画像形成装置
【課題】前回転時や後回転時等の非画像形成領域における現像剤担持体へのトナー付着に起因する濃度段差等の画像不良を抑制することのできる画像形成装置を提供する。
【解決手段】像担持体１と、帯電手段２と、静電像形成手段３と、像担持体１に形成された静電像を非磁性トナーと磁性キャリアとを備えた二成分現像剤を用いて現像する現像装置４と、を有する画像形成装置１０は、帯電手段２によって帯電された像担持体１の電位と現像装置４に印加する現像バイアス電圧の直流成分との電位差（Ｖｂａｃｋ）は、画像形成領域における電位差（Ｖｂａｃｋ２）よりも非画像形成領域における電位差（Ｖｂａｃｋ１）を小さくする構成とする。
【解決手段】像担持体１と、帯電手段２と、静電像形成手段３と、像担持体１に形成された静電像を非磁性トナーと磁性キャリアとを備えた二成分現像剤を用いて現像する現像装置４と、を有する画像形成装置１０は、帯電手段２によって帯電された像担持体１の電位と現像装置４に印加する現像バイアス電圧の直流成分との電位差（Ｖｂａｃｋ）は、画像形成領域における電位差（Ｖｂａｃｋ２）よりも非画像形成領域における電位差（Ｖｂａｃｋ１）を小さくする構成とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体に形成された静電像を現像剤によって現像する現像装置を備えた、例えば、複写機やプリンタなどの画像形成装置に関するものであり、特に非磁性トナーと磁性キャリアとを備えた二成分現像剤を使用する二成分現像方式を用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置、その中でも特に有彩色の画像形成を行なう画像形成装置において、非磁性トナー（トナー）と磁性キャリア（キャリア）を混合して現像剤として使用する二成分現像方式が広く利用されている。二成分現像方式は現在知られている他の現像方式に比較して、画質の安定性、装置の耐久性などの長所を備えている。
【０００３】
二成分現像方式を用いた画像形成装置において、像担持体としての感光ドラムに形成された静電像（潜像）を現像してトナー像とする場合、一般的に、以下のように行なう。最初に感光ドラム上を帯電手段により白地部電位ＶDになるよう一様に帯電させる。又、現像剤担持体としての現像スリーブには現像バイアス電圧が印加され、現像スリーブは、その現像バイアス電圧の直流成分Ｖｄｃと同電位にされる。このとき、白地部電位ＶDと現像バイアス電圧の直流成分Ｖｄｃとの電位差を所望のかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋになるよう設定する。又、感光ドラム上の画像部分（現像部分）は、露光手段（静電像形成手段）により露光されて減衰した明部電位ＶLにされる。そして、現像バイアス電圧の直流成分Ｖｄｃとの差であるコントラスト電位差Ｖｃｏｎｔにより、現像スリーブ上のトナーが感光ドラムへ移動する。こうして、感光ドラム上に形成された静電像はトナー像として現像される。
【０００４】
例えば、マイナス極性に帯電するネガトナーを使用する場合は、このネガトナーが、感光ドラム上の本来トナーが付着すべきでない白地部に付着して「かぶり」が発生しないように、現像バイアス電圧の直流成分Ｖｄｃを白地部電位ＶDよりプラス側の電位となるようにする。以下、白地部に付着するトナーを「かぶりトナー」という。
【０００５】
上記かぶり取り電位差Ｖｂａｃｋが小さい場合には、現像スリーブへのトナー引き付け力が弱くなり、感光ドラムの白地部にかぶりトナーが付着しやすくなる。逆にかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋが大きい場合には、トナーをマイナス極性に帯電させることでプラス極性に帯電した磁性キャリアにかかる、かぶり取り電位差によるクーロン力が、現像スリーブとの磁気担持力より大きくなり、キャリアが感光ドラムの白地部に付着しやすくなる。
【０００６】
従って、このかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋは、現像スリーブの現像極の磁束密度やトナー及びキャリアの特性により適正な電位差に設定される。
【０００７】
しかしながら、特に、二成分現像方式を用いる画像形成装置においては、以下のような問題があることが分かった。
【０００８】
画像形成動作が開始され画像形成領域への画像形成が始まるまでの前回転時や、画像形成領域に画像形成が終了した後の後回転時には、感光ドラムの電位と現像スリーブの電位との関係は、しばらくの間かぶり取り電位差Ｖｂａｃｋの状態が続く。そのため、現像剤中のネガトナーは、よりプラス側の電位にある現像スリーブに向かう方向に押し付けられる。そして、二成分現像方式を用いる場合、この非画像形成領域におけるかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋによって、現像スリーブ上に形成される現像剤の穂立ち（磁気ブラシ）ではなく、現像スリーブの表面にトナーが蓄積していく。つまり、非画像形成領域において、現像スリーブに対してトナーによる現像動作をしたことと同じ状態になる。これにより、現像スリーブは、トナー付着が多い状態となる。
【０００９】
現像スリーブの表面に付着するトナーが増加すると、例えばマイナス極性に帯電したネガトナーは絶縁体であるため、現像スリーブの表面の見かけの電位は、現像バイアス電圧の直流成分Ｖｄｃより更にマイナス側の電位となる。そのため、画像形成領域において静電像が感光ドラム上に形成されると、見かけの現像コントラスト電位差Ｖｃｏｎｔは大きくなる。その結果、画像濃度が濃くなってしまう。
【００１０】
その後、画像形成領域にて、現像スリーブの表面に付着しているトナーを現像工程で消費すると、現像スリーブの表面の電位は現像バイアス電圧の直流成分Ｖｄｃと同電位となる。これにより現像コントラスト電位差Ｖｂａｃｋは正常となり、所望の画像濃度が出るようになる。
【００１１】
従って、トナーを多量に消費するハーフトーンやベタ画像の現像を行なうと、上述のようにしてトナーが付着した現像スリーブの部分に対応する画像の濃度のみが濃くなり、濃度段差等の画像不良が発生することがある。
【００１２】
尚、特許文献１は、静電潜像の現像を行なう画像形成区間と、静電潜像の現像を行なわない非画像形成区間とで、感光ドラムの帯電電圧と現像部の現像バイアス電圧との電位差を小さくする画像印刷装置を開示している。しかし、特許文献１は、正規の帯電極性とは逆極性のトナーが非画像区間において感光ドラムに付着することを防止することを開示しているに過ぎない。つまり、特許文献１は、二成分現像剤を用いること、及び二成分現像方式において特有な上記課題、即ち、非画像形成領域においてかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋによって、現像スリーブ上に形成された現像剤の穂立ち（磁気ブラシ）ではなく、現像スリーブの表面にトナーが蓄積するという課題に関しての記載はない。
【特許文献１】特開平７−２０９９７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、前回転時や後回転時等の非画像形成領域における現像剤担持体へのトナー付着に起因する濃度段差等の画像不良を抑制することのできる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
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、像担持体と、像担持体上を帯電する帯電手段と、前記帯電手段によって帯電された前記像担持体上に静電像を形成する静電像形成手段と、前記像担持体に形成された静電像を非磁性トナーと磁性キャリアとを備えた二成分現像剤を用いて現像する現像装置と、を有する画像形成装置において、前記帯電手段によって帯電された前記像担持体の電位と前記現像装置に印加する現像バイアス電圧の直流成分との電位差は、画像形成領域における電位差よりも非画像形成領域における電位差を小さくすることを特徴とする画像形成装置である。
【００１５】
