多色画像形成方法及び画像形成装置
【課題】像担持体上にトナー像形成を繰り返して行う場合の不具合を解消でき、安価で簡易な構成を実現できる多色画像形成方法を提供する。
【解決手段】の感光体ドラム８１の周囲には、クリーニング装置８５、帯電装置１０１、露光装置（図示せず）、現像装置２０１、帯電装置１０２、現像装置２０２、帯電装置１０３、現像装置２０３、帯電装置１０４、現像装置２０４、転写前帯電装置８２の順に配設されている。
各々の現像装置は現像剤として負帯電トナーを現像領域（感光体と対向している領域）にある搬送量で運んでいる。感光体ドラム８１の表面にトナー像が形成された状態で、同一の感光体に２色目の帯電を行う場合、２色目の帯電は、１色目の帯電電位を越えない条件で帯電を行う。次段の帯電電位もこの条件を満たすようにする。
【解決手段】の感光体ドラム８１の周囲には、クリーニング装置８５、帯電装置１０１、露光装置（図示せず）、現像装置２０１、帯電装置１０２、現像装置２０２、帯電装置１０３、現像装置２０３、帯電装置１０４、現像装置２０４、転写前帯電装置８２の順に配設されている。
各々の現像装置は現像剤として負帯電トナーを現像領域（感光体と対向している領域）にある搬送量で運んでいる。感光体ドラム８１の表面にトナー像が形成された状態で、同一の感光体に２色目の帯電を行う場合、２色目の帯電は、１色目の帯電電位を越えない条件で帯電を行う。次段の帯電電位もこの条件を満たすようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多色画像形成方法、特に像担持体上で現像剤像を重ね合わせる多色画像形成方法、該多色画像形成方法を実施可能な複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ、これらのうち少なくとも１つを備えた複合機等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式で、現像剤（以下「トナー」と記す）の像を何層か重ね合わせて多色の画像を転写媒体に形成する方法は、トナー像をどこの行程で重ねるかによって大きく２つに分けられる。
１つ目は各色に対応する像担持体を持ち、各像担持体は１色のトナー像を形成し、像担持体に形成されたトナー像を、転写媒体あるいは中間転写体に転写する方法である。
この方法では、像担持体上には、1色のトナー像のみを形成するため、トナー像の形成は有利であるが、トナーの転写を繰り返すため、転写回数が増加し、転写時の重ね合わせずれ、転写時のトナー像の乱れなどが発生する。
一つの感光体にトナー像を形成し転写した後に同じ感光体上に別のトナー像を形成して転写する方法も、感光体上に一つのトナー像のみを形成するという点で同じ方式である。
また、上記１つ目の方式は、像担持体が各色の分（ＹＭＣＫの場合は４つ）必要であるため、装置が大きくなりやすい。
【０００３】
これに対し、２つ目の方式として、像担持体上で多色のトナー像を形成する方式がある。像担持体上で現像剤像を重ねる方式は、転写回数を減らすことができるので、画像の転写による乱れが少なくなる。また、像担持体が一つで、多色の現像剤像を形成することで小型化に有利である。
電子写真では、感光体上に、帯電・潜像形成・トナー像形成を行うが、感光体上にあるトナー像の上から帯電・露光するので、トナーが保持している電荷量が変わる。
帯電する感光体にトナーを用いて現像するときは以下のプロセスを行う。
（１）感光体を一様に帯電する。
（２）感光体に露光して画像部電位と非画像部電位の潜像を形成する。
（３）現像バイアスを画像部電位と非画像電位の間に設定し、地肌電位（ＶＧ）とコントラスト電位（ＶＰ）を形成する。
（４）現像剤を潜像に付着させる。
１〜４を繰り返して数層の多色トナー画像を感光体上に形成し、トナー像を形成した後に転写体に一括で転写する。
すなわち、初段帯電工程である帯電Ａによって感光体表面を一様に帯電し、露光Ａにより静電潜像を形成し、現像Ａによって初段のトナー像を形成する。次に、帯電Ｂによって感光体表面並びに初段トナー像を帯電し、露光Ｂによりトナー像越しに静電潜像を形成し、現像Ｂによって初段トナー像上に二段目トナー像を形成する。
これらの工程を複数回経ることで、感光体上に複数色のトナー像を形成する。ここで、前段のトナー像を破壊しないよう、帯電方式としては非接触帯電であるコロナ帯電方式などを、また現像方式としては非接触現像であるクラウド現像方式などを採用するのが好ましい。
【０００４】
【特許文献１】特許第２８９９８１５号公報
【特許文献２】特許第２７８２８７２号公報
【特許文献３】特開平８−２８６４５６号公報
【特許文献４】特許第３７０３５４７号公報
【特許文献５】特許第３２５０８５８号公報
【特許文献６】特開平３−１１３４７４号公報
【特許文献７】特開平３−２１９６７号公報
【特許文献８】特開２００２−３４１６５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような多重現像方式を高画質で成立させるための大きな課題として、前段で現像されたトナー像による影響を如何に低減するかがある。
トナー像による影響の中で最も大きな課題は、前段の現像工程によって形成されたトナー層が有する電位の影響を如何に取り除くかである。
図１８は、感光体とトナーが同極性の場合の多重現像方式の例である。
１段目の感光体を一様にマイナス帯電し露光によって潜像をマイナストナーによって現像し、トナー像を形成する。
次に２回目の帯電によって帯電すると、現像されたトナーのマイナス電荷による電位の上昇に加え、帯電によって更にトナーの電位が上昇し余計な表面電位が生成され、次に露光したときのコントラスト電位が小さくなってしまうという課題がある。
【０００６】
これに対して、図１９は、感光体とトナーの極性を変えた場合の多重現像方式の例である。
１段目で感光体を一様にプラス帯電し露光によって潜像を形成し、次にマイナストナーでトナー像を形成する。トナーの電荷はマイナスであるので、２色目の帯電でプラス帯電が印加され、トナーの電荷は相殺され、トナーによる電位形成の影響を少なくできる。
しかしながら、図２０に示したようなことが発生する。つまり、１段目の時は問題が無いが、２段目の帯電をするときに、１段目よりも大きな電位で帯電させてしまうと、トナーの極性が逆転して、２色面の露光時にトナーが移動してしまう、という不具合がある。
【０００７】
このようなトナー層電位の問題を克服すべく、トナー層の存在する部位と存在しない部位とで書き込み露光の条件を変える方法が提案されている（特許文献１）。このような方法によれば、原理的にはトナー層電位による不具合を解決することが可能であるが、例えば初段画像のエッジ部や微細なドット部に対して二段目以降の書き込み位置を厳密に制御することは、書き込み系そのものの精度や感光体駆動等の精度の点から非常に困難である。
また、特許文献２や、特許文献３、特許文献４においては、トナー層に対して２段もしくは３段のコロナ放電工程を施すことで、トナー層電位を低減する方法が提案されている。
しかしながら、コロナチャージャの数が増すとともに、コストアップやマシンの大型化が避けられない。
また、特許文献５には反転現像方式が提案されているが、トナーと感光体の極性が違う場合が想定されていない。
【０００８】
本発明は、像担持体上にトナー像形成を繰り返して行う場合の上記不具合を解消でき、安価で簡易な構成を実現できる多色画像形成方法及び画像形成装置の提供を、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明では、像担持体を均一に第1の帯電電位に帯電し露光することで第1の静電潜像を形成し、第１の現像剤を担持した現像剤担持体を前記像担持体に対向させて第1の静電潜像の現像を行い、続いて第１のトナー像を担持したまま、前記像担持体を第２の帯電電位で帯電し露光することで第２の静電潜像を形成し、第２の現像剤を担持した現像剤担持体を前記像担持体に対向させて非接触現像法を用いて第２の静電潜像の現像を行い、前記像担持体に２色以上の現像剤を担持させることを順次、数回繰り返し多色の現像剤像を形成した後に、転写、定着工程を経て画像を形成する多色画像形成方法において、前記像担持体の極性と現像剤の極性が互いに反対になっており、次段の帯電電位が前段の帯電電位を超えないこと特徴とする。
［課題］
コントラスト電位を形成するときに、現像剤の帯電の極性と、帯電電位を形成するコロナチャージャの極性が同じであると、現像剤の電荷が増加してしまい、現像剤像のある部分の電位が現像剤の無い部分よりも高くなってしまい、コントラスト電位が低下する。さらに第１の現像後の帯電によってトナー電荷が変化するため、トナーと像担持体との間に働く鏡像力が部分的に弱まり、現像剤が移動してしまうことを防止する。
【００１０】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の多色画像形成方法において、第２段以降の帯電を1つの帯電装置で行うことを特徴とする。
［課題］
多段の帯電と現像を繰り返す場合、小型・高速にするために現像装置と帯電装置を像担持体上に複数設置しなくてはならないために、各段の帯電装置を小さくする。
請求項３記載の発明では、請求項１又は２記載の多色画像形成方法において、前記帯電装置が、ＤＣスコロトロン帯電装置であることを特徴とする。
［課題］
像担持体上に現像剤層が形成された部分と現像剤層が形成されていない部分があるが、双方の電位を一定にする。
請求項４記載の発明では、請求項１〜３のいずれかに記載の多色画像形成方法において、前記像担持体が正帯電、現像剤が負帯電であることを特徴とする。
［課題］
像担持体上の電位を一定にする。
【００１１】
請求項５記載の発明では、請求項１〜４のいずれかに記載の多色画像形成方法において、２段目以降の現像が、フレア現像装置によりなされることを特徴とする。
［課題］
第２段目以降の混色を防止する。
請求項６記載の発明では、請求項１〜５のいずれかに記載の多色画像形成方法において、現像剤の円形度が、０．９６以上であることを特徴とする。
［課題］
像担持体上に現像剤層が多層形成されると、結果として付着量が大きくなり、転写が困難になり、画像ムラが増加するのでこれを抑制する。
請求項７記載の発明では、画像形成装置において、請求項１〜６のいずれかに記載の多色画像形成方法を実施可能であることを特徴とする。
［課題］
小型の多色画像形成装置にするために、部品点数を少なくする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の発明によれば、像担持体上の現像剤は、像担持体上の現像剤に係るコロナ帯電によって電荷が誘起されるが、電荷量が低下することによる現像剤と像担持体の鏡像力が低下することを防止でき、現像剤は電荷量を保持できるので、現像剤の移動を防止することができる。
現像剤の極性と帯電の極性が反対になるので、現像剤の帯電によって発生する電荷の増加による電位上昇が抑えられる。
請求項２記載の発明によれば、各色の帯電装置を集約して一段にすることにより、一つの像担持体に多数の画像形成部材を並べることができ、多色画像形成装置を小さくすることができる。
請求項３記載の発明によれば、収束電極を持った帯電装置であるため、現像剤層のある部分も現像剤層が無く像担持体が剥き出しになっている部分も表面の電位を同等にすることができる。
請求項４記載の発明によれば、一般に知られているように、負帯電の帯電装置よりも正帯電の帯電装置のほうが、より安定なコロナ放電を形成するため、像担持体に対する電位の変動を小さくすることができ、画像を安定させることができる。
請求項５記載の発明によれば、スキャベンジのないクラウド現像のため混色を防止できる。
請求項６記載の発明によれば、接触面積が小さいので転写しやすくなり、多色の現像剤を良好な画像を維持したままで転写することが可能になる。
請求項７記載の発明によれば、部品点数を抑え高速・高画質の多重現像画像形成装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
図１に多色画像形成装置の主要部を示し、これについて説明する。像担持体としてアルミ素管をベースとした剛体の有機感光体ドラム（以下「感光体ドラム」という）を用いた。この感光体ドラム８１の周囲には、クリーニング装置８５、帯電装置１０１、露光装置（図示せず）、現像装置２０１、帯電装置１０２、現像装置２０２、帯電装置１０３、現像装置２０３、帯電装置１０４、現像装置２０４、転写前帯電装置８２の順に配設されている。
各々の現像装置は現像剤として負帯電トナーを現像領域（感光体と対向している領域）にある搬送量で運んでいる。
このときの被転写体は転写紙で、図示しない給紙トレイより転写紙を感光体ドラム８１と転写装置８３との対向部に向けて給紙する給紙搬送装置（図示なし）と、トナー像を転写された転写紙が感光体ドラム８１から分離した後、トナー像を転写紙に定着する定着装置（図示なし）とを備えている。符号８４は、クリーニング前帯電装置を示している。
