JPH07295373A

JPH07295373A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH07295373A
Application number: JP10912494A
Authority: JP
Inventors: Masami Izumizaki; 昌巳泉崎; Yuji Sakami; 裕二酒見; Takeshi Menjo; 健校條; Masahiro Inoue; 雅博井上
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-04-26
Filing date: 1994-04-26
Publication date: 1995-11-10

Abstract

(57)【要約】【目的】トナー濃度の変動に伴う画像濃度の変動を防
止し、全濃度に亙り安定して高画質画像を得ることので
きる画像形成装置を提供する。【構成】黒現像剤の場合には、直流成分に対し１周期
の交番電界を重畳した現像バイアスを用い、色現像剤の
場合には直流成分に対し２周期の交番電界を所定の周期
で重畳した現像バイアスを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばプリンタや複写
機などとされる電子写真方式や静電記録方式の画像形成
装置に関し、特に、像担持体上に潜像を形成し、この潜
像をトナーとキャリアとを有する２成分現像剤にてトナ
ー像とする画像形成装置に関する。

【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７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７の画像形成
ステーションＰ_M 、Ｐ_C 、Ｐ_Y 、Ｐ_K を備え、又その一
側、即ち図７上における右側には給紙カセット３０が、
その反対側、即ち図４上における左側には定着部（図示
せず）がそれぞれ配設されている。又、プリンタ本体内
の給紙部から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、上記
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 、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 、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、４Ｋを含み、各感光ドラムの周辺に
は、感光ドラムを一様に帯電する一次帯電器２２Ｍ、２
２Ｃ、２２Ｙ、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、９Ｋ、現像さ
れた可視画像を転写材へ転写する転写帯電器１７Ｍ、１
７Ｃ、１７Ｙ、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、２
５Ｋ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、４Ｋの上方には像露光装置
２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｙ、２３Ｋがそれぞれ設けられて
いる。

【０００４】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。像露光装置２３Ｍ、２３Ｃ、２３
Ｙ、２３Ｋは、半導体レーザ、ポリゴンミラー、ｆθレ
ンズ等からなり、電気ディ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一次帯
電器２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｙ、２２Ｋと現像器９Ｍ、９
Ｃ、９Ｙ、９Ｋとの間でドラム母線方向に走査してドラ
ム面を露光して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】また、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１
６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１
６の図示矢印方向への移動に伴って、第１の画像形成ス
テーションＰ_M の感光ドラム４Ｍにはマゼンタ画像が、
第２の画像形成ステーションＰ_C の感光ドラム４Ｃには
シアン画像が、第３の画像形成ステーションＰ_Y の感光
ドラム４Ｙにはイエロー画像が、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には黒色画像がそれ
ぞれ分担されて形成される。

【０００７】これら画像は、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上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、かくして一つの複写サイクル
が終了する。

【０００８】ところで、電子写真方式のカラーレーザー
ビームプリンタや複写機等のフルカラーやマルチ画像を
形成するカラー画像形成装置の現像装置には、画像の色
味等の観点から、２成分現像剤が多く用いられている。
周知のように、この２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、Ｔ／（Ｔ＋Ｃ）比）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。トナー濃
度は、現像剤のトナー粒子が現像時に消費されることに
より変化する。このため、現像剤濃度制御装置（ＡＴ
Ｒ）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
を常に一定にして制御し、画像の品位を保持する必要が
ある。

【０００９】上述の電子写真方式のカラーレーザービー
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器の例を図８及
び９に示す。図８にはマゼンタ画像を形成する第１の画
像形成ステーションの現像器９Ｍを図示するが、第２〜
第３の画像形成ステーションにも同一構成の現像器が使
用されている。また図９には黒画像を形成する第４の画
像形成ステーションの現像器９Ｋを図示する。