本発明の他の態様によると、像担持体と、像担持体上を帯電する帯電手段と、前記帯電手段によって帯電された前記像担持体上に静電像を形成する静電像形成手段と、非磁性トナーと磁性キャリアとを備えた二成分現像剤を担持して前記像担持体との対向位置へと搬送する現像剤担持体を備え前記像担持体に形成された静電像を二成分現像剤を用いて現像する現像装置と、前記現像剤担持体を回転駆動させる駆動手段と、を有する画像形成装置において、前記帯電手段によって帯電された前記像担持体の電位と前記現像剤担持体に印加する現像バイアス電圧の直流成分との電位差は、前記現像剤担持体の駆動時における電位差よりも、前記現像剤担持体の非駆動時における電位差を小さくすることを特徴とする画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、前回転時や後回転時等の非画像形成領域における現像剤担持体へのトナー付着に起因する濃度段差等の画像不良を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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。
【００１８】
実施例１
［画像形成装置の全体構成及び動作］
先ず、本発明を適用し得る画像形成装置の一実施例の全体構成及び動作について説明する。図１は、本実施例の画像形成装置１０の断面を示す。本実施例の画像形成装置１０は、タンデム型中間転写方式のカラー画像形成装置である。画像形成装置１０は、画像形成装置本体Ａが備える原稿読み取り装置２０（或いは画像形成装置本体Ａに対して通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ等の外部ホスト機器）からの画像情報信号にしたがって記録材（記録用紙、プラスチックフィルム、布など）Ｐにフルカラーの画像を形成することができる。
【００１９】
本実施例の画像形成装置には、図１に示すように、像形成手段として、４つの画像形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄが、画像送り方向に直列に並置されている。各画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄは、それぞれ像担持体としての円筒型の電子写真感光体（感光ドラム）１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、帯電手段としての帯電装置２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、露光手段（静電像形成手段）としての露光装置３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、現像手段としての現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、クリーニング手段としてのクリーニング装置５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、及び１次転写手段としての１次転写装置７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄを備えている。又、各画像形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄの感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄと１次転写装置７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄとの間を通るように、中間転写体としての中間転写ベルト１２が、図中矢印方向に周回移動可能に配置されている。
【００２０】
各現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄには、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各現像色用の現像剤が収容されている。現像剤としては、非磁性トナー（トナー）と磁性キャリア（キャリア）とを備える二成分現像剤を用いる。トナーとキャリアは所定の混合比で混合され、各現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ内に所定量充填されている。
【００２１】
例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色フルカラー画像を形成する際には、図中矢印方向に回転する各感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの表面は、所定のタイミングで帯電装置２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに印加される帯電バイアス電圧の作用で帯電される。そして、帯電された各感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは、例えば、原稿読み取り装置２０からの色分解された画像情報信号に従って露光装置（本実施例ではレーザースキャナ装置）３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄによってそれぞれ走査露光される。これにより、各感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに、色分解された画像情報信号にしたがった静電像がそれぞれ形成される。各感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ上に形成された静電像は、それぞれ現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄによってトナー像として現像される。こうして、順次各色のトナー像が感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ上に形成される。
【００２２】
感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ上に形成されたトナー像は、各感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄが中間転写ベルト１２と対向する１次転写位置ｎ１ａ、ｎ１ｂ、ｎ１ｃ、ｎ１ｄにおいて、１次転写装置７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄに印加される１次転写バイアス電圧の作用で中間転写ベルト１２上に１次転写される。これにより、中間転写ベルト１２上に各色のトナーが重ね合わされた多重トナー像が形成される。
【００２３】
更に、転写材カセット１３に収容された転写材Ｐが、２次転写手段としての２次転写装置１１と中間転写ベルト１２とが対向する２次転写位置ｎ２へ搬送される。中間転写ベルト１２上に担持されたトナー像は、２次転写位置ｎ２において２次転写装置１１に印加される２次転写バイアス電圧の作用で転写材Ｐへ２次転写される。
【００２４】
その後、記録材Ｐは中間転写ベルト１２から分離されて定着部９へと搬送される。定着部９にて、加熱及び加圧により記録材Ｐにトナー像が定着される。その後、トナー像が定着された記録材Ｐは、記録画像として装置外に排出される。
【００２５】
又、転写材Ｐへの２次転写位置ｎ２より中間転写ベルト１２の進行方向下流には、中間転写体クリーニング手段としての中間転写体クリーニング装置１４が設けられている。中間転写体クリーニング装置１４は、中間転写ベルト１２の表面に付着したかぶりトナーや転写残トナー等をクリーニングする中間転写体クリーニングブレードを有する。中間転写ベルト１２は、この中間転写体クリーニングブレードが常時当接されて清掃される。一方、各感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ上に残留したトナーは、ファーブラシ、ブレード手段等を備えるクリーニング装置５ａ〜５ｄにより清掃される。
【００２６】
尚、単一若しくは複数の所望の画像形成ステーションを選択的に使用することで、単色若しくはマルチカラー画像を形成することも可能である。
【００２７】
［現像装置］