【００１４】
上記構成の多色画像形成装置において、矢印方向に回転する感光体ドラム８１の表面は、帯電装置で一様に帯電された後、露光装置により画像情報に基づいて変調されたレーザー光線が感光体軸方向にスキャンされて照射され露光される。
これにより、感光体ドラム８１上に静電潜像が形成される。感光体ドラム８１上に形成された静電潜像は、現像装置２０１と対向する現像領域において、現像装置２０１により帯電したトナーを付着させることで現像され、１色目のトナー像となる。
１色目のトナーの付着量は０．３ｍｇ／ｃｍ２以下が望ましい。付着量が少なくなると、トナーに覆われていない表面の空間が増える。この場合のように１色目のトナーが少ないと２色目現像時の帯電電位で、トナーありとトナー無しの差を小さくすることができるので、より効果的である。
【００１５】
トナー付着量を少なくすることの効果は、トナー電位の上昇を抑えることだけではなく、帯電装置のイオンがトナーから回り込んで感光体ドラム８１の表面に到達するので、感光体ドラム８１の表面電位のチャージが相殺され、トナーのある無しにかかわらずトナー層電位によるコントラスト電位の減少の影響を小さくすることができる。
【００１６】
感光体上でトナーを帯電・露光を繰り返して、多層のトナー層を形成するときに、まず、感光体を一様に帯電し、ポテンシャル差を利用して現像装置から感光体に正あるいは負に帯電したトナーを付着させる。
帯電したトナーは、クーロン力で感光体に引き付けられ、付着したときにトナーの持っている電荷によって鏡像力とファンデルワールス力などの非静電的な付着力で感光体に付着している。
マイナス帯電の感光体上で、マイナストナー層を重ねる現在の主流である有機感光体を使用する反転現像の場合は、マイナスに帯電させた感光体にマイナストナーを付着させ、次のトナー層を形成するときには感光体にマイナス帯電をさせる。
このときのトナーは、マイナスであって、帯電時に感光体とともにマイナスの電荷が与えられる。そのため、感光体に付着する鏡像力は増加しトナーは移動しない。
つまりトナーと同極性の電荷が与えられるので、帯電後の露光で電位が小さくなってもトナーの露光時のチリは発生しにくい。
【００１７】
ところが、トナーの極性と反対の極性に帯電させる場合には、トナーの電荷をなくす方向に帯電させることになる。そのため、トナーの鏡像力が小さくなり、感光体表面に電位差ができるとトナーが移動してしまう。
しかしながら、トナーと感光体を同極性にした場合、トナーに残った電荷によってトナー電位が形成され、トナー層上の電位が高くなり、コントラスト電位が下がってしまう。
特許文献２や、特許文献３、特許文献４のように帯電電位を高くしてしまうとトナーの電荷が無くなりトナーが移動しやすくなってしまう。像の場合、元々トナーが持っている極性と逆極性に帯電させるので、トナーの電荷が小さくなり感光体との鏡像力が低下する。また帯電装置が多く必要になり、小型化に不利になってしまう。
鏡像力が低下したトナー領域に露光すると、トナーは図２０に示したように露光した部分から排除するように電界の力が働く。そのため、露光によって形成される電位が深いほど移動しやすくなる。
【００１８】
続いて、感光体ドラム８１の表面にトナー像が形成された状態で、同一の感光体に２色目の帯電を行う。
２色目の帯電は、１色目の帯電電位を越えない条件で帯電を行う。例えば、１色目を６００Ｖで帯電させた場合には、２色目の帯電を６００Ｖ以下にする。１色目の帯電を超えない場合は、トナーの電荷を完全には除電しないので、露光時の逆帯電によるトナー移動を避けることができる。
次に、現像装置２０２の前に２色目の変調されたレーザー光線が感光体ドラムの軸方向にスキャンされて照射され露光される。これにより、感光体ドラム上に２色目の静電潜像が形成される。
３段目４段目の帯電も、２段目の行程と同様にすることよって、多色（通常はＹＭＣＫの４色）の画像を形成することができる。
【００１９】
また、各段の帯電装置を１段にすることによって感光体ドラムの周りに必要な帯電装置が少なくなり小型化が可能になる。
続いて、感光体ドラム上に形成された静電潜像は、現像装置２０２と対向する現像領域において、現像装置２０２により帯電したトナーを付着させることで現像され、２色目のトナー像となる。
２色目の現像装置の方式は、１色目のトナー像を乱さないために非接触現像でトナー像を形成する。以下３色目、４色目も同様に露光と現像を順次行い、現像はすでに形成されたトナー像を乱さないように非接触現像でトナー像を形成する。
このときに接触現像で、２色目以降の現像を行ってしまうと、現像時に先に像担持体上に形成されているトナー像から接触によってトナーが離脱する、或いは別の場所に、移動してしまうなどの不具合が発生してしまう。
【００２０】
また、形成されたトナー層は、帯電工程を数回経たものと受けていない現像剤があるため、転写前帯電装置８２によって、トナーの極性を揃えることが望ましい。
一方、転写紙は図示しない給紙搬送装置で給紙・搬送され、所定のタイミングで感光体ドラム８１と転写装置８３とが対向する転写部に送出・搬送される。そして、転写装置８３により、転写紙に感光体ドラム上のトナー像とは逆極性の電荷を付与することで、感光体ドラム上に形成された４色のトナー像が転写紙に転写される。
次いで、転写紙は、感光体ドラムから分離され、図示しない定着装置に送られ、定着装置でトナー像が定着された転写紙が出力される。転写装置でトナー像が転写された後の感光体ドラムの表面は、クリーニング装置８５でクリーニングされ、感光体ドラム上に残ったトナーが除去される。
【００２１】
帯電装置としてのコロナ帯電器は、トナー層の有無にかかわらず感光体ドラムに与える電位を均す作用をするグリッド電位で制御されたイオンを放出できるＤＣスコロトロン帯電器が望ましい。
正帯電の感光体ドラムと負帯電のトナーを使用すると各段の帯電装置は正イオン放電式のコロナ帯電器になる。
正イオン放電式のコロナ帯電器を利用すると、負イオン放電式に比べてオゾン発生量が非常に少なく、感光体への悪影響（表面劣化や高湿時の像流れなど）に対して非常に有利であり、且つ機外に排出されてしまうオゾンも非常に少ない。
【００２２】
本発明の現像剤に用いられる樹脂はポリエステル、ポリオール、スチレンアクリル等のバインダー樹脂等が使用できる。また離型剤としてのワックス類は、従来公知のものが使用できる。
例えば、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン等の低分子量ポリオレフィンワックス、フィッシャー・トロプシュワックス等の合成炭化水素系ワックス、密ロウ、カルナウバワックス、キャンデリラワックス、ライスワックス、モンタンワックス等の天然ワックス類、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス等の石油ワックス類、ステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸等の高級脂肪酸及び高級脂肪酸の金属塩、高級脂肪酸アミド等及びこれらの各種変性ワックスが挙げられる。
これらは１種又は２種以上を併用して用いることが出きるが、特に脱遊離脂肪酸型カルナウバワックス、モンタンワックス及び酸化ライスワックスを単独又は組み合わせて使用する事により良好な離型性を得ることができる。ここで、カルナウバワックスとしては、微結晶であり、酸価が５以下であり、結着樹脂中に分散した時の粒子径が１μｍ以下であるものが特に好ましい。
また、モンタンワックスについては、一般に鉱物より精製されたモンタン系ワックスを指し、カルナウバワックス同様、微結晶であり、酸価が５〜１４であるものが特に好ましい。また、酸化ライスワックスは、米ぬかワックスを空気酸化したものであり、その酸価が１０〜３０であるものが特に好ましい。
【００２３】
さらに、この時の離型剤の融点が８０〜１２５℃であることが特に好ましい。融点を８０℃以上にすることにより耐久性が優れたトナーとすることができ、また、融点を１２５℃以下とすることにより定着時に速やかに溶融し、確実な離型効果を発揮できる。
これらの離型剤の含有量は、結着樹脂１００重量部に対して、通常１〜１５重量部、好ましくは、２〜１０重量部である。１重量部以下ではオフセット防止効果が不十分であり、１５重量部以上では転写性、耐久性等が低下する。
なお、本発明の構成により、表面に露出する離型剤が極めて少なくなることから、離型剤の針入度については特に限定されないが、好ましくは５以下である。
また、本発明で使用されるトナーは、必要に応じて、着色剤、帯電制御剤、磁性体、添加剤等を加えることも可能である。
【００２４】
用いられる着色剤としては、公知の染料及び顔料が使用できる。黄色系着色剤としては、例えば、ナフトールイエローＳ、ハンザイエロー（１０Ｇ、５Ｇ、Ｇ）、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー、（ＧＲ、Ａ、ＲＮ、Ｒ），ピグメントイエローＬ、ベンジジンイエロー（Ｇ、ＧＲ）、パーマネントイエロー（ＮＣＧ）、バルカンファストイエロー（５Ｇ、Ｒ）、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローＢＧＬ、ベンズイミダゾロンイエロー、イソインドリノンイエロー等が挙げられる。
赤色系着色剤としては、例えば、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド４Ｒ、パラレッド、ファイヤーレッド、パラクロロオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットＧ、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーミンＢＳ、パーマネントレッド（Ｆ２Ｒ、Ｆ４Ｒ、ＦＲＬ、ＦＲＬＬ、Ｆ４ＲＨ）、ファストスカーレットＶＤ、ベルカンファストルビンＢ、ブリリアントスカーレットＧ、リソールルビンＧＸ、パーマネントレッド（Ｆ５Ｒ、ＦＢＢ）、ブリリアントカーミン６Ｂ、ピグメントスカーレット３Ｂ、ボルドー５Ｂ、トルイジンマルーン、パ−マネントボルドーＦ２Ｋ、ヘリオボルドーＢＬ、ボルドー１０Ｂ、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、ローダミンレーキＹ、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドＢ、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ等が挙げられる。
【００２５】
青色系着色剤としては、例えば、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー（ＲＳ、ＢＣ）、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンＢ、ナフトールグリーンＢ、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン等が挙げられる。
黒色系着色剤としては、例えば、カーボンブラック、オイルファーネスブラック、チャンネルブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、アニリンブラック等のアジン系色素、金属塩アゾ色素、金属酸化物、複合金属酸化物等が挙げられる。
その他の着色剤としては、チタニア、亜鉛華、リトボン、ニグロシン染料、鉄黒等が挙げられる。
これらの着色剤の含有量は結着樹脂１００重量部に対して、通常１〜３０重量部の範囲内である。
【００２６】
用いられる帯電制御剤としては、まず、トナーを正帯電性に制御するものとして、ニグロシン及びその変成物、トリブチルベンジルアンモニウム−１−ヒドロキシ−４−ナフトスルフォン酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレート等の四級アンモニウム塩、ジブチルスズオキサイド、ジオクチルスズオキサイド、ジシクロヘキシルスズオキサイド等のジオルガノスズオキサイド、ジブチルスズボレート、ジオクチルスズボレート、ジシクロヘキシルスズボレート等のジオルガノスズボレート等が挙げられる。
また、トナーを負帯電性に制御するものとして、サリチル酸金属錯体や塩類、有機ホウ素塩類、カリックスアレン系化合物等が挙げられる。
これらは、それぞれ単独あるいは２種類以上組み合わせて用いることも可能である。
これらの帯電制御剤の含有量は結着樹脂１００重量部に対して、０．５〜８重量部が好ましい。
【００２７】
更に、現像剤は、磁性体を含有させ、磁性トナーとしても使用することもできる。
具体的な磁性体としては、マグネタイト、ヘマタイト、フェライト等の酸化鉄、コバルト、ニッケルのような金属あるいはこれら金属とアルミニウム、銅、鉛、マグネシウム、スズ、亜鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、カドミウム、カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タングステン、バナジウムのような金属との合金及びその混合物等が挙げられる。