【００１０】図８に示すように、現像器９Ｍは、感光ド
ラム４Ｍ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
の開口部には矢印方向に回転する非磁性の現像スリーブ
３が感光ドラム４Ｍに対向して配置されており、この現
像スリーブ３内に磁石１３が固定配置されている。現像
スリーブ３はブレード１４によって層厚規制された２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４Ｍと対向する現像領域で現像
剤を感光ドラム４Ｍ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から直流電圧を交流電
圧に重畳した図１０に示すような波形を有する現像バイ
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、ま
た、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器９Ｍ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８
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、第１〜第３ステーションに相当す
る現像器の代表例である図８に示したマゼンタ現像器９
Ｍにおいては、現像剤中に双方向発光型の近赤外域に発
光ピークを有するＬＥＤ（発光ダイオード）１から光を
照射し、その反射光をフォトダイオード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器９Ｍ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】また、図９に示す第４ステーションに相当
する現像器９Ｋにおいては、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、一定条件下で現像器
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、その反射光をフォト
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、上記マゼンタ現像器９Ｍと同様な
制御を行なう。

【００１４】このようにマゼンタ、シアン、イエローの
ようなカラー現像剤と黒現像剤でＡＴＲ方式を変えるの
は黒トナーの成分がカーボンブラックを使用しているた
め現像器内でキャリアと混合した場合、反射光量を得ら
れないためである。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ところで上述のカラー
画像形成装置により画像を出力したところ、反射濃度に
して０．３以下のハーフトーン領域において、がさつき
が生じた。このがさつきは文字原稿等においてはあまり
発生せず、写真画像等の濃度の薄い領域にて多く発生し
た。

【００１６】そこで、がさつきの発生原因について検討
を行ったところ以下のことがわかった。通常ドット潜像
によりハイライト部に潜像を形成する場合、ミクロに見
ると感光体上の潜像は、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、感光体の膜厚の影響から潜
像がなまる。例えば、反射濃度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程度となる。

【００１７】また、反転現像の場合、かぶりをとるため
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高く設定されているため、Ｖ₀ が１
５０〜２５０Ｖの場合の現像バイアスのＤＣ成分との電
位差Ｖ_contは、０〜１００Ｖ程度になる。この電位差Ｖ
_contが０〜１００Ｖ程度というのは、トナーが感光体側
につくかスリーブ側につくか非常に不安定なコントラス
トである。そのために、２成分現像剤によって上記潜像
を現像する際、磁気ブラシの接触状態が現像効率に大き
な影響を与え、磁気ブラシの穂のムラに対応したドット
の欠落等によるがさつきが発生し易くなる。

【００１８】さらにそのがさつきをなくす目的で現像バ
イアスに図１０に示す波形の交番電圧を重畳させると、
トナーがスリーブ−感光体間（以下Ｓ−Ｄと呼ぶ）を十
分に往復運動する。その結果、高いトリボ（トナーの有
する電荷）のトナーは良好に現像できたが、低いトリボ
のトナーは現像せず、やはりがさつきが発生し易かっ
た。

【００１９】そこで、この現像バイアスを高周波化し、
１パルスでトナーが往復しないようにする方法が提案さ
れている。この方法によると、トナーはＳ−Ｄ間を往復
しきらないような振動運動をする。感光ドラムの表面電
位と現像バイアスのＤＣ成分との電位差Ｖ_contがＶ_cont
＜０の場合にはＤＣ成分がスリーブ側にトナーを引き付
けるように働き、トナーがスリーブ側に偏り、Ｖ_contが
Ｖ_cont＞０の場合においては、ＤＣ成分が潜像電位に応
じて、ドラム側にトナーを引き付けるように働き、潜像
電位に見合った量のトナーが感光ドラム側に偏る。

【００２０】この傾向は図１１の波形図に示すように交
番電圧を断続的に印加することにより更に顕著になる。
またこのような条件下で現像すると感光ドラムに到達し
たトナーは感光ドラム上で振動を繰り返し潜像部へ集中
してくる。このためドット形状が均一化されてムラのな
い良好な画像を得ることが可能となった。

【００２１】しかしながら、この現像方法はトリボが一
定範囲内のトナーしか現像に供しないという欠点があ
り、トリボの高いトナーはキャリアやスリーブから飛び
出しにくく、トリボの低いトナーは飛び出しても潜像に
至る前に引き戻されてしまい、結果的に、トナー濃度、
即ちＴ／（Ｔ＋Ｃ）比に依存して濃度が大きく変化する
という欠点があった。