次に、図２を参照して、現像装置４について説明する。尚、本実施例の画像形成装置１０では、各画像形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄの構成は、現像色が異なる以外は実質的に同じであるので、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの画像形成ステーションに属する要素であることを示すように図中符号に与えた添え字ａ、ｂ、ｃ、ｄは省略して、総括的に説明する。
【００２８】
図２に示すように、現像装置４は、非磁性トナー（トナー）と磁性キャリア（キャリア）とを備える二成分現像剤（現像剤）を収容する現像容器１０１を有する。現像容器１０１の感光ドラム１と対向する側には、開口部１００が設けられている。この開口部１００から部分的に露出するように、現像剤担持体としての非磁性材料で構成された現像スリーブ１０２が配置されている。現像スリーブ１０２の内部には、現像スリーブ１０１による現像剤の搬送方向に沿って複数の磁極を備えたマグネットローラ１０３が固定配置されている。又、現像容器１０１には、現像剤を攪拌しながら搬送する現像剤搬送部材としての攪拌スクリュー１０６、１０７が設けられている。更に、現像スリーブ１０２の表面に現像剤の薄層を形成するために、現像剤規制部材としての規制ブレード１０５が、現像スリーブ１０２に対向して配置されている。
【００２９】
現像スリーブ１０２には、現像スリーブ１０２に現像バイアス電圧を印加する電圧印加手段として現像バイアス電源（高圧電源）１１０が接続されている。現像バイアス電源１１０は、直流電圧（ＤＣ電圧）、又は直流電圧と交流電圧（ＡＣ電圧）とを重畳した電圧の供給を行なうことができる。以下、現像バイアス電源１１０から現像スリーブ１０２に印加する現像バイアス電圧のＤＣ電圧成分を「現像ＤＣバイアス」、ＡＣ電圧成分を「現像ＡＣバイアス」ともいう。
【００３０】
尚、本実施例では、現像バイアス電圧として、ＤＣ電圧とＡＣ電圧を重畳した電圧を用いているが、これに限定されるものではなく、現像バイアス電圧としてＤＣ電圧のみを使用することができる。又、現像バイアス電圧のＡＣ電圧としては、本実施例では矩形波を使用するが、任意の波形を使用することができる。
【００３１】
本実施例における二成分磁気ブラシ法による現像工程と現像剤の循環系とについて説明する。
【００３２】
先ず、現像スリーブ１０２の回転に伴い、現像剤は、汲み上げ磁極Ｎ２で現像スリーブ１０２へと汲み上げられる。現像スリーブ１０２に汲み上げられた現像剤は、磁極Ｓ２、Ｎ１と搬送される過程において、現像スリーブ１０２に対して所定の間隔（Ｓ−Ｂギャップ）をもって対向配置された規制ブレード１０５によって規制される。こうして、現像スリーブ１０２上に二成分現像剤の薄層が形成される。ここで、現像スリーブ１０２上に薄層として担持された現像剤が、現像主極Ｓ１に搬送されてくると、磁気力によって磁気ブラシ（現像剤の穂立ち）が形成される。この穂状に形成された磁気ブラシは、感光ドラム１に対して近接又は接触する。そして、現像スリーブ１０２に印加される現像バイアス電圧の作用によって、感光ドラム１に形成された静電像に応じて、磁気ブラシ中のトナーが感光ドラム１へと移動する。これによって、感光ドラム１上の静電像は、トナー像として現像される。静電像を現像した現像スリーブ１０２上の現像剤は、その後磁極Ｎ３、Ｎ２の反発磁界によって、現像容器１０１内に回収される。
【００３３】
本実施例においては、磁性キャリアとして、２４０ｋＡ／ｍの印加磁場に対する飽和磁化が２４Ａｍ2／ｋｇ、３０００Ｖ／ｃｍの電界強度における比抵抗が１×１０7〜8Ω・ｃｍ、重量平均粒径５０μｍのフェライト磁性キャリアを用いた。又、非磁性トナーとしては、着色樹脂粒子に疎水性コロイダルシリカを外添した重量平均粒径７．２μｍの負帯電性のポリエステル系樹脂トナーを用いた。
【００３４】
尚、磁性キャリアとして、バインダー樹脂と磁性金属酸化物及び非磁性金属酸化物とを出発原料として、重合法により製造した樹脂磁性キャリアを用いても構わない。これら磁性キャリアの製造法は特に制限されない。又、非磁性トナーとしてスチレンアクリル系樹脂トナーを使用しても構わない。
【００３５】
又、本実施例では、上述のような磁性キャリアと非磁性トナーを重量比９３：７になるように混合したものを現像剤として用いた。この値はトナーの帯電量、キャリア粒径及び比重、画質形成装置の構成などで適正に調整されるべきものであって、必ずしもこの数値に従わなければならないものではない。
【００３６】
［動作タイミング］
次に、図３〜図５を参照して、本実施例の画像形成装置１０における動作タイミング及び作用について詳しく説明する。
【００３７】
図３は、感光ドラム１の駆動（回転駆動）、帯電装置２による帯電バイアス電圧の印加、現像スリーブ１０２の駆動（回転駆動）、及び現像スリーブ１０２に対する現像ＤＣバイアスと現像ＡＣバイアスの印加のタイミングをそれぞれ示したチャート図である。又、図４は画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄの１つに注目し、感光ドラム１の周囲に配置された各装置の位置関係を示した図である。
【００３８】
本実施例では、帯電装置２によって帯電された感光ドラム１の電位と現像装置４の現像バイアス１０２に印加する現像バイアス電圧の直流成分との電位差を、画像形成領域における電位差よりも非画像形成領域における電位差を小さくする。
【００３９】
尚、本明細書において、画像形成領域とは、最終的に記録材Ｐ上に転写されるトナー像が形成され得る領域に対応する感光ドラム１上の部分（タイミング）を意味し、例えば、記録材Ｐ上に印字するような場合に文字間の印字されない部分等も画像形成領域に含まれる。又、画像形成領域における画像部とは、最終的に記録材Ｐ上に転写されるトナー像の領域に対応する感光ドラム１上の部分を意味し、例えば、記録材Ｐ上に印字するような場合にはその文字である。非画像形成領域とは、上記画像形成領域以外の部分を意味し、典型的には、画像形成動作が開始され画像形成領域への画像形成が始まるまでの準備動作時である前回転動作（前多回転動作）時、画像領域に画像形成が終了した後の準備動作時である後回転動作時に対応する部分（タイミング）が含まれる。更に、複数の記録材Ｐに対する一連の画像形成動作における記録材Ｐと記録材Ｐとの間に対応する紙間に対応する部分（タイミング）への適用も企図し得る。
【００４０】
図３及び図４を参照して、画像形成動作が開始し、感光ドラム１の駆動が開始されるのと同時に、帯電装置２への帯電バイアス電圧の印加が開始され、感光ドラム１は一様に帯電される。感光ドラム１の回転により、時間Ｔ１後に、感光ドラム１の帯電された位置が現像スリーブ１０２との対向位置に到達すると、高圧電源１１０による現像スリーブ１０２への第１現像ＤＣバイアス（非画像領域現像ＤＣバイアス）Ｖｄｃ１の印加が開始され、又現像スリーブ１０２の駆動が開始される。
【００４１】
その後、時間Ｔ２の間、前多回転を行ない、感光ドラム１の電位を安定させる。感光ドラム１の電位が安定すると、露光装置３により感光ドラム１上の画像形成領域に静電像が形成される。画像形成領域（静電潜像）が現像スリーブ１０２との対向位置まで移動するのとほぼ同時に、現像ＡＣバイアスＶａｃの印加が開始され、これにより現像スリーブ１０２には第２現像ＤＣバイアス（画像領域現像ＤＣバイアス）Ｖｄｃ２及び現像ＡＣバイアスＶａｃが重畳された現像バイアス電圧が印加される。こうして、画像形成領域の静電像の現像が行なわれる。
【００４２】
又、画像形成領域が現像スリーブ１０２との対向部を通過し終えるのとほぼ同時に、現像ＡＣバイアスＶａｃの印加が停止される。又、感光ドラム１上の帯電終了位置が現像スリーブ１０２との対向位置に来るまで第１現像ＤＣバイアスＶｄｃ１が再び印加される。
【００４３】
本実施例では、現像ＤＣバイアスが安定するまで１００ｍｓｅｃ、現像ＡＣバイアスが安定するまで１００ｍｓｅｃかかる。そのため、本実施例では、非画像形成領域から画像形成領域に切り替わる２００ｍｓｅｃ前に、現像ＤＣバイアスを第１現像ＤＣバイアスから第２現像ＤＣバイアスに変更し、画像形成領域から１００ｍｓｅｃ後に第２現像ＤＣバイアスＶｄｃ２から第１現像ＤＣバイアスＶｄｃ１に変更する。しかし、本発明は、斯かる正確なタイミングに限定されるものではなく、本発明を実施する画像形成装置本体により差が生じるので、適宜調整することができる。以下更に詳しく説明するように、実質的に有意に、画像形成領域よりも非画像形成領域においてかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋを小さくすればよい。