これらの磁性体は平均粒径が０．１〜２μｍ程度のものが望ましく、このときの磁性体の含有量は、結着樹脂１００重量部に対して２０〜２００重量部、特に好ましくは結着樹脂１００重量部に対して４０〜１５０重量部である。
【００２８】
用いられる添加剤としては、従来公知のものが使用できるが、具体的には、Ｓｉ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｎｉ，Ｍｎ，Ｗ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｚｎ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｖ，Ｚｒ等の酸化物や複合酸化物等が挙げられ、特にＳｉ，Ｔｉ，Ａｌの酸化物であるシリカ、チタニア、アルミナが好適に用いられる。
また、このときの添加剤の添加量は、母体粒子１００重量部に対して０．５〜１．８重量部であることが好ましく、特に好ましくは、０．７〜１．５重量部である。
添加剤の添加量が、０．５重量部未満であると、トナーの流動性が低下するため、十分な帯電性が得られず、また、転写性や耐熱保存性も不十分となり、また、地汚れやトナー飛散の原因にもなりやすい。
また１．８重量部より多いと、流動性は向上するものの、ビビリ、ブレードめくれ等の感光体クリーニング不良や、トナーから遊離した添加剤による感光体等へのフィルミングが生じやすくなり、クリーニングブレードや感光体等の耐久性が低下し、定着性も悪化する。さらに、細線部におけるトナーのチリが発生しやすくなり、特に、フルカラー画像における細線の出力の場合には、少なくとも２色以上のトナーを重ねる必要があり、付着量が増えるため、特にその傾向が顕著である。
【００２９】
さらに、カラートナーとして用いる場合には、添加剤が多く含有されていると、透明シートに形成されたトナー画像をオーバーヘッドプロジェクターで投影した場合に投影像にかげりが生じ、鮮明な投影像が得られにくくなる。
ここで、添加剤の含有量の測定には種々の方法があるが、蛍光Ｘ線分析法で求めるのが一般的である。すなわち、添加剤の含有量既知のトナーについて、蛍光Ｘ線分析法で検量線を作成し、この検量線を用いて、添加剤の含有量を求めることができる。
さらに、本発明に用いられる添加剤は、必要に応じ、疎水化、流動性向上、帯電性制御等の目的で、表面処理を施されていることが好ましい。
ここで、表面処理に用いる処理剤としては、有機系シラン化合物等が好ましく、例えば、メチルトリクロロシラン、オクチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン等のアルキルクロロシラン類、ジメチルジメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン等のアルキルメトキシシラン類、ヘキサメチルジシラザン、シリコーンオイル等が挙げられる。
また、処理方法としては、有機シラン化合物を含有する溶液中に添加剤を漬積し乾燥させる方法、添加剤に有機シラン化合物を含有する溶液を噴霧し乾燥させる方法等があるが、本発明においては、いずれの方法も好適に用いることができる。
現像剤の体積平均粒径の範囲は３〜１２μｍが好適であるが、本実施例では６μｍであり、１２００ｄｐｉ以上の高解像度の画像にも十分対応することが可能である。
【００３０】
図２に現像装置の構成の概略を示し、これに基づいて説明する。ここでは、シアン色のトナーで現像する現像装置２０３を代表して説明する。感光体ドラム８１の回転方向における現像装置２０３の上流側には、マゼンタの画像が存在している。
現像装置２０３の内部には、感光体ドラム８１側から、現像剤搬送手段としての現像ローラ３１、現像剤供給手段としての磁気ブラシローラ３２、スクリュ状の攪拌・搬送部材３３、３４が配設されている。
ケーシング内の現像剤（トナー）は、磁性粒子と共に攪拌・搬送部材３３、３４、磁気ブラシローラ３２の回転力で攪拌され、前記磁性粒子との摩擦帯電により電荷が付与される。
このように摩擦帯電されたトナーを含む現像剤の一部が磁気ブラシローラ３２上に担持される。磁気ブラシローラ３２上の現像剤は、現像剤規制手段３５で層厚が規制された後、トナー供給領域で現像ローラ３１に接触する。
このトナー供給領域で、磁気ブラシローラ３２上の現像剤から一定量のトナーのみが分離されて現像ローラ３１に供給され、残りのトナー（現像剤）は、攪拌・搬送部材３３、３４による撹拌部に戻される。
このときのトナー供給量は、現像ローラ３１と磁気ブラシローラ３２との間に形成される間隙、回転速度等により制御することができる。
また、磁気ブラシローラ３２より供給されたトナーを担持した現像ローラ３１は、現像領域で感光体ドラム８１に接触するように配設されている。
【００３１】
現像ローラ３１の軸部には、現像領域に現像電界を形成するための現像バイアスを印加する不図示の電源が接続されている。磁気ブラシローラ３２のスリーブには、トナー供給領域にトナー供給用電界を形成するためのトナー供給バイアスを印加する不図示の電源が接続されている。
図３にトナー担持ローラとしての現像ローラ３１の概念図を示す。支持基盤上に空間周期的なアルミ蒸着により、ローラ上に電極Ａと電極Ｂを交互に形成し表面を樹脂コートで覆っている。但し、この周期的な電極の構成方法はこれに限ったものではない。
図４に示すように、周期的な電極に交互に、異なる波形の電圧Ｖａと電圧Ｖｂを印加した時のトナークラウドの状態を図６に示す。ＶａとＶｂは図４に示すように時間的に逆向きである（位相が１８０度ずれている）ようにする。
【００３２】
すると、Ｖａを印加した電極とＶｂを印加した電極の間に振動電界が形成される。よって、トナーはＶａを印加した電極とＶｂを印加した電極の間をホッピングして、クラウド状態（トナーが浮遊している状態）が形成される。このようにして現像ローラ３１上にトナーをクラウド状態として担持できる。
なお、図４ではＶａとＶｂは矩形波として示したが、正弦波で形成される通常の交流電圧であってもよい。また、ここでは周期的な電極を２分割して交互に異なる波形の電圧を印加したが、振動電界が形成されてトナーがホッピングしてクラウド状態を形成できる条件ならば３分割以上に分割してそれぞれに異なる波形の電圧を印加するように構成してもよい。
【００３３】
本実施例では、ＶａとＶｂには、交流成分がピーク間電圧６００［Ｖ］、周波数１［ｋＨｚ］の矩形波で、＋２００［Ｖ］の直流成分を重畳した電圧を印加する。現像領域で潜像へのトナーによる現像のきっかけとなる現像バイアスは、この電圧の時間平均値であり、＋２００［Ｖ］である。
【００３４】
以下に、クラウド現像の原理及びその原理を用いた現像装置を説明する。
まず、クラウド現像の原理（実験）について説明する。図５に示すように、ガラス基板１上にアルミニウムを蒸着することによって、ｐ[μｍ]のピッチで移動方向に配列された複数の電極２１、２２、２３・・・からなる電極バターン２を形成し、その上に保護層３として厚み約３[μｍ]、体積抵抗率約１０１０[Ω・ｃｍ]の樹脂コートを施したものを形成してトナー担持体としての基板４を構成し、この基板４の上には、帯電させたトナー層５を形成する。
【００３５】
このトナー層５は、基板４に対して図示しない２成分現像器によってベタ画像を薄層に現像することによって形成した。トナーはポリエステル系の粒径約６[μｍ]のものを使い、基板４上に薄層に形成された状態でのトナーの帯電量は約−２２[μＣ／ｇ]であった。この状態のトナー層５に対して、図６に示すように、奇数番目の電極２１、２３・・・の集合体である奇数番目電極群に交流電源６から交流電圧を印加する一方で、偶数番目の電極２２・・・の集合体である偶数番目電極群に前記交流電圧とは逆位相の交流電圧を印加すると、トナー５は奇数番目電極群２１、２３・・・と偶数番目電極群２２・・・を往復するような運動を行う。この現象を以下、フレア（あるいはフレア現象）と呼ぶ。また、フレア現象を引き起こしている状態をフレア状態という。
【００３６】
電極２１、２２、２３・・・のピッチがそれぞれ５０、１００、２００及び４００[μｍ]である４種類の基板４を用いて、交流電源６から電極２１、２２、２３・・・間に印加する交流電圧のプラス側ピーク値とマイナス側ピーク値との差分の絶対値であるＶmax［Ｖ］を何点かに振りながら（変えながら）、フレアの活性度を高速度カメラで観察したところ、図７に示すような結果を得た。因みに、電極２１、２２、２３・・・の幅と、電極２１、２２、２３・・・の隣同士の距離は、電極２１、２２、２３・・・のピッチの１／２となるようにした。
【００３７】
ここで、フレアの活性度とは、基板４の表面に張り付いて動かないトナーの様子を観察することで約５段階の官能評価により求められたものである。図７から、Ｖmaxやｐの値に関わらず、Ｖmax［Ｖ］／ｐ[μｍ]によってフレアの活性度がほぼ一義的に得られることが確認できる。そして、Ｖmax［Ｖ］／ｐ[μｍ]＞１の時にフレアが活性化し始めて、Ｖmax［Ｖ］／ｐ[μｍ]＞３ではフレアが完全に活性化していることが分かる。
【００３８】
また、基板４表面の電気的特性の影響を調べるために、基板４の表層３の体積抵抗率を何点か振って（変えて）、同様にフレア活性度を確認した。表層３に用いた材料はシリコーン系樹脂であり、そこに分散されるカーボン微粒子の量を変更することにより、１０７〜１０１４[Ω・ｃｍ]の体積抵抗率の保護層（厚みは約５[μｍ]）３を形成した。代表的なものとして、電極２１、２２、２３・・・のピッチが５０[μｍ]のものを使って、上述と同様の実験をしたところ、図８に示す結果を得た。
【００３９】
この結果から、表層３の体積抵抗率が１０９〜１０１２[Ω・ｃｍ]の範囲にあることが適正であることが確認できる。これは、体積抵抗率が非常に高い表層３を用いると、飛翔を繰り返すトナーと表層３との摩擦によって基板４の表面が帯電したままになってしまう。そして、この帯電により、基板の表面電位が変動して、現像に寄与するバイアスを不安定にしてしまう。また、逆にあまりに表層３の導電性が高いと、電極２１、２２、２３・・・間で電荷のリーク（ショート）が発生してしまうために、効率的なバイアス効果が得られなくなるからである。表層３は、基板４の表面に蓄積した電荷が電極群２１、２２、２３・・・にうまく逃げられるように、適当な抵抗率（体積抵抗率で１０９〜１０１２[Ω・ｃｍ]）となっている必要がある。なお、この体積抵抗率の最適範囲は、図６に示す装置を具備する実験設備を用いた実験によって得られたものである。図６に示す装置に代えて、現像ローラを備える現像装置の場合には、最適範囲が前述のものと変わってくることもある。このような場合には、その現像装置における体積抵抗率の最適範囲を実験によって調べた上で、適切な体積抵抗率に調整することが望ましい。
【００４０】
本発明者らは、基板４の表面の摩擦帯電特性の影響を調べるために、表層３をシリコーン系樹脂及びフッ素系樹脂の２種類として上記と同様なフレア活性度観察を行った。表層３は、カーボン微粒子を微量分散させることにより、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂のいずれのコート層としても体積抵抗率を１０１１〜１０１２[Ω・ｃｍ]とした。交流電源６から電極２１、２２、２３・・・に交番バイアスを印加してフレア活性度を観察すると、表層３がシリコーン系樹脂の場合は長時間フレア状態を維持していたが、表層３がフッ素系樹脂の場合は直ぐにフレアが消滅しトナーが基板４に張り付いたままとなってしまった。
【００４１】
上記観察後に、基板４上のトナーの帯電量を測定したところ、表層３がシリコーン系樹脂の場合には基板４上のトナーの帯電量は初期に比べて若干の低下がみられただけであったが、表層３がフッ素系樹脂の場合には基板４上のトナーの帯電量はトナーの電荷がほとんど無くなっていた。試しに、帯電していないトナーをそれぞれの表層３の表面に擦り付けてみたところ、表層３がシリコーン系樹脂の場合にはトナーが正規の極性の摩擦電荷を得られたのに対し、表層３がフッ素系樹脂の場合にはほとんど摩擦電荷を得られないばかりか若干逆の極性となっていた。つまり、フレア現象は、トナーと基板４の表面とが無数回衝突するプロセスであるため、表層３の材料はトナーの電荷を奪ってしまうものではなく、トナーに正規の電荷を与えられる材質であることが好ましいことが理解できる。これは材料の摩擦帯電系列に習うものであり、表層３の材料としては、例えばガラス系のものや、２成分現像剤のキャリアコートに使用されている材料を用いることが好ましい。
【００４２】
次に、図９に示すような系での実験結果について説明する。基板Ａはアルミニウムからなる基板７の上に厚み約２０[μｍ]の樹脂層（これは感光体を想定したもの）８を形成することで構成する。基板７は接地し、樹脂層８にはベタ画像相当の０．４［ｍｇ／ｃｍ２］のトナー層９を形成する。このトナー層９は図示しない２成分現像器によって樹脂層８に対してベタ現像をすることで形成したものである。