【００２２】現像部に供給されているトナーは、通常現
像に使用されるトナーの２〜３倍の量であるが、総ての
トナーが現像部で潜像とバイアスによる往復運動を行な
い現像に関与すれば、潜像の状態により現像条件が決定
され、現像剤のＴ／（Ｔ＋Ｃ）比による変動は少なくな
ると考えられる。

【００２３】しかしながら、図１１に示すような現像バ
イアスでは上述したようにＴ／（Ｔ＋Ｃ）比に依存して
濃度が大きく変化する。これは、トリボが一定範囲内の
トナーしか現像に関与しておらず、従ってＴ／（Ｔ＋
Ｃ）比の変動に従い、現像に関与するトナーの量が変わ
り、それが現像濃度を変化させるためと考えられる。こ
のため図１１に示す波形の現像バイアスによって０．２
〜０．３の濃度のがさつきは低減するが、トナー濃度、
即ちＴ／（Ｔ＋Ｃ）比による画像濃度変動が特に低濃度
側で大きくなるという問題があった。

【００２４】従って、本発明の目的は、トナー濃度の変
動に伴う画像濃度の変動を防止し、全濃度に亙り安定し
て高画質画像を得ることのできる画像形成装置を提供す
ることである。

【００２５】

【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、
静電潜像が形成される像担持体と、静電潜像と対向する
現像部に現像剤を搬送し、振動電界を含む現像バイアス
電界を用いて現像を行う複数の現像装置とを有する画像
形成装置において、前記現像剤特性により現像バイアス
電界の条件を決定することを特徴とする画像形成装置で
ある。

【００２６】好ましくは、現像剤が二成分現像剤であ
り、現像剤特性が前記現像剤がカーボンブラックを含有
するか否かに関するものであり、前記現像剤がカーボン
ブラックを含有するトナーとキャリアからなる場合に
は、現像バイアス電界が直流成分に対し単周期の交番電
界を所定の周期で重畳したものであり、前記現像剤がカ
ーボンブラックを含有しないトナーとキャリアからなる
場合には、前記現像バイアス電界が直流成分に対し複数
周期の交番電界を所定の周期で重畳させたものである。

【００２７】前記単周期は６ないし１６Ｈｚであり、且
つ前記複数周期は単周期当たり８ないし１６Ｈｚを複数
有することが好ましい。

【００２８】

【実施例】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。

【００２９】実施例１本発明による画像形成装置の第１実施例について図１な
いし図６を参照して説明する。本実施例の画像形成装置
及びその現像器は図７乃至図９に示して説明した従来の
画像形成装置及びその現像器と略同様な構成を備えてい
るので同一部材には同一符号を付し、詳細な説明は省略
する。

【００３０】なお本実施例の画像形成装置は、電子写真
方式のカラーレーザービームプリンタとして説明される
が、本発明が、例えば感光体、誘電体等の像担持体上に
電子写真方式、静電記録方式等によって形成された潜像
を現像器にて現像することにより可視画像が形成され、
この可視画像を転写材搬送手段にて担持、搬送される紙
等の転写し、定着手段にて定着し永久像とする種々の形
式の画像形成装置に等しく適用できることは言うまでも
ない。

【００３１】図１に示す画像形成装置において、マゼン
タ、シアン、イエローの各画像形成ステーションＰ_M 、
Ｐ_C 、Ｐ_Y で形成された静電潜像は、現像バイアス電源
１５ａによりシーケンス的に現像されトナー像とされ
る。このとき、現像剤は（−）に帯電する非磁性トナー
と（＋）に帯電する磁性キャリア粒子とからなる２成分
現像剤である。またこの現像剤の混合比は重量比で非磁
性トナーが約５％となるようにした。尚、非磁性トナー
は約８μｍの体積平均粒径を有する。又、磁性キャリア
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６０ｅｍｕ／ｇ）からなり、その重量平均粒径は５０
μｍであり、その抵抗値は１０⁸ Ωｃｍ以上の値を示
す。又、磁性キャリア粒子の透磁率は約５．０である。