【００４４】
図５は、画像形成動作時における感光ドラム１及び現像スリーブ１０２における電位関係を示す。ここで、図５中の記号はそれぞれ以下を意味する。
ＶD：帯電装置２により一様に帯電された感光ドラム１の電位（白地部電位）
ＶL：露光装置３により露光された後の潜像電位（明部電位）
Ｖｄｃ１：第１現像ＤＣバイアス（第１現像ＤＣバイアスを印加したときの現像スリーブ１０２の電位）
Ｖｄｃ２：第２現像ＤＣバイアス（第２現像ＤＣバイアスを印加したときの現像スリーブ１０２の電位）
【００４５】
図５に示すように、感光ドラム１の表面は、帯電装置２によってＶD＝−７００Ｖに一様に帯電される。画像形成領域の画像部は、露光装置によって露光されＶL＝−２００Ｖになる。
【００４６】
画像形成領域における現像を行なう時の現像ＤＣバイアス、即ち、第２現像ＤＣバイアスは−５５０Ｖである。露光装置３のレーザーによる露光部の電位（明部電位）ＶL（＝−２００Ｖ）と、第２現像ＤＣバイアスＶｄｃ２（＝−５５０Ｖ）との差である現像コントラスト電位差Ｖｃｏｎｔは３５０Ｖとなる。この現像コントラスト電位差Ｖｃｏｎｔで、現像スリーブ１０２から感光ドラム１上にトナーが転移する。又、画像形成領域における白地部電位ＶD（＝−７００Ｖ）と、第２現像ＤＣバイアスＶｄｃ２（＝−５５０Ｖ）との差であるかぶり取り電位差（第２のかぶり取り電位差）Ｖｂａｃｋ２は１５０Ｖとなる。このかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋ２により、かぶりトナーは、現像スリーブ４側に引き戻されるようにして、感光ドラム１上にかぶりトナーが付着しない。
【００４７】
一方、非画像形成領域における現像ＤＣバイアス、即ち、第１現像ＤＣバイアスＶｄｃ１は−６５０Ｖである。従って、非画像領域では、白地部電位Ｖｄ（＝−７００Ｖ）と、第１現像ＤＣバイアスＶｄｃ１（＝−６５０Ｖ）との差であるかぶり取り電位差（第１のかぶり取り電位差）Ｖｂａｃｋ１は５０Ｖとなる。
【００４８】
本発明の原理について更に説明する。前述のように、非磁性トナーと磁性キャリアとを備える現像剤を使用する二成分現像法では、非画像形成領域における感光ドラム１の電位（白地部電位）と現像ＤＣバイアスとの電位差で形成されるかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋが大きいと、マイナス極性に帯電した現像剤中のネガトナーは、感光ドラム１と対向する現像ニップにおいて、マイナス電位の低い、即ち、よりプラス側の電位である現像スリーブ１０２に向かう方向に押し付けられる。そして、二成分現像方式を用いる場合、この非画像形成領域におけるかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋによって、現像スリーブ１０２上に形成される現像剤の穂立ち（磁気ブラシ）ではなく、現像スリーブ１０２の表面にトナーが蓄積していく。つまり、非画像形成領域において、現像スリーブ１０２に対してトナーによる現像動作をしたことと同じ状態となる。これにより、現像スリーブ１０２にトナーが付着した状態となってしまう。
【００４９】
この現像スリーブ１０２の表面に付着するトナーが増加すると、マイナス極性に帯電したネガトナーは絶縁体であるため、現像スリーブ１０２の表面の見かけの電位は、現像ＤＣバイアスＶｄｃより更にマイナス側の電位となる。そのため、画像形成領域において静電像が感光ドラム１上に形成されると、見かけの現像コントラスト電位差Ｖｃｏｎｔは大きくなる。その結果、画像濃度が濃くなってしまう。
【００５０】
本実施例では、この問題に対し、非画像形成領域においてかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋを小さくする。これにより、上述のように非画像形成領域においてかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋによって現像スリーブ１０２へトナーが押しつけられ、現像スリーブ１０２が非画像領域により現像されることを抑制することができる。そして、現像スリーブ１０２に付着するトナーを減少させ、現像スリーブ１０２の表面の見かけの電位の変化を防止することができる。
【００５１】
表１に、非画像形成領域におけるかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋと、現像スリーブ１０２上に付着したトナー量及びトナーが付着した状態での現像スリーブ１０２の表面電位との関係を示す。
【００５２】
現像スリーブ上に付着したトナー量は、次のようにして測定した。表１に記載する各Ｖｂａｃｋで非画像形成領域である前多回転及び後回転動作を行なった後に、現像スリーブ１０２上の現像剤（二成分現像剤）を除去する。その後、現像スリーブ１０２上に付着しているトナーをテープで回収し、Ｘ−Ｒｉｔｅ社製のＸ−Ｒｉｔｅ５００カラー反射濃度計を用いて濃度を測定した。
【００５３】
又、現像スリーブ１０２の表面電位は、次のようにして測定した。現像スリーブ１０２上の現像剤（二成分現像剤）を除去する。その後、現像スリーブ１０２上にトナーが付着している状態で現像スリーブ１０２をアースに接地し、Ｔｒｅｋ社製のＴｒｅｋ３４４表面電位計のプローブを現像スリーブ１０２とのクリアランス１ｍｍとなるように設置して、表面電位を測定した。
【００５４】
尚、表１は、ブラック用の現像装置４ｄについての結果を示し、反射濃度は数値が高いほど現像スリーブ１０２の表面へのトナーの付着量が多い。同様の実験を他の色用の現像装置４についても行ったが、現像スリーブ１０２の表面へのトナーの付着傾向、現像スリーブ１０２の表面電位の変化傾向については、実質的に同じ結果を示した。
【００５５】
【表１】
【００５６】
表１に示すように、非画像形成時のかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋが小さいときは、現像スリーブ１０２に付着するトナー量が少なく、現像スリーブ１０２上の表面電位もほぼ０Ｖとなる。しかし、かぶり取り電位差Ｖｂａｃｋを大きくしてゆくと、現像スリーブ１０２に付着するトナー量が増加し、現像スリーブ１０２上の表面電位がマイナス電位になる。
【００５７】
これは、アースに接地された導電体である現像スリーブ１０２の電位は０Ｖであるが、マイナス帯電したネガトナーは絶縁体であるため、ネガトナーが現像スリーブ１０２上に付着していると見かけの現像スリーブ１０２の電位がマイナスとなるためである。
【００５８】
このように、表面に付着したトナーによって現像スリーブ１０２の電位がマイナスとなっていると、画像形成領域において静電潜像が感光ドラム上に形成された際には、現像スリーブ１０２の電位が現像スリーブ１０２に印加される現像ＤＣバイアスよりマイナス側の電位となっているため、見かけの現像電位Ｖｃｏｎｔは大きくなる。このため、画像濃度が濃くなってしまう。そして、現像スリーブ１０２上に付着しているトナーが、画像形成領域にて現像工程で消費されると、現像スリーブ１０２の電位は現像ＤＣバイアスと同電位となる。これにより、現像電位は正常となり所望の画像濃度が出るようになる。
【００５９】
本発明者らの検討によれば、現像スリーブ１０２上にトナーが付着している状態と付着していない状態とで、現像スリーブ１０２の電位に１０Ｖ以上の差があると、ハーフトーン画像やベタ画像を形成したときに濃度段差等の画像不良が発生することがある。
【００６０】
表１に示すように、本実施例の構成では、非画像形成時におけるトナー付着量を減少させ、上記濃度段差等の画像不良を発生させないためには、非画像形成時のかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋを８０Ｖ以下にすることが望ましい。又、逆にかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋを２０Ｖ以下にすると、かぶり取り電位差Ｖｂａｃｋよって発生する電界による電界規制力がほとんどなくなるため、感光ドラム１にかぶりトナーが付着し易くなる。このようにかぶりトナーが感光ドラム１に付着し易くなると、消費トナー量や廃トナー量が増加して好ましくない。
【００６１】