【００４３】
この基板Ａに間隔ｄ[μｍ]で対向するように基板Ｂを設置する。この基板Ｂは上記基板４と同様に構成され、表層３は以降の作業によってここに転移するトナーの量を光学的な測定装置（反射光濃度測定器）によって計測しやすいように白色のコート層とする。図７から、Ｖmax［Ｖ］／ｐ[μｍ]＝４であればいずれの条件でも安定なフレアを形成できるので、Ｖmax［Ｖ］／ｐ[μｍ]＝４となる４種の条件を用いて、基板Ｂへのトナー転移量の現像ギャップ（ｄ[μｍ]）依存性を調べると、図６に示すような結果が得られた。図１０のグラフの縦軸は、基板Ｂにおける表層３の光学濃度増加量を示しており、表層３にトナーが全く付着していない状態では、光学濃度増加量が０となる。同グラフにおいて、光学濃度増加量が０よりも大きくなっている結果が含まれているが、これは基板Ａの樹脂層８に付着していたトナー層９における一部のトナーが基板Ｂ上に形成される電界の影響を受けてトナー層９から基板Ｂの表層３に転移したためである。このような転移が発生すると、重ね合わせ現像において、先行する現像時に潜像担持体（例えば感光体）上に形成されたトナー層のトナーが、後続の現像時に後続色の現像装置内に転移して混色を引き起こしてしまう。また、先行する現像で得られた潜像担持体上の画像を乱してしまう。このような混色や画像の乱れを回避し得るのは、同グラフにおいて光学濃度増加量が０となっている条件である。そして、同グラフにより、かかる条件は、ピッチ間距離ｐが現像ギャップｄより小さいこと、すなわちｐ＜ｄであることがわかる。
【００４４】
これは、トナー担持体（基板Ｂ）上に形成される電界カーテンの影響が、潜像担持体（基板Ａ）上の静電潜像電場やトナー像に対して及ばない条件であると考えることができる。このような条件のもとでは、例えば１２００ｄｐｉや２４００ｄｐｉの孤立ドットをスキャベンジなしで正確に現像できるばかりでなく、上述したように、潜像担持体（基板Ａ）上でのトナー像重ねのような作像プロセスを利用する際にも、先に潜像担持体上に形成されているトナー像を乱すこと無く、且つ、現像装置内のトナーの混色を招くことも無く、非常に高画質なトナー像重ねを実現することができる。
【００４５】
像担持体に第一のトナー像が形成され、その上に順次に第二のトナー像、第三のトナー像を形成していくような作像プロセスにおいては、先に像担持体上に形成されているトナー像を乱さないような現像方式でなくてはいけない。
非接触一成分現像方式や、特許文献６に記載のトナークラウド現像方式を用いることで、像担持体上に順次に各色トナーを形成していくことは可能であるが、いずれの方式も、像担持体と現像ローラとの間には交番電界が形成されてしまうために、像担持体上に先に形成されたトナー像からトナーの一部が引き剥がされて現像装置に入り込んでしまう。
これによって、像担持体上の画像が乱されてしまうばかりでなく、現像装置内のトナーが混色するという問題も生じてしまう。これらは高画質画像を得るには致命的であり、この問題を解決する方法としては像担持体と現像ローラとの間には交番電場を形成しない方法で、クラウド現像を実現する必要がある。
【００４６】
このようなクラウド現像を実現できる方法としては、特許文献７や特許文献８に記載の方式が有効と考えられるが、これらに関しては、適当な条件の元で利用しないと全く効果が無い。
具体的には、条件が不適切であると、トナーをクラウド化させることができなくなる。更には、トナーをクラウド化させたとしても、重ね合わせ現像においては、先行する現像で得られた潜像担持体上のトナー層中のトナーを後続色の現像装置内に転移させ、画像の乱れや混色を引き起こしてしまう。
【００４７】
そこで、本実施形態に係る画像形成装置においては、上述した実験の結果に鑑みて、Ｖmax［Ｖ］／ｐ［μｍ］＞１という条件を具備させている。かかる構成では、トナーを確実にクラウド化せしめることができる。よって、本実施形態によれば、従来技術よりも高画質を実現でき、且つより小型にできる。
本実施形態では、上記現像装置２０１〜２０４のうち、少なくとも現像装置２０２〜２０４は上記条件を満たすクラウド現像方式の現像装置としている。
【００４８】
次に現像ローラ（以下、「トナー担持ローラ」ともいう）３１を詳細に説明する。
図１１に示すように、トナー担持体としてのトナー担持ローラ３１は、回転ローラ形状に形成したもので、移動方向にｐ[μｍ]のピッチで配列されて空間周期的に配置された複数の電極４１、４２、４３・・・からなる電極パターンにおける奇数番目の電極の集合体である奇数番目電極群におけるそれぞれの電極に接続された第１共通電極としての電極軸４０Ａを有している。
また、偶数番目の電極の集合体である偶数番目電極群におけるそれぞれの電極に接続された第２共通電極としての電極軸４０Ｂも有している。電極軸４０Ａは、トナー担持ローラ３１の回転軸線方向の一端側に位置する金属製の回転軸部材が第１共通電極として兼用されたものである。また、電極軸４０Ｂは、トナー担持ローラ３１の回転軸線方向の他端側に位置する金属製の回転軸部材が第２共通電極として兼用されたものである。これら電極軸４０Ａ、電極軸４０Ｂは、互いに絶縁状態を維持するように配設されており、それぞれ図示しない軸受けに回転自在に支持されている。そして、トナー担持ローラ３１の無端移動方向である回転方向の全周に渡って導電性表面を露出させている。
【００４９】
それぞれの電極軸４０Ａ、４０Ｂには、図示しない電極ブラシ等の摺擦接点部材によって交流電源からバイアス電位として交流電圧が印加される。この交流電圧は、図１２に示されるように、上述の奇数番目電極群を束ねた電極軸（４０Ａ）に印加される矩形波状のＡ相パルス電圧と、偶数番目電極群を束ねた電極軸（４０Ｂ）に印加される矩形波状のＢ相パルス電圧とからなる。これらＡ相パルス電圧、Ｂ相パルス電圧は、図示のように互いに逆位相になっており、単位時間あたりにおける平均電位は互いに同じである。なお、図１３に示すように、一方の電極軸に周波数ｆの矩形波状のパルス電圧を印加する一方で、もう一方の電極軸には、前記パルス電圧の平均電位となる直流電圧を印加しても、逆位相のパルス電圧を採用する場合と同様に、フレア現象を生起せしめることが可能である。
【００５０】
トナー担持ローラ３１は、図１４（ａ）に示すように、絶縁体であるアクリル樹脂の円筒５１に軸穴５２を設け、図１４（ｂ）に示すようにステンレス製の電極軸４０Ａ、４０Ｂを円筒５１の軸穴５２に圧入して電極軸４０Ａ、４０Ｂを奇数番目電極群４１、４３・・・、偶数番目電極群４２・・・にそれぞれ接続する。次に、図１５（ａ）〜（ｅ）に示す各工程でパターン電極を形成する。図１５はトナー担持ローラ３１の表面を回転軸に沿った方向に見た図である。図１５（ａ）に示す工程では、図１４に示す工程よって得られたローラ５１の表面を外周旋削によって平滑に仕上げる。図１５（ｂ）に示す工程では、溝のピッチが１００[μｍ]、溝幅が５０[μｍ]となるように溝５３の切削を行う。図１５（ｃ）に示す工程では、溝切削を行ったローラ５１に無電解ニッケル５４のメッキを施し、図１５（ｄ）に示す工程では、無電解ニッケル５４のメッキを施したローラ３１の外周を旋削して不要な導体膜を取り除く。この時点で電極４１、４２、４３・・・が溝５３の部分に互いに絶縁して形成される。その後、ローラ５１にシリコーン系樹脂をコーティングすることでローラ５１の表面を平滑にし、同時に表面保護層（厚み約５[μｍ]、体積抵抗率約１０１０[Ω・ｃｍ]）５５を形成してトナー担持ローラ３１を製作した。
図１６は、トナー担持ローラ３１を平面状に展開した状態を示す平面図である。
【００５１】
以下にトナーの円形度について説明する。
像担持体上には現像剤層が重なっているため多く付着しており、その現像剤を次の作像にかかるまでに転写する必要がある。そのためには、移動しやすい円形度が大きく移動しやすい現像剤を使いたい。
従来から使われている、円形度が小さい粉砕法で形成される現像剤は表面の凸凹が大きく不定形であるので、感光体との接触面積が大きくなり、非静電的な力が大きくなるため移動しにくいが、重合トナーなどの円形度の高い現像剤は、感光体との接触面積が小さくなり移動しやすい。
使用するトナーはフロー式粒子像測定器（ホソカワミクロン社製）で計測した円形度が（＞０．９６）を満たすトナーが望ましい。使用するトナーの円形度が（＞０．９６）になると搬送基板上のトナーの移動が安定し、ピッチムラの発生のない画像が形成できる。円形度がそれ以下のトナーでは、搬送速度が大きくなると（感光体線速１５０ｍｍ／ｓｅｃを超える）と、搬送基板に対する接触面がトナーによって変化してしまい非静電的付着力に差ができ均一な搬送が困難になり、均一な画像が得られなくなる。
【００５２】
画像ムラのランクと感光体線速、球形度の調査結果を図１７に示した。ここで、ランク４以上を画像ムラのない良好な画像と判断している。
ただし、逆に移動しやすいために帯電や書き込みによる電位に変動（電荷量が下がることによる）によって、画像部にあった現像剤が別の場所に移動しやすくなるが、先に示したように次段の帯電電位が、前段の帯電電位を超えないことによって、必要な現像剤像のままの画像転写が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の要部を示す図である。
【図２】現像装置の概要構成図である。
【図３】クラウド現像を行うための現像剤担持体としての現像ローラの概念図である。
【図４】現像剤担持体に印加する電圧の波形図である。
【図５】本発明に関する実験に用いた系を示す断面図である。
【図６】同系のフレア状態を示す断面図である。
【図７】同系の実験結果であるＶmax[Ｖ]／ｐ[μｍ]とフレア活性度との関係を示す特性図である。
【図８】同系の実験結果である表層の体積抵抗率とフレア活性度との関係を示す特性図である。
【図９】本発明に関する実験に用いた系を示す断面図である。
【図１０】同系の実験結果である現像ギャップと基板A上の光学濃度増加分との関係を示す特性図である。
【図１１】本発明の実施形態における現像剤担持体を示す斜視図である。
【図１２】現像剤担持体の電極に印加されるＡ相パルス電圧及びＢ相パルス電圧の特性を示す波形図である。
【図１３】現像剤担持体の電極に印加されるパルス電圧及び平均電圧の特性を示す波形図である。
【図１４】同現像剤担持体の製造工程の一部を示す断面図である。
【図１５】同現像剤担持体の製造工程の他の一部を示す断面図である。
【図１６】同現像剤担持体を平面状に展開した状態を示す展開図である。
【図１７】画像ムラのランクとトナーの円形度の関係を示す特性図である。
【図１８】感光体と現像剤の極性が同じ場合の多重現像方式の問題を説明するための模式図である。
【図１９】感光体と現像剤の極性が異なる場合の多重現像方式の原理を示す模式図である。
【図２０】感光体と現像剤の極性が異なる場合の多重現像方式の問題を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００５４】
８１ 像担持体としての感光体ドラム
３１ 現像剤担持体としての現像ローラ
１０１、１０２、１０３、１０４ 帯電装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多色画像形成方法、特に像担持体上で現像剤像を重ね合わせる多色画像形成方法、該多色画像形成方法を実施可能な複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ、これらのうち少なくとも１つを備えた複合機等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式で、現像剤（以下「トナー」と記す）の像を何層か重ね合わせて多色の画像を転写媒体に形成する方法は、トナー像をどこの行程で重ねるかによって大きく２つに分けられる。
１つ目は各色に対応する像担持体を持ち、各像担持体は１色のトナー像を形成し、像担持体に形成されたトナー像を、転写媒体あるいは中間転写体に転写する方法である。
この方法では、像担持体上には、1色のトナー像のみを形成するため、トナー像の形成は有利であるが、トナーの転写を繰り返すため、転写回数が増加し、転写時の重ね合わせずれ、転写時のトナー像の乱れなどが発生する。
一つの感光体にトナー像を形成し転写した後に同じ感光体上に別のトナー像を形成して転写する方法も、感光体上に一つのトナー像のみを形成するという点で同じ方式である。
また、上記１つ目の方式は、像担持体が各色の分（ＹＭＣＫの場合は４つ）必要であるため、装置が大きくなりやすい。
【０００３】
これに対し、２つ目の方式として、像担持体上で多色のトナー像を形成する方式がある。像担持体上で現像剤像を重ねる方式は、転写回数を減らすことができるので、画像の転写による乱れが少なくなる。また、像担持体が一つで、多色の現像剤像を形成することで小型化に有利である。