【００３２】現像器９Ｍ、９Ｃ、９Ｙ、９Ｋの感光ドラ
ム４Ｍ、４Ｃ、４Ｙ、４Ｋに近接する部位には開口部が
設けられ、図８及び９に示したように該開口部から現像
スリーブ３が外部に露出している。現像スリーブ３は現
像器９Ｍ、９Ｃ、９Ｙ、９Ｋ内に回転可能に組込まれて
いる。現像スリーブ３の外径寸法は３２ｍｍであり、そ
の周速は２８０ｍｍ／ｓｅｃである。現像スリーブ３は
それと感光ドラム４Ｍ、４Ｃ、４Ｙ、４Ｋとの間隔が５
００μｍになるように配置されている。現像スリーブ３
は非磁性材料からなり、その内部には磁界発生手段であ
る磁石１３が固定されている。

【００３３】磁石１３は現像磁極Ｎ１とその下流に位置
する磁極Ｓ３と現像剤を搬送するための磁極Ｓ２、Ｎ
２、Ｓ１とを有する。磁石１３は、現像磁極Ｎ１が各感
光ドラム４Ｍ、４Ｃ、４Ｙ、４Ｋに対向するように現像
スリーブ３内に配置されている。現像磁極Ｎ１は、現像
スリーブ３と各感光ドラム４Ｍ、４Ｃ、４Ｙ、４Ｋ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。

【００３４】現像スリーブ３の上方にはブレード１４が
該現像スリーブと所定の間隔をおいて配置されている。
現像スリーブ３とブレードの間隔は８００μｍである。
ブレード１４は現像器９Ｍ、９Ｃ、９Ｙ、９Ｋに固定さ
れている。ブレード１４はアルミニウム、ＳＵＳ３１６
などの非磁性材からなり、現像スリーブ３上の現像剤の
層厚を規制する。

【００３５】現像室１１内には搬送スクリュー４１が収
容されている。搬送スクリュー４１は図中の矢印方向に
回転され、搬送スクリュー４１の回転駆動によって現像
室４１内の現像剤は現像スリーブ３の長手方向に向けて
搬送される。

【００３６】撹拌室１２内には搬送スクリュー４２が収
容されている。搬送スクリュー４２はその回転によって
トナーを現像スリーブ３の長手方向に沿って搬送し、そ
のトナーは図に示さないトナー補給槽から搬送スクリュ
ー４３により搬送され補給口から撹拌室１２内に自由落
下する。

【００３７】現像スリーブ３は磁極Ｓ２近傍の位置で現
像剤を担持し、その回転に伴い現像剤を現像部に向けて
搬送する。現像剤が現像部近傍に到達すると現像剤の磁
性キャリア粒子が磁極Ｎ１の磁気力によって連なりなが
ら現像スリーブ３から立ち上がり、現像剤の磁気ブラシ
が形成される。磁気ブラシの先端は各感光ドラム４Ｍ、
４Ｃ、４Ｙ、４Ｋ表面を摺擦し、現像スリーブ３と感光
ドラム４Ｍ、４Ｃ、４Ｙ、４Ｋとの間に直流電圧５００
Ｖに次に説明する現像バイアスを印加させることにより
ハイライト部がなめらかでＴ／（Ｔ＋Ｃ）比変動による
影響の少ない画像を得ることができる。

【００３８】次にトナーの動きを説明しながら本実施例
の現像バイアスについて説明する。図２は本実施例にお
けるマゼンタ、シアン、イエローの各現像器で用いた現
像バイアス波形を示す波形図である。（ａ）の部分では
先ず感光ドラム４Ｍ、４Ｃ、４Ｙ、に対し現像スリーブ
３に（＋）の高電界が高周波（２８ｋＨｚ）でかかる。
そのとき、（−）で帯電しているトナーはキャリアから
離れずそのままの状態を維持する。次に（ｂ）の部分で
は現像スリーブ３に（−）の高電界が高周波（２８ｋＨ
ｚ）でかかる。その時（−）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面に向かう。