従って、本実施例の構成では、好ましくは、画像形成領域におけるかぶり取り電位差（第２のかぶり取り電位差）Ｖｂａｃｋ２よりも、非画像形成領域におけるかぶり取り電位差（第１のかぶり取り電位差）Ｖｂａｃｋ１を小さくし、且つ、非画像領域におけるかぶり取り電位差（第１のかぶり取り電位差）Ｖｂａｃｋ１は、２０（Ｖ）＜Ｖｂａｃｋ≦８０（Ｖ）とする。
【００６２】
ここで、図６は、本実施例の画像形成装置１０の概略制御ブロック図である。画像形成装置１０は、装置動作を統括制御する制御部１５０を有する。制御部１５０は、制御の中心的素子（制御手段）たるＣＰＵ１５１を有し、このＣＰＵ１５１には、ＣＰＵ１５１が実行するプログラムや各種データが格納されたＲＯＭ１５２、作業用のメモリ等として使用されるＲＡＭ１５３が接続されている。ＣＰＵ１５１は、ＲＯＭ１５２に記憶されたデータ、プログラム等に従って画像形成装置１０をシーケンス動作させる。本実施例では、ＣＰＵ１５１は、現像バイアス電源１１０、現像スリーブ１０２を回転駆動させる現像剤担持体駆動手段（駆動モータ）１２０、帯電バイアス電源１３０などに制御信号を送信し、図３のチャート図に従って画像形成動作を行なわせる。尚、現像剤担持体駆動手段１２０は、独立して現像スリーブ１０２を駆動するようにしてもよいし、例えば感光体駆動手段１４０と駆動源が共通とされていてもよい。
【００６３】
制御部１５０には、画像処理部（ビデオコントローラ）１６０が接続されている。画像処理部１６０は、原稿読み取り装置２０（或いは装置本体Ａに対して通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ等の外部ホスト機器）からの画像信号を受信すると共に、この信号を画像形成に係る信号に変換して、制御部１５０のＣＰＵ１５１に送信する。ＣＰＵ１５１は、斯かる画像形成信号に従って、画像形成装置１０の各部の動作を制御する。
【００６４】
本実施例では、特に、ＣＰＵ１５１は、所定のタイミングで、現像バイアス電源１１０に、現像ＤＣバイアス、現像ＡＣバイアスの印加を開始・停止させる電圧印加信号を送信する。又、ＣＰＵ１５１は、所定のタイミングで現像バイアス電源１１０に現像ＤＣバイアスを第１現像ＤＣバイアスＶｄｃ１と第２現像ＤＣバイアスＶｄｃ２とで切り替える電圧切替信号を送信する。一方、現像バイアス電源１１０は、現像装置４の現像スリーブ１０２に現像ＤＣバイアス、或いは現像ＤＣバイアスと現像ＡＣバイアスとが重畳された電圧を印加し得る。又、現像バイアス電源１１０は、現像スリーブ１０２に印加する現像ＤＣバイアスを第１現像ＤＣバイアスと第２現像ＤＣバイアスとで切り替える電圧切替器（電圧切替手段）１１１を有する。これにより、現像バイアス電源１１１は、ＣＰＵ１５１からの電圧切替信号に応じて、第１現像ＤＣバイアス又は第２現像ＤＣバイアスを選択的に現像スリーブ１０２に印加することができる。
【００６５】
以上説明したように、本実施例によれば、画像形成領域のかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋより、非画像形成領域のかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋを小さくし、非画像形成領域において現像スリーブ１０２に付着するトナー量を減少させる。これにより、現像スリーブ１０２の表面の見かけの電位変化を防止し、ハーフトーン画像やベタ画像における濃度段差等の画像不良を防止することができる。従って、高画像品質を達成することができる。
【００６６】
尚、本実施例では、現像スリーブ１０２に印加する現像ＤＣバイアスを変更したが、非画像形成領域においてかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋが画像形成領域より小さくなるように変更されれば良い。従って、現像ＤＣバイアスを一定にして帯電装置２による感光ドラム１の帯電電位を非画像形成領域と画像形成領域で変化させてもよい。或いは、感光ドラム１の帯電電位と現像ＤＣバイアスの両方を、非画像形成領域と画像形成領域とで変化させてもよい。この場合、上記現像バイアス電源１１０と同様、帯電バイアス電源１３０に、電圧切替器（電圧切替手段）を設け、ＣＰＵ１５１からの帯電バイアス切替信号に応じて帯電バイアス電源１３０を変更し、所望のかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋが得られるように感光ドラム１を帯電させればよい。これによって、上記同様の効果が得られる。
【００６７】
実施例２
次に、図７を参照して本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本構成及び動作は、実施例１のものと同一であるので、実質的に同一若しくは相当する機能、構成を有する要素については同一の符号を付して、詳しい説明は省略する。
【００６８】
実施例１では、かぶり取り電位差Ｖｂａｃｋの大きさを非画像形成領域と画像形成領域で変化させた。これに対し、本実施例では、かぶり取り電位差Ｖｂａｃｋを現像スリーブ１０２の非駆動時と駆動時で変化させる。
【００６９】
図７は、本実施例における感光ドラム１の駆動（回転駆動）、帯電装置２による帯電バイアス電圧の印加、現像スリーブ１０２の駆動（回転駆動）、及び現像スリーブ１０２に対する現像ＤＣバイアスと現像ＡＣバイアスの印加のタイミングを示したチャート図である。
【００７０】
画像形成動作が開始し、感光ドラム１の駆動が開始されるのと同時に、帯電装置２への帯電バイアス電圧の印加が開始され、感光ドラム１は一様に帯電される。感光ドラム１の回転により、時間Ｔ１後に、感光ドラム１の帯電された位置が現像スリーブ１０２との対向位置に到達すると、高圧電源１１０による現像スリーブ１０２への第１現像ＤＣバイアス（非画像領域現像ＤＣバイアス）Ｖｄｃ１の印加が開始される。そして、前多回転を行ない、感光ドラム１の電位を安定させる。
【００７１】
感光ドラム１の電位が安定すると、露光装置３により感光ドラム１上の画像形成領域に静電潜像が形成される。画像形成領域（静電潜像）が現像スリーブ１０２との対向位置まで移動するのとほぼ同時に、現像スリーブ１０２の駆動が開始される。又、このとき同時に、現像ＡＣバイアスの印加が開始され、これにより現像スリーブ１０２には第２現像ＤＣバイアスＶｄｃ２及び現像ＡＣバイアスＶａｃが重畳された現像バイアス電圧が印加される。こうして、画像形成領域の静電像の現像が行われる。
【００７２】
又、画像形成領域が現像スリーブ１０２との対向部を通過し終えるのとほぼ同時に、現像スリーブ１０２の駆動と現像ＡＣバイアスＶａｃの印加が停止される。又、帯電終了位置が現像スリーブ１０２との対向位置に来るまで第１現像ＤＣバイアスＶｄｃ１が再び印加される。
【００７３】
本実施例では、現像ＤＣバイアスが安定するまで１００ｍｓｅｃ、現像スリーブ１０２の駆動が安定するまで３０ｍｓｅｃ、現像ＡＣバイアスが安定するまで１００ｍｓｅｃかかる。そのため、本実施例では、現像スリーブ１０２の駆動が開始される１００ｍｓｅｃ前に現像ＤＣバイアスを第１現像バイアスＶｄｃ１から第２現像バイアスＶｄｃ２に変更する。しかし、本発明は、斯かる正確なタイミングに限定されるものではなく、本発明を実施する画像形成装置本体により差が生じるので、適宜調整することができる。
【００７４】
このように、本実施例では、帯電装置２によって帯電された感光ドラム１の電位と現像スリーブ１０２に印加する現像バイアス電圧の直流成分との電位差を、現像スリーブ１０２の駆動手段の動作時（即ち、現像スリーブ１０２の駆動時）における電位差よりも、駆動手段の非動作時（即ち、現像スリーブ１０２の非駆動時）における電位差を小さくする。
【００７５】
ところで、図２に示すような現像装置４において、現像装置４内を循環する現像剤は、現像スリーブ１０２の回転により、規制ブレード１０５を通過する付近でストレスを受ける。そのため、トナー帯電量が低下するなどの現像剤の劣化が起きる。現像剤の劣化としては、例えば、トナーへの帯電付与性を安定させるためにキャリアの表面に施されたコート材料の剥がれや、シリカ、チタン等の外添剤のトナーへの埋め込み等が挙げられる。
【００７６】
この問題に対する対策としては、本実施例のように現像スリーブ１０２の駆動時間を、画像形成領域とほぼ同じとし、即ち、ほぼ画像形成領域と同じだけ現像スリーブ１０２を駆動して、現像スリーブ１０２の回転時間を最小限に抑えることが有効である。又、斯かる構成は、現像スリーブ１０２が長時間回転することでトナーが現像スリーブ１０２に融着し、現像スリーブ１０２の表面粗さが低下することで現像剤の搬送性が低下する問題や、現像スリーブ１０２の駆動モータやクラッチ等のメカ部品の寿命に対しても有効である。