電子写真では、感光体上に、帯電・潜像形成・トナー像形成を行うが、感光体上にあるトナー像の上から帯電・露光するので、トナーが保持している電荷量が変わる。
帯電する感光体にトナーを用いて現像するときは以下のプロセスを行う。
（１）感光体を一様に帯電する。
（２）感光体に露光して画像部電位と非画像部電位の潜像を形成する。
（３）現像バイアスを画像部電位と非画像電位の間に設定し、地肌電位（ＶＧ）とコントラスト電位（ＶＰ）を形成する。
（４）現像剤を潜像に付着させる。
１〜４を繰り返して数層の多色トナー画像を感光体上に形成し、トナー像を形成した後に転写体に一括で転写する。
すなわち、初段帯電工程である帯電Ａによって感光体表面を一様に帯電し、露光Ａにより静電潜像を形成し、現像Ａによって初段のトナー像を形成する。次に、帯電Ｂによって感光体表面並びに初段トナー像を帯電し、露光Ｂによりトナー像越しに静電潜像を形成し、現像Ｂによって初段トナー像上に二段目トナー像を形成する。
これらの工程を複数回経ることで、感光体上に複数色のトナー像を形成する。ここで、前段のトナー像を破壊しないよう、帯電方式としては非接触帯電であるコロナ帯電方式などを、また現像方式としては非接触現像であるクラウド現像方式などを採用するのが好ましい。
【０００４】
【特許文献１】特許第２８９９８１５号公報
【特許文献２】特許第２７８２８７２号公報
【特許文献３】特開平８−２８６４５６号公報
【特許文献４】特許第３７０３５４７号公報
【特許文献５】特許第３２５０８５８号公報
【特許文献６】特開平３−１１３４７４号公報
【特許文献７】特開平３−２１９６７号公報
【特許文献８】特開２００２−３４１６５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような多重現像方式を高画質で成立させるための大きな課題として、前段で現像されたトナー像による影響を如何に低減するかがある。
トナー像による影響の中で最も大きな課題は、前段の現像工程によって形成されたトナー層が有する電位の影響を如何に取り除くかである。
図１８は、感光体とトナーが同極性の場合の多重現像方式の例である。
１段目の感光体を一様にマイナス帯電し露光によって潜像をマイナストナーによって現像し、トナー像を形成する。
次に２回目の帯電によって帯電すると、現像されたトナーのマイナス電荷による電位の上昇に加え、帯電によって更にトナーの電位が上昇し余計な表面電位が生成され、次に露光したときのコントラスト電位が小さくなってしまうという課題がある。
【０００６】
これに対して、図１９は、感光体とトナーの極性を変えた場合の多重現像方式の例である。
１段目で感光体を一様にプラス帯電し露光によって潜像を形成し、次にマイナストナーでトナー像を形成する。トナーの電荷はマイナスであるので、２色目の帯電でプラス帯電が印加され、トナーの電荷は相殺され、トナーによる電位形成の影響を少なくできる。
しかしながら、図２０に示したようなことが発生する。つまり、１段目の時は問題が無いが、２段目の帯電をするときに、１段目よりも大きな電位で帯電させてしまうと、トナーの極性が逆転して、２色面の露光時にトナーが移動してしまう、という不具合がある。
【０００７】
このようなトナー層電位の問題を克服すべく、トナー層の存在する部位と存在しない部位とで書き込み露光の条件を変える方法が提案されている（特許文献１）。このような方法によれば、原理的にはトナー層電位による不具合を解決することが可能であるが、例えば初段画像のエッジ部や微細なドット部に対して二段目以降の書き込み位置を厳密に制御することは、書き込み系そのものの精度や感光体駆動等の精度の点から非常に困難である。
また、特許文献２や、特許文献３、特許文献４においては、トナー層に対して２段もしくは３段のコロナ放電工程を施すことで、トナー層電位を低減する方法が提案されている。
しかしながら、コロナチャージャの数が増すとともに、コストアップやマシンの大型化が避けられない。
また、特許文献５には反転現像方式が提案されているが、トナーと感光体の極性が違う場合が想定されていない。
【０００８】
本発明は、像担持体上にトナー像形成を繰り返して行う場合の上記不具合を解消でき、安価で簡易な構成を実現できる多色画像形成方法及び画像形成装置の提供を、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明では、像担持体を均一に第1の帯電電位に帯電し露光することで第1の静電潜像を形成し、第１の現像剤を担持した現像剤担持体を前記像担持体に対向させて第1の静電潜像の現像を行い、続いて第１のトナー像を担持したまま、前記像担持体を第２の帯電電位で帯電し露光することで第２の静電潜像を形成し、第２の現像剤を担持した現像剤担持体を前記像担持体に対向させて非接触現像法を用いて第２の静電潜像の現像を行い、前記像担持体に２色以上の現像剤を担持させることを順次、数回繰り返し多色の現像剤像を形成した後に、転写、定着工程を経て画像を形成する多色画像形成方法において、前記像担持体の極性と現像剤の極性が互いに反対になっており、次段の帯電電位が前段の帯電電位を超えないこと特徴とする。
［課題］
コントラスト電位を形成するときに、現像剤の帯電の極性と、帯電電位を形成するコロナチャージャの極性が同じであると、現像剤の電荷が増加してしまい、現像剤像のある部分の電位が現像剤の無い部分よりも高くなってしまい、コントラスト電位が低下する。さらに第１の現像後の帯電によってトナー電荷が変化するため、トナーと像担持体との間に働く鏡像力が部分的に弱まり、現像剤が移動してしまうことを防止する。
【００１０】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の多色画像形成方法において、第２段以降の帯電を1つの帯電装置で行うことを特徴とする。
［課題］
多段の帯電と現像を繰り返す場合、小型・高速にするために現像装置と帯電装置を像担持体上に複数設置しなくてはならないために、各段の帯電装置を小さくする。
請求項３記載の発明では、請求項１又は２記載の多色画像形成方法において、前記帯電装置が、ＤＣスコロトロン帯電装置であることを特徴とする。
［課題］
像担持体上に現像剤層が形成された部分と現像剤層が形成されていない部分があるが、双方の電位を一定にする。
請求項４記載の発明では、請求項１〜３のいずれかに記載の多色画像形成方法において、前記像担持体が正帯電、現像剤が負帯電であることを特徴とする。
［課題］
像担持体上の電位を一定にする。
【００１１】
請求項５記載の発明では、請求項１〜４のいずれかに記載の多色画像形成方法において、２段目以降の現像が、フレア現像装置によりなされることを特徴とする。
［課題］
第２段目以降の混色を防止する。
請求項６記載の発明では、請求項１〜５のいずれかに記載の多色画像形成方法において、現像剤の円形度が、０．９６以上であることを特徴とする。
［課題］
像担持体上に現像剤層が多層形成されると、結果として付着量が大きくなり、転写が困難になり、画像ムラが増加するのでこれを抑制する。
請求項７記載の発明では、画像形成装置において、請求項１〜６のいずれかに記載の多色画像形成方法を実施可能であることを特徴とする。
［課題］
小型の多色画像形成装置にするために、部品点数を少なくする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の発明によれば、像担持体上の現像剤は、像担持体上の現像剤に係るコロナ帯電によって電荷が誘起されるが、電荷量が低下することによる現像剤と像担持体の鏡像力が低下することを防止でき、現像剤は電荷量を保持できるので、現像剤の移動を防止することができる。
現像剤の極性と帯電の極性が反対になるので、現像剤の帯電によって発生する電荷の増加による電位上昇が抑えられる。
請求項２記載の発明によれば、各色の帯電装置を集約して一段にすることにより、一つの像担持体に多数の画像形成部材を並べることができ、多色画像形成装置を小さくすることができる。
請求項３記載の発明によれば、収束電極を持った帯電装置であるため、現像剤層のある部分も現像剤層が無く像担持体が剥き出しになっている部分も表面の電位を同等にすることができる。
請求項４記載の発明によれば、一般に知られているように、負帯電の帯電装置よりも正帯電の帯電装置のほうが、より安定なコロナ放電を形成するため、像担持体に対する電位の変動を小さくすることができ、画像を安定させることができる。
請求項５記載の発明によれば、スキャベンジのないクラウド現像のため混色を防止できる。
請求項６記載の発明によれば、接触面積が小さいので転写しやすくなり、多色の現像剤を良好な画像を維持したままで転写することが可能になる。
請求項７記載の発明によれば、部品点数を抑え高速・高画質の多重現像画像形成装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
図１に多色画像形成装置の主要部を示し、これについて説明する。像担持体としてアルミ素管をベースとした剛体の有機感光体ドラム（以下「感光体ドラム」という）を用いた。この感光体ドラム８１の周囲には、クリーニング装置８５、帯電装置１０１、露光装置（図示せず）、現像装置２０１、帯電装置１０２、現像装置２０２、帯電装置１０３、現像装置２０３、帯電装置１０４、現像装置２０４、転写前帯電装置８２の順に配設されている。
各々の現像装置は現像剤として負帯電トナーを現像領域（感光体と対向している領域）にある搬送量で運んでいる。
このときの被転写体は転写紙で、図示しない給紙トレイより転写紙を感光体ドラム８１と転写装置８３との対向部に向けて給紙する給紙搬送装置（図示なし）と、トナー像を転写された転写紙が感光体ドラム８１から分離した後、トナー像を転写紙に定着する定着装置（図示なし）とを備えている。符号８４は、クリーニング前帯電装置を示している。
【００１４】
上記構成の多色画像形成装置において、矢印方向に回転する感光体ドラム８１の表面は、帯電装置で一様に帯電された後、露光装置により画像情報に基づいて変調されたレーザー光線が感光体軸方向にスキャンされて照射され露光される。
これにより、感光体ドラム８１上に静電潜像が形成される。感光体ドラム８１上に形成された静電潜像は、現像装置２０１と対向する現像領域において、現像装置２０１により帯電したトナーを付着させることで現像され、１色目のトナー像となる。
１色目のトナーの付着量は０．３ｍｇ／ｃｍ２以下が望ましい。付着量が少なくなると、トナーに覆われていない表面の空間が増える。この場合のように１色目のトナーが少ないと２色目現像時の帯電電位で、トナーありとトナー無しの差を小さくすることができるので、より効果的である。
【００１５】
トナー付着量を少なくすることの効果は、トナー電位の上昇を抑えることだけではなく、帯電装置のイオンがトナーから回り込んで感光体ドラム８１の表面に到達するので、感光体ドラム８１の表面電位のチャージが相殺され、トナーのある無しにかかわらずトナー層電位によるコントラスト電位の減少の影響を小さくすることができる。
【００１６】
感光体上でトナーを帯電・露光を繰り返して、多層のトナー層を形成するときに、まず、感光体を一様に帯電し、ポテンシャル差を利用して現像装置から感光体に正あるいは負に帯電したトナーを付着させる。
帯電したトナーは、クーロン力で感光体に引き付けられ、付着したときにトナーの持っている電荷によって鏡像力とファンデルワールス力などの非静電的な付着力で感光体に付着している。
マイナス帯電の感光体上で、マイナストナー層を重ねる現在の主流である有機感光体を使用する反転現像の場合は、マイナスに帯電させた感光体にマイナストナーを付着させ、次のトナー層を形成するときには感光体にマイナス帯電をさせる。
このときのトナーは、マイナスであって、帯電時に感光体とともにマイナスの電荷が与えられる。そのため、感光体に付着する鏡像力は増加しトナーは移動しない。
つまりトナーと同極性の電荷が与えられるので、帯電後の露光で電位が小さくなってもトナーの露光時のチリは発生しにくい。
【００１７】
ところが、トナーの極性と反対の極性に帯電させる場合には、トナーの電荷をなくす方向に帯電させることになる。そのため、トナーの鏡像力が小さくなり、感光体表面に電位差ができるとトナーが移動してしまう。
しかしながら、トナーと感光体を同極性にした場合、トナーに残った電荷によってトナー電位が形成され、トナー層上の電位が高くなり、コントラスト電位が下がってしまう。
特許文献２や、特許文献３、特許文献４のように帯電電位を高くしてしまうとトナーの電荷が無くなりトナーが移動しやすくなってしまう。像の場合、元々トナーが持っている極性と逆極性に帯電させるので、トナーの電荷が小さくなり感光体との鏡像力が低下する。また帯電装置が多く必要になり、小型化に不利になってしまう。
鏡像力が低下したトナー領域に露光すると、トナーは図２０に示したように露光した部分から排除するように電界の力が働く。そのため、露光によって形成される電位が深いほど移動しやすくなる。
【００１８】