【００３９】次に（ｃ）の部分ではトナーは再び（ａ）
と同様の戻し電界により現像スリーブ側へ戻されるがＤ
Ｃ電界の分だけ（ｂ）の飛翔電界よりも距離的には短く
完全には現像スリーブ３へ戻ることはない。次に（ｄ）
の部分では再び（ｂ）と同様の飛翔電界より感光ドラム
面に向かう。その後（ｅ）の部分ではＤＣ電界によりト
ナーは等速運動を行ない、感光ドラム上の潜像に到達す
る。つまり複数回交番電界を印加する間に、トリボが高
くキャリアに付着していたトナーも電界による振動を受
け現像に関与するようになる。

【００４０】また、実験の結果から上記高電界高周波は
２８ｋＨｚにとどまらず１６〜３２ｋＨｚで有効であっ
た。

【００４１】その結果、Ｔ／（Ｔ＋Ｃ）比変動による画
像濃度変動が少なく、ハイライト再現性の良い画像が得
られる。又、この現像バイアスを用いるマゼンタ、シア
ン、イエローの各現像器は、Ｔ／（Ｔ＋Ｃ）比変動によ
る画像濃度変動が少ないため図８を参照して説明した、
現像器内に設けられたトナー濃度センサーによる現像剤
濃度制御（ＡＴＲ）方式を用いている。

【００４２】一方、黒の画像形成ステーションＰ_K で形
成された静電潜像は現像バイアス電源１５ｂによりシー
ケンス的に現像されトナー像となる。

【００４３】黒現像剤はカーボンブラックを顔料した
（−）に帯電する非磁性トナーと（＋）に帯電する磁性
粒子であるキャリアからなる２成分現像剤である。その
他基本的な材料及び現像器構成はマゼンタ、シアン、イ
エローに準ずる。黒現像で用いられる現像バイアスは図
１１に示したような１周期の交番電界を、所定の間隔を
おいてＤＣ電界に重畳させる従来型のものを用いる。こ
の現像バイアスを用いる黒現像器はＴ／（Ｔ＋Ｃ）比変
動による画像濃度変動が多いため、ＡＲＴ方式として、
図９を参照して説明した感光ドラム４Ｋ上にパッチ状の
基準濃度パターンを作成して行なう方式をとる。なお黒
の画像濃度変動はグレーバランスに関わらないため問題
はない。

【００４４】マゼンタ、シアン、イエロー用の現像バイ
アス電源１５ａは、交流（ＡＣ）成分として７ＫＨｚ、
２ＫＶｐｐの矩形波を出力し、現像バイアスとしては前
記ＡＣ成分に直流（ＤＣ）成分を重畳させたものが使用
される。斯る条件下における現像特性を図３及び４に示
す。

【００４５】図３は、上記カラー現像剤の入力画像濃度
に対する出力画像濃度を示すグラフであり、図４は、そ
の時の濃度検知センサー５０の出力を示すグラフであ
る。図４のグラフから分かるように、現像剤濃度を検知
する感度は約２００ｍＶ／ｗｔ％である。

【００４６】黒現像剤用の現像バイアス電源１５ｂは、
図１１に示すように、単周期の交番電界が断続的に形成
されるバイアス波形を出力する。つまり、本実施例で、
現像バイアス波形は、全体周波数２．６６ＫＨｚ矩形部８ＫＨｚブランク部２５０μＳｅｃピークトゥピーク２ＫＶｐｐとされた。

【００４７】この現像バイアス波形にて、現像効率が増
し、低コントラストでの現像が可能となった。即ち、通
常の矩形波（２ＫＨｚ、２ＫＶｐｐ）で最大濃度１．５
を得るために必要なコントラスト電位より１００Ｖほど
低い値で、この最大濃度１．５を得ることができた。

【００４８】また、実験の結果から上記矩形部は８ｋＨ
ｚにとどまらず６〜１６ｋＨｚで有効であった。

【００４９】又、図５は黒現像剤の入力画像濃度に対す
る出力画像濃度特性に関するグラフであり、図６はその
時の濃度センサー出力を表すグラフである。図３及び４
と比較して分かるように、現像剤濃度に対して出力画像
濃度の変動が大きい。即ち、現像剤濃度変動１ｗｔ％に
対しての画像濃度変動量（感度）が約３００ｍＶ／ｗｔ
％と良く、この感度はマゼンタ、シアン、イエローの現
像剤からの反射光を用いるＡＴＲと同様の感度である。

