装置９Ｍ〜９Ｙについても同様にされる。
【００４１】
これによりアナログ潜像の画像部のガサツキは勿論のこと、ドット潜像によるハイライト部が滑らかでガサツキがなく、且つ現像剤の濃度変動による濃度変動を抑えた高画質のカラー画像を得ることが可能になった。
【００４２】
実施例２
先の実施例では、現像バイアスとして、図２に示すように、５００ＶのＤＣ電圧に、ピークツウピーク電圧が２ｋＶで１周期が１４Ｈｚの矩形波を２周期重畳させた波形を用いたが、本実施例では、矩形波を３周期設けたことが特徴である。その他は実施例１と同様にした。
【００４３】
本実施例においても、同様に、ハイライト部が滑らかでガサツキがなく、且つ現像剤の濃度変動による濃度変動を抑えた高画質のカラー画像を得ることができた。
【００４４】
本発明で用いる現像バイアスは、一般に１セットのパターン中にＤＣ電圧のみが存在する区間を有していれば、１セット中に矩形波は何周期分重畳してもよい。このような現像バイアスによれば、ピークツウピーク電圧２ｋＶでプラスの高電界及びマイナスの高電界が交互に印加され、１周期が１４ｋＨｚの矩形波が数周期形成されるので、ハイライト部が滑らかでガサツキをなくす効果がある。
【００４７】
本発明においては、一般に現像バイアスの交番電圧の１周期の長さは、周波数表示で６ｋＨｚから１６ｋＨｚを採用することができる。交番電圧の１周期が６ｋＨｚ〜１６ｋＨｚの間であれば、その交番電界を複数回印加する間に、摩擦帯電電荷が高くキャリアに付着していたトナーも電界で振動を受けて、現像に関与するようになるので、感光ドラム上の低電位潜像部であるハイライト部に対しても十分なトナーを供給でき、ハイライト部の滑らかさに優れたカラー画像を提供することを可能にできた。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、「０．２≦ｒ／ｈ≦０．７、 且つ ０．２ｍｍ≦ｒ」の構成により、磁気ブラシの像担持体への接触状態を良好にして「トナー融着」や「磁気ブラシの掃き目による画質劣化」を防止し、さらに、「直流電界部を矩形波状の飛翔電界部の次に形成する」構成により、現像時（直流電界形成時）、キャリア（磁気ブラシ）の像担持体への接触状態をより一層軽くして、つまり、矩形波にしたことによりキャリアが現像剤担持体側に付勢される状態、一方、トナーは像担持体側に存在する状態が長くなり、このような状態にしてから直流電界部を形成するので、トナーの帯電状態に関わらず高帯電トナーをも現像に寄与させることができ、その結果、ドットの欠落を防止してハイライト部のガサツキのない高画質の画像を得ることができる。
更に、本発明では、「交番電圧の１周期の長さは周波数表示で６ｋＨｚ〜１４ｋＨｚである」構成とすることにより、交番電界を印加する間に、摩擦帯電電荷が高くキャリアに付着していたトナーも電界で振動を受けて、現像への寄与度が高くなり、ハイライト部に対して十分なトナーの供給が行え、滑らかなハイライト部の再現が可能となる。
即ち、本発明によれば、上記構成により、ハイライト部のガサツキをなくして高画質の画像を得ることができる、といった相乗効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の現像装置を備えた画像形成装置の一実施例を示す概略構成図である。
【図２】図１の画像形成装置に設置した現像装置で使用した現像バイアスを示す波形図である。
【図３】現像剤の磁気ブラシの現像穂高の測定方法を示す説明図である。
【図４】従来の画像形成装置の一実施例を示す概略構成図である。
【図５】図４の画像形成装置に設置した現像装置を示す概略構成図である。
【図６】図５の現像装置で使用した現像バイアスを示す波形図である。
【符号の説明】
３ 現像スリーブ
４Ｍ、４Ｃ、４Ｙ、４Ｋ 感光ドラム
９Ｍ、９Ｃ、９Ｙ、９Ｋ 現像装置
１３ 磁石
１５ 現像バイアス電源
１６ 転写ベルト

Claims (1)

1. 非磁性トナー及び磁性キャリアを備える現像剤を担持して現像部へ搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に内蔵される磁界発生手段と、を有し、前記現像剤担持体上に形成された現像剤の磁気ブラシを像担持体上に形成された静電潜像に接触させて現像電界により現像する現像装置において、
   前記現像部において、前記像担持体と前記現像剤担持体との間隙をｒ（ｍｍ）、磁気ブラシの穂の高さをｈ（ｍｍ）とすると、
   ０．２≦ｒ／ｈ≦０．７、 且つ ０．２ｍｍ≦ｒ
   の関係を満たし、
   前記現像電界の１周期中に、トナーを前記像担持体から前記現像剤担持体へ付勢する戻し電界部及びトナーを前記現像剤担持体から前記像担持体へ付勢する飛翔電界部を交互に複数回繰り返す矩形波状の交番電界部と、前記交番電界部に引き続いて形成される直流電界部と、を有し、前記直流電界部は前記飛翔電界部の次に形成され、
   前記交番電圧の１周期の長さは周波数表示で６ｋＨｚ〜１４ｋＨｚであることを特徴とする現像装置。

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