続いて、感光体ドラム８１の表面にトナー像が形成された状態で、同一の感光体に２色目の帯電を行う。
２色目の帯電は、１色目の帯電電位を越えない条件で帯電を行う。例えば、１色目を６００Ｖで帯電させた場合には、２色目の帯電を６００Ｖ以下にする。１色目の帯電を超えない場合は、トナーの電荷を完全には除電しないので、露光時の逆帯電によるトナー移動を避けることができる。
次に、現像装置２０２の前に２色目の変調されたレーザー光線が感光体ドラムの軸方向にスキャンされて照射され露光される。これにより、感光体ドラム上に２色目の静電潜像が形成される。
３段目４段目の帯電も、２段目の行程と同様にすることよって、多色（通常はＹＭＣＫの４色）の画像を形成することができる。
【００１９】
また、各段の帯電装置を１段にすることによって感光体ドラムの周りに必要な帯電装置が少なくなり小型化が可能になる。
続いて、感光体ドラム上に形成された静電潜像は、現像装置２０２と対向する現像領域において、現像装置２０２により帯電したトナーを付着させることで現像され、２色目のトナー像となる。
２色目の現像装置の方式は、１色目のトナー像を乱さないために非接触現像でトナー像を形成する。以下３色目、４色目も同様に露光と現像を順次行い、現像はすでに形成されたトナー像を乱さないように非接触現像でトナー像を形成する。
このときに接触現像で、２色目以降の現像を行ってしまうと、現像時に先に像担持体上に形成されているトナー像から接触によってトナーが離脱する、或いは別の場所に、移動してしまうなどの不具合が発生してしまう。
【００２０】
また、形成されたトナー層は、帯電工程を数回経たものと受けていない現像剤があるため、転写前帯電装置８２によって、トナーの極性を揃えることが望ましい。
一方、転写紙は図示しない給紙搬送装置で給紙・搬送され、所定のタイミングで感光体ドラム８１と転写装置８３とが対向する転写部に送出・搬送される。そして、転写装置８３により、転写紙に感光体ドラム上のトナー像とは逆極性の電荷を付与することで、感光体ドラム上に形成された４色のトナー像が転写紙に転写される。
次いで、転写紙は、感光体ドラムから分離され、図示しない定着装置に送られ、定着装置でトナー像が定着された転写紙が出力される。転写装置でトナー像が転写された後の感光体ドラムの表面は、クリーニング装置８５でクリーニングされ、感光体ドラム上に残ったトナーが除去される。
【００２１】
帯電装置としてのコロナ帯電器は、トナー層の有無にかかわらず感光体ドラムに与える電位を均す作用をするグリッド電位で制御されたイオンを放出できるＤＣスコロトロン帯電器が望ましい。
正帯電の感光体ドラムと負帯電のトナーを使用すると各段の帯電装置は正イオン放電式のコロナ帯電器になる。
正イオン放電式のコロナ帯電器を利用すると、負イオン放電式に比べてオゾン発生量が非常に少なく、感光体への悪影響（表面劣化や高湿時の像流れなど）に対して非常に有利であり、且つ機外に排出されてしまうオゾンも非常に少ない。
【００２２】
本発明の現像剤に用いられる樹脂はポリエステル、ポリオール、スチレンアクリル等のバインダー樹脂等が使用できる。また離型剤としてのワックス類は、従来公知のものが使用できる。
例えば、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン等の低分子量ポリオレフィンワックス、フィッシャー・トロプシュワックス等の合成炭化水素系ワックス、密ロウ、カルナウバワックス、キャンデリラワックス、ライスワックス、モンタンワックス等の天然ワックス類、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス等の石油ワックス類、ステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸等の高級脂肪酸及び高級脂肪酸の金属塩、高級脂肪酸アミド等及びこれらの各種変性ワックスが挙げられる。
これらは１種又は２種以上を併用して用いることが出きるが、特に脱遊離脂肪酸型カルナウバワックス、モンタンワックス及び酸化ライスワックスを単独又は組み合わせて使用する事により良好な離型性を得ることができる。ここで、カルナウバワックスとしては、微結晶であり、酸価が５以下であり、結着樹脂中に分散した時の粒子径が１μｍ以下であるものが特に好ましい。
また、モンタンワックスについては、一般に鉱物より精製されたモンタン系ワックスを指し、カルナウバワックス同様、微結晶であり、酸価が５〜１４であるものが特に好ましい。また、酸化ライスワックスは、米ぬかワックスを空気酸化したものであり、その酸価が１０〜３０であるものが特に好ましい。
【００２３】
さらに、この時の離型剤の融点が８０〜１２５℃であることが特に好ましい。融点を８０℃以上にすることにより耐久性が優れたトナーとすることができ、また、融点を１２５℃以下とすることにより定着時に速やかに溶融し、確実な離型効果を発揮できる。
これらの離型剤の含有量は、結着樹脂１００重量部に対して、通常１〜１５重量部、好ましくは、２〜１０重量部である。１重量部以下ではオフセット防止効果が不十分であり、１５重量部以上では転写性、耐久性等が低下する。
なお、本発明の構成により、表面に露出する離型剤が極めて少なくなることから、離型剤の針入度については特に限定されないが、好ましくは５以下である。
また、本発明で使用されるトナーは、必要に応じて、着色剤、帯電制御剤、磁性体、添加剤等を加えることも可能である。
【００２４】
用いられる着色剤としては、公知の染料及び顔料が使用できる。黄色系着色剤としては、例えば、ナフトールイエローＳ、ハンザイエロー（１０Ｇ、５Ｇ、Ｇ）、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー、（ＧＲ、Ａ、ＲＮ、Ｒ），ピグメントイエローＬ、ベンジジンイエロー（Ｇ、ＧＲ）、パーマネントイエロー（ＮＣＧ）、バルカンファストイエロー（５Ｇ、Ｒ）、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローＢＧＬ、ベンズイミダゾロンイエロー、イソインドリノンイエロー等が挙げられる。
赤色系着色剤としては、例えば、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド４Ｒ、パラレッド、ファイヤーレッド、パラクロロオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットＧ、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーミンＢＳ、パーマネントレッド（Ｆ２Ｒ、Ｆ４Ｒ、ＦＲＬ、ＦＲＬＬ、Ｆ４ＲＨ）、ファストスカーレットＶＤ、ベルカンファストルビンＢ、ブリリアントスカーレットＧ、リソールルビンＧＸ、パーマネントレッド（Ｆ５Ｒ、ＦＢＢ）、ブリリアントカーミン６Ｂ、ピグメントスカーレット３Ｂ、ボルドー５Ｂ、トルイジンマルーン、パ−マネントボルドーＦ２Ｋ、ヘリオボルドーＢＬ、ボルドー１０Ｂ、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、ローダミンレーキＹ、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドＢ、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ等が挙げられる。
【００２５】
青色系着色剤としては、例えば、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー（ＲＳ、ＢＣ）、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンＢ、ナフトールグリーンＢ、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン等が挙げられる。
黒色系着色剤としては、例えば、カーボンブラック、オイルファーネスブラック、チャンネルブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、アニリンブラック等のアジン系色素、金属塩アゾ色素、金属酸化物、複合金属酸化物等が挙げられる。
その他の着色剤としては、チタニア、亜鉛華、リトボン、ニグロシン染料、鉄黒等が挙げられる。
これらの着色剤の含有量は結着樹脂１００重量部に対して、通常１〜３０重量部の範囲内である。
【００２６】
用いられる帯電制御剤としては、まず、トナーを正帯電性に制御するものとして、ニグロシン及びその変成物、トリブチルベンジルアンモニウム−１−ヒドロキシ−４−ナフトスルフォン酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレート等の四級アンモニウム塩、ジブチルスズオキサイド、ジオクチルスズオキサイド、ジシクロヘキシルスズオキサイド等のジオルガノスズオキサイド、ジブチルスズボレート、ジオクチルスズボレート、ジシクロヘキシルスズボレート等のジオルガノスズボレート等が挙げられる。
また、トナーを負帯電性に制御するものとして、サリチル酸金属錯体や塩類、有機ホウ素塩類、カリックスアレン系化合物等が挙げられる。
これらは、それぞれ単独あるいは２種類以上組み合わせて用いることも可能である。
これらの帯電制御剤の含有量は結着樹脂１００重量部に対して、０．５〜８重量部が好ましい。
【００２７】
更に、現像剤は、磁性体を含有させ、磁性トナーとしても使用することもできる。
具体的な磁性体としては、マグネタイト、ヘマタイト、フェライト等の酸化鉄、コバルト、ニッケルのような金属あるいはこれら金属とアルミニウム、銅、鉛、マグネシウム、スズ、亜鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、カドミウム、カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タングステン、バナジウムのような金属との合金及びその混合物等が挙げられる。
これらの磁性体は平均粒径が０．１〜２μｍ程度のものが望ましく、このときの磁性体の含有量は、結着樹脂１００重量部に対して２０〜２００重量部、特に好ましくは結着樹脂１００重量部に対して４０〜１５０重量部である。
【００２８】
用いられる添加剤としては、従来公知のものが使用できるが、具体的には、Ｓｉ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｎｉ，Ｍｎ，Ｗ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｚｎ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｖ，Ｚｒ等の酸化物や複合酸化物等が挙げられ、特にＳｉ，Ｔｉ，Ａｌの酸化物であるシリカ、チタニア、アルミナが好適に用いられる。
また、このときの添加剤の添加量は、母体粒子１００重量部に対して０．５〜１．８重量部であることが好ましく、特に好ましくは、０．７〜１．５重量部である。
添加剤の添加量が、０．５重量部未満であると、トナーの流動性が低下するため、十分な帯電性が得られず、また、転写性や耐熱保存性も不十分となり、また、地汚れやトナー飛散の原因にもなりやすい。
また１．８重量部より多いと、流動性は向上するものの、ビビリ、ブレードめくれ等の感光体クリーニング不良や、トナーから遊離した添加剤による感光体等へのフィルミングが生じやすくなり、クリーニングブレードや感光体等の耐久性が低下し、定着性も悪化する。さらに、細線部におけるトナーのチリが発生しやすくなり、特に、フルカラー画像における細線の出力の場合には、少なくとも２色以上のトナーを重ねる必要があり、付着量が増えるため、特にその傾向が顕著である。
【００２９】
さらに、カラートナーとして用いる場合には、添加剤が多く含有されていると、透明シートに形成されたトナー画像をオーバーヘッドプロジェクターで投影した場合に投影像にかげりが生じ、鮮明な投影像が得られにくくなる。
ここで、添加剤の含有量の測定には種々の方法があるが、蛍光Ｘ線分析法で求めるのが一般的である。すなわち、添加剤の含有量既知のトナーについて、蛍光Ｘ線分析法で検量線を作成し、この検量線を用いて、添加剤の含有量を求めることができる。
さらに、本発明に用いられる添加剤は、必要に応じ、疎水化、流動性向上、帯電性制御等の目的で、表面処理を施されていることが好ましい。
ここで、表面処理に用いる処理剤としては、有機系シラン化合物等が好ましく、例えば、メチルトリクロロシラン、オクチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン等のアルキルクロロシラン類、ジメチルジメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン等のアルキルメトキシシラン類、ヘキサメチルジシラザン、シリコーンオイル等が挙げられる。