【００７７】
しかしながら、前多回転時や後回転時において、現像スリーブ１０２の駆動が停止していると、実施例１で示した現像スリーブ１０２へのトナーの付着が、現像スリーブ１０２の周面のうち感光ドラム１と対向している一部分のみに局所的に集中する。このため、その部分に対するトナーの付着量も増加する。その結果、続く画像形成領域におけるハーフトーン画像等に、現像スリーブ１０２の長手方向に沿うスジ状の高濃度部分が現れる画像不良が発生することがある。
【００７８】
そこで、図７に示すように、現像スリーブ１０２の駆動の停止時における現像ＤＣバイアスを、かぶり取り電位差Ｖｂａｃｋが小さくなるような電圧に設定する。これにより、実施例１と同様に現像スリーブ１０２の非駆動時における現像スリーブ１０２への付着トナー量を減少させることができる。しかも、現像スリーブ１０２の駆動が停止しているので、かぶり取り電位差Ｖｂａｃｋが低いことによりトナーが感光ドラム１に供給されることはない。このため、感光ドラム１にかぶりトナーが付着してしまう問題もない。
【００７９】
尚、現像スリーブ１０２の非駆動時は非画像形成領域に対応し、又現像スリーブ１０２の駆動時は画像形成領域に対応する。従って、換言すれば、本実施例においても、非画像形成領域と画像形成領域とでかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋを変更している。
【００８０】
図８は、本実施例における画像形成装置１０の概略制御ブロック図である。本実施例の制御態様は、図６に示したものと基本的には同じである。本実施例では、ＣＰＵ１５１は、ＣＰＵ１５１は、現像バイアス電源１１０、現像スリーブ１０２を回転駆動させる現像剤担持体駆動手段（駆動モータ）１２０、帯電バイアス電源１３０等に制御信号を送信し、図７のチャート図に従って画像形成動作を行なわせる。又、特に、本実施例では、現像剤担持体駆動手段１２０は、現像スリーブ１０２を駆動・停止させることができる駆動切替器（駆動切替手段）１２１を有している。この駆動切替器は、ＣＰＵ１５１の制御信号に応じて、現像スリーブ１０２の回転駆動を開始・停止させることができる。現像剤担持体駆動手段１２０が独立していれば、駆動モータ自体の駆動を開始・停止させればよく、又現像剤担持体駆動手段１２０と例えば感光体駆動手段１４０の駆動源が共通とされている場合にはクラッチのオン・オフ等により、駆動の伝達・遮断を切り替えるようにすればよい。
【００８１】
以上説明したように、現像スリーブ１０２の駆動時のかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋより現像スリーブ１０２の非駆動時のかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋを小さくし、現像スリーブ１０２の非駆動時における現像スリーブ１０２への付着トナー量を減少させることにより、ハーフトーン画像における高濃度スジが発生する画像不良を防止することができる。又、非画像形成領域においてかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋを小さくすることによりかぶりトナーが感光ドラム１に付着することも抑制することができる。しかも、非画像形成領域にて現像スリーブ１０２の駆動を停止することで、現像スリーブ１０２の駆動時間を最小限にし、現像剤の劣化や現像スリーブ１０２の表面のトナー融着を抑えることができる。
【００８２】
実施例３
次に、図９を参照して、本発明の更に他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本構成及び動作は、実施例１のものと同じであるので、実施例１のものと実質的に同一若しくは相当する機能、構成を有する要素には、同一符号を付し、詳しい説明は省略する。
【００８３】
実施例１における現像装置４では、現像スリーブ進行方向において現像剤のくみ上げ極Ｎ２のすぐ下流の磁極Ｓ２に対向して規制ブレード１０５を配置した。これに対し、本実施例では、規制ブレード１０５は、現像剤のくみ上げ極Ｎ２に対向して配置される。
【００８４】
本実施例における二成分磁気ブラシ法による現像工程と現像剤の循環系とについて説明する。
【００８５】
現像スリーブ１０２の内部には、実施例１と同様、現像スリーブ１０２による現像剤の搬送方向に沿って複数の磁極を備えた磁界発生手段としてのマグネットロールが固定配置されている。
【００８６】
先ず、現像スリーブ１０２の回転に伴い、現像剤は、汲み上げ磁極Ｎ２で現像スリーブ１０２へと汲み上げられる。汲み上げ磁極Ｎ２で汲み上げられた現像剤は、磁極Ｎ２にほぼ対向して現像スリーブ１０２に対して所定の間隔（Ｓ−Ｂギャップ）をもって配置された規制ブレード１０５によって規制される。こうして、現像スリーブ１０２上に二成分現像剤の薄層が形成される。ここで、現像スリーブ１０２上に薄層として担持された現像剤が、搬送極Ｓ２及びＮ１を介して現像主極Ｓ１まで搬送されてくると、磁気力によって磁気ブラシ（現像剤の穂立ち）が形成される。この穂状に形成された磁気ブラシは、感光ドラム１に対して近接又は接触する。そして、現像スリーブ１０２に印加される現像バイアス電圧の作用によって、感光ドラム１に形成された静電像に応じて、磁気ブラシ中のトナーが感光ドラム１へと移動する。これによって、感光ドラム１上の静電像は、トナー像として現像される。静電像を現像した現像スリーブ１０２上の現像剤は、その後磁極Ｎ３、Ｎ２の反発磁界によって、現像容器１０１内に回収される。
【００８７】
本実施例で使用する現像装置４の構成は、汲み上げ磁極Ｎ２で現像剤の規制を行なう点で実施例１と異なる。ここで、規制ブレード１０５により規制された現像剤の余剰分が規制ブレード１０５の現像スリーブ１０２回転方向上流に剤溜まりとなって現像スリーブ１０２上に残る。しかし、本実施例のような構成にすると、剤溜まりの現像剤量は、実施例１の現像装置４よりも少ない。その結果、現像スリーブ１０２の回転により規制ブレード１０５の付近で現像剤が受けるストレスは、剤溜まりの量が少ないため、実施例１の現像装置４と比較して少ない。これにより、キャリアの表面の抵抗調整のためのコート剥がれやシリカ、チタン等の外添剤のトナーへの埋め込み等の現像剤の劣化を少なくすることができる。
【００８８】
しかし、その反面、現像スリーブ１０２と規制ブレード１０５の対向部付近で剤溜まりからのストレスが少ないため、非画像形成領域におけるかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋにより現像スリーブ１０２の表面へ付着したトナーは、現像スリーブ１０２の表面から剥ぎ取られにくい。従って、先に述べたハーフトーン画像やベタ画像における濃度段差等の画像不良が顕著に発生しやすい。
【００８９】
本実施例のような構成の現像装置４において、実施例１や実施例２で行なったかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋの制御を行なうことによって、非画像形成領域において現像スリーブ１０２への付着トナー量を有効に減少させることができる。そして、現像スリーブ１０２の表面の見かけの電位変化を防止し、ハーフトーン画像やベタ画像における濃度段差等の画像不良を防止することができる。しかも、現像剤のストレスによる劣化も少なくすることができる。
【００９０】
以上、本発明を具体的な実施例に則して説明したが、本発明は上記実施例の態様に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例の断面図である。
【図２】図１の画像形成装置が備える現像装置を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施例における画像形成装置の動作タイミングを示すチャート図である。
【図４】感光ドラムの周囲に配置された各装置の位置関係を示す模式図である。
【図５】画像形成動作時における感光ドラム及び現像スリーブにおける電位関係を示す説明図である。
【図６】本発明に従うかぶり取り電位差の一制御態様を示す概略機能ブロック図である。
【図７】本発明の他の実施例における画像形成装置の動作タイミングを示すチャート図である。