【００５０】以上のように、カラー現像器に対しては直
流成分に２周期の交番電界を重畳した現像バイアスを印
加し、黒現像器に対しては直流成分に単周期の交番電界
を重畳した現像バイアスを印加することにより、トナー
濃度の変動に画像濃度が依存することがないので、安定
して高画質画像を得ることができた。

【００５１】実施例２第１の実施例ではマゼンタ、シアン、イエローの現像バ
イアス波形として、図２に示すような矩形部を２周期設
け、直流（ＤＣ）成分に重畳させた形状を用いた。本実
施例では矩形部を３周期以上設けることが特徴である。
これによっても第１実施例と同様な効果を得ることがで
きる。尚、現像バイアス波形としてＤＣ成分が存在すれ
ば基本的に上記のような矩形部の数はいくつでもよい。
さらにいえば、第１の実施例を含め矩形部が複数周期分
ＤＣ成分に重畳した現像バイアスはカーボンブラックを
用いた現像剤以外の現像剤中のトナー濃度を検出するＡ
ＴＲ方式の現像剤に適用できる。

【００５２】尚、磁性もしくは非磁性１成分現像剤を用
いる場合には、ＡＴＲを用いる必要はない。この場合、
トナー濃度（Ｔ／（Ｔ＋Ｃ比）変動による画像濃度変動
を抑えることができる複数周期の矩形部とＤＣ成分を有
する現像バイアス波形を用いるのが好ましい。

【００５３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
による画像形成装置は、現像剤特性により現像バイアス
電界の条件を決定することにより、トナー濃度の変動に
伴う画像濃度の変動を防止し、全濃度に亙り安定して高
画質画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が具現化できるカラー画像形成装置の構
成図である。

【図２】カラー現像剤用の現像バイアスを示す波形図で
ある。

【図３】カラー現像剤の入力画像濃度と出力画像濃度と
の関係を示すグラフである。

【図４】カラー現像剤の出力画像濃度と濃度検知センサ
ーの出力との関係を示すグラフである。

【図５】黒現像剤の現像バイアスを用いた入力画像濃度
と出力画像濃度との関係を示すグラフである。

【図６】黒現像剤の出力画像濃度と濃度検知センサーの
出力との関係を示すグラフである。

【図７】従来の画像形成装置を示す構成図である。

【図８】図７の画像形成装置のカラー現像用現像器の構
成図である。

【図９】図７の画像形成装置の黒現像用現像器の構成図
である。

【図１０】従来の現像バイアスを示す波形図である。

【図１１】従来の改良タイプの現像バイアスを示す波形
図である。

【符号の説明】

４感光ドラム（像担持体）９現像器１５ａカラー現像剤用現像バイアス電源１５ｂ黒現像剤用現像バイアス電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者井上雅博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

【特許請求の範囲】

【請求項１】静電潜像が形成される像担持体と、静電
潜像と対向する現像部に現像剤を搬送し、振動電界を含
む現像バイアス電界により現像を行う複数の現像装置と
を有する画像形成装置において、前記現像剤の特性により現像バイアス電界の条件を決定
することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記現像剤が二成分現像剤であり、前記
現像剤特性が前記現像剤がカーボンブラックを含有する
か否かに関するものであり、前記現像剤がカーボンブラ
ックを含有するトナーとキャリアからなる場合には、前
記現像バイアス電界が直流成分に対し単周期の交番電界
を所定の周期で重畳したものであり、前記現像剤がカー
ボンブラックを含有しないトナーとキャリアからなる場
合には、前記現像バイアス電界が直流成分に対し複数周
期の交番電界を所定の周期で重畳させたものであること
を特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項３】前記単周期は６ないし１６Ｈｚであり、
且つ前記複数周期は単周期当たり８ないし１６Ｈｚを複
数有することを特徴とする請求項２の画像形成装置。