また、処理方法としては、有機シラン化合物を含有する溶液中に添加剤を漬積し乾燥させる方法、添加剤に有機シラン化合物を含有する溶液を噴霧し乾燥させる方法等があるが、本発明においては、いずれの方法も好適に用いることができる。
現像剤の体積平均粒径の範囲は３〜１２μｍが好適であるが、本実施例では６μｍであり、１２００ｄｐｉ以上の高解像度の画像にも十分対応することが可能である。
【００３０】
図２に現像装置の構成の概略を示し、これに基づいて説明する。ここでは、シアン色のトナーで現像する現像装置２０３を代表して説明する。感光体ドラム８１の回転方向における現像装置２０３の上流側には、マゼンタの画像が存在している。
現像装置２０３の内部には、感光体ドラム８１側から、現像剤搬送手段としての現像ローラ３１、現像剤供給手段としての磁気ブラシローラ３２、スクリュ状の攪拌・搬送部材３３、３４が配設されている。
ケーシング内の現像剤（トナー）は、磁性粒子と共に攪拌・搬送部材３３、３４、磁気ブラシローラ３２の回転力で攪拌され、前記磁性粒子との摩擦帯電により電荷が付与される。
このように摩擦帯電されたトナーを含む現像剤の一部が磁気ブラシローラ３２上に担持される。磁気ブラシローラ３２上の現像剤は、現像剤規制手段３５で層厚が規制された後、トナー供給領域で現像ローラ３１に接触する。
このトナー供給領域で、磁気ブラシローラ３２上の現像剤から一定量のトナーのみが分離されて現像ローラ３１に供給され、残りのトナー（現像剤）は、攪拌・搬送部材３３、３４による撹拌部に戻される。
このときのトナー供給量は、現像ローラ３１と磁気ブラシローラ３２との間に形成される間隙、回転速度等により制御することができる。
また、磁気ブラシローラ３２より供給されたトナーを担持した現像ローラ３１は、現像領域で感光体ドラム８１に接触するように配設されている。
【００３１】
現像ローラ３１の軸部には、現像領域に現像電界を形成するための現像バイアスを印加する不図示の電源が接続されている。磁気ブラシローラ３２のスリーブには、トナー供給領域にトナー供給用電界を形成するためのトナー供給バイアスを印加する不図示の電源が接続されている。
図３にトナー担持ローラとしての現像ローラ３１の概念図を示す。支持基盤上に空間周期的なアルミ蒸着により、ローラ上に電極Ａと電極Ｂを交互に形成し表面を樹脂コートで覆っている。但し、この周期的な電極の構成方法はこれに限ったものではない。
図４に示すように、周期的な電極に交互に、異なる波形の電圧Ｖａと電圧Ｖｂを印加した時のトナークラウドの状態を図６に示す。ＶａとＶｂは図４に示すように時間的に逆向きである（位相が１８０度ずれている）ようにする。
【００３２】
すると、Ｖａを印加した電極とＶｂを印加した電極の間に振動電界が形成される。よって、トナーはＶａを印加した電極とＶｂを印加した電極の間をホッピングして、クラウド状態（トナーが浮遊している状態）が形成される。このようにして現像ローラ３１上にトナーをクラウド状態として担持できる。
なお、図４ではＶａとＶｂは矩形波として示したが、正弦波で形成される通常の交流電圧であってもよい。また、ここでは周期的な電極を２分割して交互に異なる波形の電圧を印加したが、振動電界が形成されてトナーがホッピングしてクラウド状態を形成できる条件ならば３分割以上に分割してそれぞれに異なる波形の電圧を印加するように構成してもよい。
【００３３】
本実施例では、ＶａとＶｂには、交流成分がピーク間電圧６００［Ｖ］、周波数１［ｋＨｚ］の矩形波で、＋２００［Ｖ］の直流成分を重畳した電圧を印加する。現像領域で潜像へのトナーによる現像のきっかけとなる現像バイアスは、この電圧の時間平均値であり、＋２００［Ｖ］である。
【００３４】
以下に、クラウド現像の原理及びその原理を用いた現像装置を説明する。
まず、クラウド現像の原理（実験）について説明する。図５に示すように、ガラス基板１上にアルミニウムを蒸着することによって、ｐ[μｍ]のピッチで移動方向に配列された複数の電極２１、２２、２３・・・からなる電極バターン２を形成し、その上に保護層３として厚み約３[μｍ]、体積抵抗率約１０１０[Ω・ｃｍ]の樹脂コートを施したものを形成してトナー担持体としての基板４を構成し、この基板４の上には、帯電させたトナー層５を形成する。
【００３５】
このトナー層５は、基板４に対して図示しない２成分現像器によってベタ画像を薄層に現像することによって形成した。トナーはポリエステル系の粒径約６[μｍ]のものを使い、基板４上に薄層に形成された状態でのトナーの帯電量は約−２２[μＣ／ｇ]であった。この状態のトナー層５に対して、図６に示すように、奇数番目の電極２１、２３・・・の集合体である奇数番目電極群に交流電源６から交流電圧を印加する一方で、偶数番目の電極２２・・・の集合体である偶数番目電極群に前記交流電圧とは逆位相の交流電圧を印加すると、トナー５は奇数番目電極群２１、２３・・・と偶数番目電極群２２・・・を往復するような運動を行う。この現象を以下、フレア（あるいはフレア現象）と呼ぶ。また、フレア現象を引き起こしている状態をフレア状態という。
【００３６】
電極２１、２２、２３・・・のピッチがそれぞれ５０、１００、２００及び４００[μｍ]である４種類の基板４を用いて、交流電源６から電極２１、２２、２３・・・間に印加する交流電圧のプラス側ピーク値とマイナス側ピーク値との差分の絶対値であるＶmax［Ｖ］を何点かに振りながら（変えながら）、フレアの活性度を高速度カメラで観察したところ、図７に示すような結果を得た。因みに、電極２１、２２、２３・・・の幅と、電極２１、２２、２３・・・の隣同士の距離は、電極２１、２２、２３・・・のピッチの１／２となるようにした。
【００３７】
ここで、フレアの活性度とは、基板４の表面に張り付いて動かないトナーの様子を観察することで約５段階の官能評価により求められたものである。図７から、Ｖmaxやｐの値に関わらず、Ｖmax［Ｖ］／ｐ[μｍ]によってフレアの活性度がほぼ一義的に得られることが確認できる。そして、Ｖmax［Ｖ］／ｐ[μｍ]＞１の時にフレアが活性化し始めて、Ｖmax［Ｖ］／ｐ[μｍ]＞３ではフレアが完全に活性化していることが分かる。
【００３８】
また、基板４表面の電気的特性の影響を調べるために、基板４の表層３の体積抵抗率を何点か振って（変えて）、同様にフレア活性度を確認した。表層３に用いた材料はシリコーン系樹脂であり、そこに分散されるカーボン微粒子の量を変更することにより、１０７〜１０１４[Ω・ｃｍ]の体積抵抗率の保護層（厚みは約５[μｍ]）３を形成した。代表的なものとして、電極２１、２２、２３・・・のピッチが５０[μｍ]のものを使って、上述と同様の実験をしたところ、図８に示す結果を得た。
【００３９】
この結果から、表層３の体積抵抗率が１０９〜１０１２[Ω・ｃｍ]の範囲にあることが適正であることが確認できる。これは、体積抵抗率が非常に高い表層３を用いると、飛翔を繰り返すトナーと表層３との摩擦によって基板４の表面が帯電したままになってしまう。そして、この帯電により、基板の表面電位が変動して、現像に寄与するバイアスを不安定にしてしまう。また、逆にあまりに表層３の導電性が高いと、電極２１、２２、２３・・・間で電荷のリーク（ショート）が発生してしまうために、効率的なバイアス効果が得られなくなるからである。表層３は、基板４の表面に蓄積した電荷が電極群２１、２２、２３・・・にうまく逃げられるように、適当な抵抗率（体積抵抗率で１０９〜１０１２[Ω・ｃｍ]）となっている必要がある。なお、この体積抵抗率の最適範囲は、図６に示す装置を具備する実験設備を用いた実験によって得られたものである。図６に示す装置に代えて、現像ローラを備える現像装置の場合には、最適範囲が前述のものと変わってくることもある。このような場合には、その現像装置における体積抵抗率の最適範囲を実験によって調べた上で、適切な体積抵抗率に調整することが望ましい。
【００４０】
本発明者らは、基板４の表面の摩擦帯電特性の影響を調べるために、表層３をシリコーン系樹脂及びフッ素系樹脂の２種類として上記と同様なフレア活性度観察を行った。表層３は、カーボン微粒子を微量分散させることにより、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂のいずれのコート層としても体積抵抗率を１０１１〜１０１２[Ω・ｃｍ]とした。交流電源６から電極２１、２２、２３・・・に交番バイアスを印加してフレア活性度を観察すると、表層３がシリコーン系樹脂の場合は長時間フレア状態を維持していたが、表層３がフッ素系樹脂の場合は直ぐにフレアが消滅しトナーが基板４に張り付いたままとなってしまった。
【００４１】
上記観察後に、基板４上のトナーの帯電量を測定したところ、表層３がシリコーン系樹脂の場合には基板４上のトナーの帯電量は初期に比べて若干の低下がみられただけであったが、表層３がフッ素系樹脂の場合には基板４上のトナーの帯電量はトナーの電荷がほとんど無くなっていた。試しに、帯電していないトナーをそれぞれの表層３の表面に擦り付けてみたところ、表層３がシリコーン系樹脂の場合にはトナーが正規の極性の摩擦電荷を得られたのに対し、表層３がフッ素系樹脂の場合にはほとんど摩擦電荷を得られないばかりか若干逆の極性となっていた。つまり、フレア現象は、トナーと基板４の表面とが無数回衝突するプロセスであるため、表層３の材料はトナーの電荷を奪ってしまうものではなく、トナーに正規の電荷を与えられる材質であることが好ましいことが理解できる。これは材料の摩擦帯電系列に習うものであり、表層３の材料としては、例えばガラス系のものや、２成分現像剤のキャリアコートに使用されている材料を用いることが好ましい。
【００４２】
次に、図９に示すような系での実験結果について説明する。基板Ａはアルミニウムからなる基板７の上に厚み約２０[μｍ]の樹脂層（これは感光体を想定したもの）８を形成することで構成する。基板７は接地し、樹脂層８にはベタ画像相当の０．４［ｍｇ／ｃｍ２］のトナー層９を形成する。このトナー層９は図示しない２成分現像器によって樹脂層８に対してベタ現像をすることで形成したものである。
【００４３】
この基板Ａに間隔ｄ[μｍ]で対向するように基板Ｂを設置する。この基板Ｂは上記基板４と同様に構成され、表層３は以降の作業によってここに転移するトナーの量を光学的な測定装置（反射光濃度測定器）によって計測しやすいように白色のコート層とする。図７から、Ｖmax［Ｖ］／ｐ[μｍ]＝４であればいずれの条件でも安定なフレアを形成できるので、Ｖmax［Ｖ］／ｐ[μｍ]＝４となる４種の条件を用いて、基板Ｂへのトナー転移量の現像ギャップ（ｄ[μｍ]）依存性を調べると、図６に示すような結果が得られた。図１０のグラフの縦軸は、基板Ｂにおける表層３の光学濃度増加量を示しており、表層３にトナーが全く付着していない状態では、光学濃度増加量が０となる。同グラフにおいて、光学濃度増加量が０よりも大きくなっている結果が含まれているが、これは基板Ａの樹脂層８に付着していたトナー層９における一部のトナーが基板Ｂ上に形成される電界の影響を受けてトナー層９から基板Ｂの表層３に転移したためである。このような転移が発生すると、重ね合わせ現像において、先行する現像時に潜像担持体（例えば感光体）上に形成されたトナー層のトナーが、後続の現像時に後続色の現像装置内に転移して混色を引き起こしてしまう。また、先行する現像で得られた潜像担持体上の画像を乱してしまう。このような混色や画像の乱れを回避し得るのは、同グラフにおいて光学濃度増加量が０となっている条件である。そして、同グラフにより、かかる条件は、ピッチ間距離ｐが現像ギャップｄより小さいこと、すなわちｐ＜ｄであることがわかる。
【００４４】
これは、トナー担持体（基板Ｂ）上に形成される電界カーテンの影響が、潜像担持体（基板Ａ）上の静電潜像電場やトナー像に対して及ばない条件であると考えることができる。このような条件のもとでは、例えば１２００ｄｐｉや２４００ｄｐｉの孤立ドットをスキャベンジなしで正確に現像できるばかりでなく、上述したように、潜像担持体（基板Ａ）上でのトナー像重ねのような作像プロセスを利用する際にも、先に潜像担持体上に形成されているトナー像を乱すこと無く、且つ、現像装置内のトナーの混色を招くことも無く、非常に高画質なトナー像重ねを実現することができる。
【００４５】
像担持体に第一のトナー像が形成され、その上に順次に第二のトナー像、第三のトナー像を形成していくような作像プロセスにおいては、先に像担持体上に形成されているトナー像を乱さないような現像方式でなくてはいけない。
非接触一成分現像方式や、特許文献６に記載のトナークラウド現像方式を用いることで、像担持体上に順次に各色トナーを形成していくことは可能であるが、いずれの方式も、像担持体と現像ローラとの間には交番電界が形成されてしまうために、像担持体上に先に形成されたトナー像からトナーの一部が引き剥がされて現像装置に入り込んでしまう。
これによって、像担持体上の画像が乱されてしまうばかりでなく、現像装置内のトナーが混色するという問題も生じてしまう。これらは高画質画像を得るには致命的であり、この問題を解決する方法としては像担持体と現像ローラとの間には交番電場を形成しない方法で、クラウド現像を実現する必要がある。