【図８】本発明に従うかぶり取り電位差の他の制御態様を示す概略機能ブロック図である。
【図９】図１の画像形成装置にて用い得る現像装置の他の例の断面図である。
【符号の説明】
【００９２】
１ａ〜１ｄ 感光ドラム（像担持体）
２ａ〜２ｄ 帯電装置
４ａ〜４ｄ 現像装置
１０２ 現像スリーブ
１０５ 規制ブレード
１１０ 高圧電源（現像バイアス電源）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体に形成された静電像を現像剤によって現像する現像装置を備えた、例えば、複写機やプリンタなどの画像形成装置に関するものであり、特に非磁性トナーと磁性キャリアとを備えた二成分現像剤を使用する二成分現像方式を用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置、その中でも特に有彩色の画像形成を行なう画像形成装置において、非磁性トナー（トナー）と磁性キャリア（キャリア）を混合して現像剤として使用する二成分現像方式が広く利用されている。二成分現像方式は現在知られている他の現像方式に比較して、画質の安定性、装置の耐久性などの長所を備えている。
【０００３】
二成分現像方式を用いた画像形成装置において、像担持体としての感光ドラムに形成された静電像（潜像）を現像してトナー像とする場合、一般的に、以下のように行なう。最初に感光ドラム上を帯電手段により白地部電位ＶDになるよう一様に帯電させる。又、現像剤担持体としての現像スリーブには現像バイアス電圧が印加され、現像スリーブは、その現像バイアス電圧の直流成分Ｖｄｃと同電位にされる。このとき、白地部電位ＶDと現像バイアス電圧の直流成分Ｖｄｃとの電位差を所望のかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋになるよう設定する。又、感光ドラム上の画像部分（現像部分）は、露光手段（静電像形成手段）により露光されて減衰した明部電位ＶLにされる。そして、現像バイアス電圧の直流成分Ｖｄｃとの差であるコントラスト電位差Ｖｃｏｎｔにより、現像スリーブ上のトナーが感光ドラムへ移動する。こうして、感光ドラム上に形成された静電像はトナー像として現像される。
【０００４】
例えば、マイナス極性に帯電するネガトナーを使用する場合は、このネガトナーが、感光ドラム上の本来トナーが付着すべきでない白地部に付着して「かぶり」が発生しないように、現像バイアス電圧の直流成分Ｖｄｃを白地部電位ＶDよりプラス側の電位となるようにする。以下、白地部に付着するトナーを「かぶりトナー」という。
【０００５】
上記かぶり取り電位差Ｖｂａｃｋが小さい場合には、現像スリーブへのトナー引き付け力が弱くなり、感光ドラムの白地部にかぶりトナーが付着しやすくなる。逆にかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋが大きい場合には、トナーをマイナス極性に帯電させることでプラス極性に帯電した磁性キャリアにかかる、かぶり取り電位差によるクーロン力が、現像スリーブとの磁気担持力より大きくなり、キャリアが感光ドラムの白地部に付着しやすくなる。
【０００６】
従って、このかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋは、現像スリーブの現像極の磁束密度やトナー及びキャリアの特性により適正な電位差に設定される。
【０００７】
しかしながら、特に、二成分現像方式を用いる画像形成装置においては、以下のような問題があることが分かった。
【０００８】
画像形成動作が開始され画像形成領域への画像形成が始まるまでの前回転時や、画像形成領域に画像形成が終了した後の後回転時には、感光ドラムの電位と現像スリーブの電位との関係は、しばらくの間かぶり取り電位差Ｖｂａｃｋの状態が続く。そのため、現像剤中のネガトナーは、よりプラス側の電位にある現像スリーブに向かう方向に押し付けられる。そして、二成分現像方式を用いる場合、この非画像形成領域におけるかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋによって、現像スリーブ上に形成される現像剤の穂立ち（磁気ブラシ）ではなく、現像スリーブの表面にトナーが蓄積していく。つまり、非画像形成領域において、現像スリーブに対してトナーによる現像動作をしたことと同じ状態になる。これにより、現像スリーブは、トナー付着が多い状態となる。
【０００９】
現像スリーブの表面に付着するトナーが増加すると、例えばマイナス極性に帯電したネガトナーは絶縁体であるため、現像スリーブの表面の見かけの電位は、現像バイアス電圧の直流成分Ｖｄｃより更にマイナス側の電位となる。そのため、画像形成領域において静電像が感光ドラム上に形成されると、見かけの現像コントラスト電位差Ｖｃｏｎｔは大きくなる。その結果、画像濃度が濃くなってしまう。
【００１０】
その後、画像形成領域にて、現像スリーブの表面に付着しているトナーを現像工程で消費すると、現像スリーブの表面の電位は現像バイアス電圧の直流成分Ｖｄｃと同電位となる。これにより現像コントラスト電位差Ｖｂａｃｋは正常となり、所望の画像濃度が出るようになる。
【００１１】
従って、トナーを多量に消費するハーフトーンやベタ画像の現像を行なうと、上述のようにしてトナーが付着した現像スリーブの部分に対応する画像の濃度のみが濃くなり、濃度段差等の画像不良が発生することがある。
【００１２】
尚、特許文献１は、静電潜像の現像を行なう画像形成区間と、静電潜像の現像を行なわない非画像形成区間とで、感光ドラムの帯電電圧と現像部の現像バイアス電圧との電位差を小さくする画像印刷装置を開示している。しかし、特許文献１は、正規の帯電極性とは逆極性のトナーが非画像区間において感光ドラムに付着することを防止することを開示しているに過ぎない。つまり、特許文献１は、二成分現像剤を用いること、及び二成分現像方式において特有な上記課題、即ち、非画像形成領域においてかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋによって、現像スリーブ上に形成された現像剤の穂立ち（磁気ブラシ）ではなく、現像スリーブの表面にトナーが蓄積するという課題に関しての記載はない。
【特許文献１】特開平７−２０９９７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、前回転時や後回転時等の非画像形成領域における現像剤担持体へのトナー付着に起因する濃度段差等の画像不良を抑制することのできる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
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、像担持体と、像担持体上を帯電する帯電手段と、前記帯電手段によって帯電された前記像担持体上に静電像を形成する静電像形成手段と、前記像担持体に形成された静電像を非磁性トナーと磁性キャリアとを備えた二成分現像剤を用いて現像する現像装置と、を有する画像形成装置において、前記帯電手段によって帯電された前記像担持体の電位と前記現像装置に印加する現像バイアス電圧の直流成分との電位差は、画像形成領域における電位差よりも非画像形成領域における電位差を小さくすることを特徴とする画像形成装置である。
【００１５】
本発明の他の態様によると、像担持体と、像担持体上を帯電する帯電手段と、前記帯電手段によって帯電された前記像担持体上に静電像を形成する静電像形成手段と、非磁性トナーと磁性キャリアとを備えた二成分現像剤を担持して前記像担持体との対向位置へと搬送する現像剤担持体を備え前記像担持体に形成された静電像を二成分現像剤を用いて現像する現像装置と、前記現像剤担持体を回転駆動させる駆動手段と、を有する画像形成装置において、前記帯電手段によって帯電された前記像担持体の電位と前記現像剤担持体に印加する現像バイアス電圧の直流成分との電位差は、前記現像剤担持体の駆動時における電位差よりも、前記現像剤担持体の非駆動時における電位差を小さくすることを特徴とする画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、前回転時や後回転時等の非画像形成領域における現像剤担持体へのトナー付着に起因する濃度段差等の画像不良を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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。