【００４６】
このようなクラウド現像を実現できる方法としては、特許文献７や特許文献８に記載の方式が有効と考えられるが、これらに関しては、適当な条件の元で利用しないと全く効果が無い。
具体的には、条件が不適切であると、トナーをクラウド化させることができなくなる。更には、トナーをクラウド化させたとしても、重ね合わせ現像においては、先行する現像で得られた潜像担持体上のトナー層中のトナーを後続色の現像装置内に転移させ、画像の乱れや混色を引き起こしてしまう。
【００４７】
そこで、本実施形態に係る画像形成装置においては、上述した実験の結果に鑑みて、Ｖmax［Ｖ］／ｐ［μｍ］＞１という条件を具備させている。かかる構成では、トナーを確実にクラウド化せしめることができる。よって、本実施形態によれば、従来技術よりも高画質を実現でき、且つより小型にできる。
本実施形態では、上記現像装置２０１〜２０４のうち、少なくとも現像装置２０２〜２０４は上記条件を満たすクラウド現像方式の現像装置としている。
【００４８】
次に現像ローラ（以下、「トナー担持ローラ」ともいう）３１を詳細に説明する。
図１１に示すように、トナー担持体としてのトナー担持ローラ３１は、回転ローラ形状に形成したもので、移動方向にｐ[μｍ]のピッチで配列されて空間周期的に配置された複数の電極４１、４２、４３・・・からなる電極パターンにおける奇数番目の電極の集合体である奇数番目電極群におけるそれぞれの電極に接続された第１共通電極としての電極軸４０Ａを有している。
また、偶数番目の電極の集合体である偶数番目電極群におけるそれぞれの電極に接続された第２共通電極としての電極軸４０Ｂも有している。電極軸４０Ａは、トナー担持ローラ３１の回転軸線方向の一端側に位置する金属製の回転軸部材が第１共通電極として兼用されたものである。また、電極軸４０Ｂは、トナー担持ローラ３１の回転軸線方向の他端側に位置する金属製の回転軸部材が第２共通電極として兼用されたものである。これら電極軸４０Ａ、電極軸４０Ｂは、互いに絶縁状態を維持するように配設されており、それぞれ図示しない軸受けに回転自在に支持されている。そして、トナー担持ローラ３１の無端移動方向である回転方向の全周に渡って導電性表面を露出させている。
【００４９】
それぞれの電極軸４０Ａ、４０Ｂには、図示しない電極ブラシ等の摺擦接点部材によって交流電源からバイアス電位として交流電圧が印加される。この交流電圧は、図１２に示されるように、上述の奇数番目電極群を束ねた電極軸（４０Ａ）に印加される矩形波状のＡ相パルス電圧と、偶数番目電極群を束ねた電極軸（４０Ｂ）に印加される矩形波状のＢ相パルス電圧とからなる。これらＡ相パルス電圧、Ｂ相パルス電圧は、図示のように互いに逆位相になっており、単位時間あたりにおける平均電位は互いに同じである。なお、図１３に示すように、一方の電極軸に周波数ｆの矩形波状のパルス電圧を印加する一方で、もう一方の電極軸には、前記パルス電圧の平均電位となる直流電圧を印加しても、逆位相のパルス電圧を採用する場合と同様に、フレア現象を生起せしめることが可能である。
【００５０】
トナー担持ローラ３１は、図１４（ａ）に示すように、絶縁体であるアクリル樹脂の円筒５１に軸穴５２を設け、図１４（ｂ）に示すようにステンレス製の電極軸４０Ａ、４０Ｂを円筒５１の軸穴５２に圧入して電極軸４０Ａ、４０Ｂを奇数番目電極群４１、４３・・・、偶数番目電極群４２・・・にそれぞれ接続する。次に、図１５（ａ）〜（ｅ）に示す各工程でパターン電極を形成する。図１５はトナー担持ローラ３１の表面を回転軸に沿った方向に見た図である。図１５（ａ）に示す工程では、図１４に示す工程よって得られたローラ５１の表面を外周旋削によって平滑に仕上げる。図１５（ｂ）に示す工程では、溝のピッチが１００[μｍ]、溝幅が５０[μｍ]となるように溝５３の切削を行う。図１５（ｃ）に示す工程では、溝切削を行ったローラ５１に無電解ニッケル５４のメッキを施し、図１５（ｄ）に示す工程では、無電解ニッケル５４のメッキを施したローラ３１の外周を旋削して不要な導体膜を取り除く。この時点で電極４１、４２、４３・・・が溝５３の部分に互いに絶縁して形成される。その後、ローラ５１にシリコーン系樹脂をコーティングすることでローラ５１の表面を平滑にし、同時に表面保護層（厚み約５[μｍ]、体積抵抗率約１０１０[Ω・ｃｍ]）５５を形成してトナー担持ローラ３１を製作した。
図１６は、トナー担持ローラ３１を平面状に展開した状態を示す平面図である。
【００５１】
以下にトナーの円形度について説明する。
像担持体上には現像剤層が重なっているため多く付着しており、その現像剤を次の作像にかかるまでに転写する必要がある。そのためには、移動しやすい円形度が大きく移動しやすい現像剤を使いたい。
従来から使われている、円形度が小さい粉砕法で形成される現像剤は表面の凸凹が大きく不定形であるので、感光体との接触面積が大きくなり、非静電的な力が大きくなるため移動しにくいが、重合トナーなどの円形度の高い現像剤は、感光体との接触面積が小さくなり移動しやすい。
使用するトナーはフロー式粒子像測定器（ホソカワミクロン社製）で計測した円形度が（＞０．９６）を満たすトナーが望ましい。使用するトナーの円形度が（＞０．９６）になると搬送基板上のトナーの移動が安定し、ピッチムラの発生のない画像が形成できる。円形度がそれ以下のトナーでは、搬送速度が大きくなると（感光体線速１５０ｍｍ／ｓｅｃを超える）と、搬送基板に対する接触面がトナーによって変化してしまい非静電的付着力に差ができ均一な搬送が困難になり、均一な画像が得られなくなる。
【００５２】
画像ムラのランクと感光体線速、球形度の調査結果を図１７に示した。ここで、ランク４以上を画像ムラのない良好な画像と判断している。
ただし、逆に移動しやすいために帯電や書き込みによる電位に変動（電荷量が下がることによる）によって、画像部にあった現像剤が別の場所に移動しやすくなるが、先に示したように次段の帯電電位が、前段の帯電電位を超えないことによって、必要な現像剤像のままの画像転写が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の要部を示す図である。
【図２】現像装置の概要構成図である。
【図３】クラウド現像を行うための現像剤担持体としての現像ローラの概念図である。
【図４】現像剤担持体に印加する電圧の波形図である。
【図５】本発明に関する実験に用いた系を示す断面図である。
【図６】同系のフレア状態を示す断面図である。
【図７】同系の実験結果であるＶmax[Ｖ]／ｐ[μｍ]とフレア活性度との関係を示す特性図である。
【図８】同系の実験結果である表層の体積抵抗率とフレア活性度との関係を示す特性図である。
【図９】本発明に関する実験に用いた系を示す断面図である。
【図１０】同系の実験結果である現像ギャップと基板A上の光学濃度増加分との関係を示す特性図である。
【図１１】本発明の実施形態における現像剤担持体を示す斜視図である。
【図１２】現像剤担持体の電極に印加されるＡ相パルス電圧及びＢ相パルス電圧の特性を示す波形図である。
【図１３】現像剤担持体の電極に印加されるパルス電圧及び平均電圧の特性を示す波形図である。
【図１４】同現像剤担持体の製造工程の一部を示す断面図である。
【図１５】同現像剤担持体の製造工程の他の一部を示す断面図である。
【図１６】同現像剤担持体を平面状に展開した状態を示す展開図である。
【図１７】画像ムラのランクとトナーの円形度の関係を示す特性図である。
【図１８】感光体と現像剤の極性が同じ場合の多重現像方式の問題を説明するための模式図である。
【図１９】感光体と現像剤の極性が異なる場合の多重現像方式の原理を示す模式図である。
【図２０】感光体と現像剤の極性が異なる場合の多重現像方式の問題を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００５４】
８１ 像担持体としての感光体ドラム
３１ 現像剤担持体としての現像ローラ
１０１、１０２、１０３、１０４ 帯電装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体を均一に第1の帯電電位に帯電し露光することで第1の静電潜像を形成し、第１の現像剤を担持した現像剤担持体を前記像担持体に対向させて第1の静電潜像の現像を行い、続いて第１のトナー像を担持したまま、前記像担持体を第２の帯電電位で帯電し露光することで第２の静電潜像を形成し、第２の現像剤を担持した現像剤担持体を前記像担持体に対向させて非接触現像法を用いて第２の静電潜像の現像を行い、前記像担持体に２色以上の現像剤を担持させることを順次、数回繰り返し多色の現像剤像を形成した後に、転写、定着工程を経て画像を形成する多色画像形成方法において、
前記像担持体の極性と現像剤の極性が互いに反対になっており、次段の帯電電位が前段の帯電電位を超えないこと特徴とする多色画像形成方法。
【請求項２】
請求項１記載の多色画像形成方法において、
第２段以降の帯電を1つの帯電装置で行うことを特徴とする多色画像形成方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の多色画像形成方法において、
前記帯電装置が、ＤＣスコロトロン帯電装置であることを特徴とする多色画像形成方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の多色画像形成方法において、
前記像担持体が正帯電、現像剤が負帯電であることを特徴とする多色画像形成方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の多色画像形成方法において、
２段目以降の現像が、フレア現像装置によりなされることを特徴とする多色画像形成方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の多色画像形成方法において、
現像剤の円形度が、０．９６以上であることを特徴とする多色画像形成方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の多色画像形成方法を実施可能な画像形成装置。
【請求項１】
像担持体を均一に第1の帯電電位に帯電し露光することで第1の静電潜像を形成し、第１の現像剤を担持した現像剤担持体を前記像担持体に対向させて第1の静電潜像の現像を行い、続いて第１のトナー像を担持したまま、前記像担持体を第２の帯電電位で帯電し露光することで第２の静電潜像を形成し、第２の現像剤を担持した現像剤担持体を前記像担持体に対向させて非接触現像法を用いて第２の静電潜像の現像を行い、前記像担持体に２色以上の現像剤を担持させることを順次、数回繰り返し多色の現像剤像を形成した後に、転写、定着工程を経て画像を形成する多色画像形成方法において、
前記像担持体の極性と現像剤の極性が互いに反対になっており、次段の帯電電位が前段の帯電電位を超えないこと特徴とする多色画像形成方法。
【請求項２】
請求項１記載の多色画像形成方法において、
第２段以降の帯電を1つの帯電装置で行うことを特徴とする多色画像形成方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の多色画像形成方法において、
前記帯電装置が、ＤＣスコロトロン帯電装置であることを特徴とする多色画像形成方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の多色画像形成方法において、
前記像担持体が正帯電、現像剤が負帯電であることを特徴とする多色画像形成方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の多色画像形成方法において、
２段目以降の現像が、フレア現像装置によりなされることを特徴とする多色画像形成方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の多色画像形成方法において、
現像剤の円形度が、０．９６以上であることを特徴とする多色画像形成方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の多色画像形成方法を実施可能な画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１０−３９４４２（Ｐ２０１０−３９４４２Ａ）
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２０５８００（Ｐ２００８−２０５８００）
【出願日】平成２０年８月８日（２００８．８．８）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月８日（２００８．８．８）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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