【００１８】
実施例１
［画像形成装置の全体構成及び動作］
先ず、本発明を適用し得る画像形成装置の一実施例の全体構成及び動作について説明する。図１は、本実施例の画像形成装置１０の断面を示す。本実施例の画像形成装置１０は、タンデム型中間転写方式のカラー画像形成装置である。画像形成装置１０は、画像形成装置本体Ａが備える原稿読み取り装置２０（或いは画像形成装置本体Ａに対して通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ等の外部ホスト機器）からの画像情報信号にしたがって記録材（記録用紙、プラスチックフィルム、布など）Ｐにフルカラーの画像を形成することができる。
【００１９】
本実施例の画像形成装置には、図１に示すように、像形成手段として、４つの画像形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄが、画像送り方向に直列に並置されている。各画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄは、それぞれ像担持体としての円筒型の電子写真感光体（感光ドラム）１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、帯電手段としての帯電装置２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、露光手段（静電像形成手段）としての露光装置３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、現像手段としての現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、クリーニング手段としてのクリーニング装置５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、及び１次転写手段としての１次転写装置７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄを備えている。又、各画像形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄの感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄと１次転写装置７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄとの間を通るように、中間転写体としての中間転写ベルト１２が、図中矢印方向に周回移動可能に配置されている。
【００２０】
各現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄには、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各現像色用の現像剤が収容されている。現像剤としては、非磁性トナー（トナー）と磁性キャリア（キャリア）とを備える二成分現像剤を用いる。トナーとキャリアは所定の混合比で混合され、各現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ内に所定量充填されている。
【００２１】
例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色フルカラー画像を形成する際には、図中矢印方向に回転する各感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの表面は、所定のタイミングで帯電装置２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに印加される帯電バイアス電圧の作用で帯電される。そして、帯電された各感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは、例えば、原稿読み取り装置２０からの色分解された画像情報信号に従って露光装置（本実施例ではレーザースキャナ装置）３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄによってそれぞれ走査露光される。これにより、各感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに、色分解された画像情報信号にしたがった静電像がそれぞれ形成される。各感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ上に形成された静電像は、それぞれ現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄによってトナー像として現像される。こうして、順次各色のトナー像が感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ上に形成される。
【００２２】
感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ上に形成されたトナー像は、各感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄが中間転写ベルト１２と対向する１次転写位置ｎ１ａ、ｎ１ｂ、ｎ１ｃ、ｎ１ｄにおいて、１次転写装置７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄに印加される１次転写バイアス電圧の作用で中間転写ベルト１２上に１次転写される。これにより、中間転写ベルト１２上に各色のトナーが重ね合わされた多重トナー像が形成される。
【００２３】
更に、転写材カセット１３に収容された転写材Ｐが、２次転写手段としての２次転写装置１１と中間転写ベルト１２とが対向する２次転写位置ｎ２へ搬送される。中間転写ベルト１２上に担持されたトナー像は、２次転写位置ｎ２において２次転写装置１１に印加される２次転写バイアス電圧の作用で転写材Ｐへ２次転写される。
【００２４】
その後、記録材Ｐは中間転写ベルト１２から分離されて定着部９へと搬送される。定着部９にて、加熱及び加圧により記録材Ｐにトナー像が定着される。その後、トナー像が定着された記録材Ｐは、記録画像として装置外に排出される。
【００２５】
又、転写材Ｐへの２次転写位置ｎ２より中間転写ベルト１２の進行方向下流には、中間転写体クリーニング手段としての中間転写体クリーニング装置１４が設けられている。中間転写体クリーニング装置１４は、中間転写ベルト１２の表面に付着したかぶりトナーや転写残トナー等をクリーニングする中間転写体クリーニングブレードを有する。中間転写ベルト１２は、この中間転写体クリーニングブレードが常時当接されて清掃される。一方、各感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ上に残留したトナーは、ファーブラシ、ブレード手段等を備えるクリーニング装置５ａ〜５ｄにより清掃される。
【００２６】
尚、単一若しくは複数の所望の画像形成ステーションを選択的に使用することで、単色若しくはマルチカラー画像を形成することも可能である。
【００２７】
［現像装置］
次に、図２を参照して、現像装置４について説明する。尚、本実施例の画像形成装置１０では、各画像形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄの構成は、現像色が異なる以外は実質的に同じであるので、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの画像形成ステーションに属する要素であることを示すように図中符号に与えた添え字ａ、ｂ、ｃ、ｄは省略して、総括的に説明する。
【００２８】
図２に示すように、現像装置４は、非磁性トナー（トナー）と磁性キャリア（キャリア）とを備える二成分現像剤（現像剤）を収容する現像容器１０１を有する。現像容器１０１の感光ドラム１と対向する側には、開口部１００が設けられている。この開口部１００から部分的に露出するように、現像剤担持体としての非磁性材料で構成された現像スリーブ１０２が配置されている。現像スリーブ１０２の内部には、現像スリーブ１０１による現像剤の搬送方向に沿って複数の磁極を備えたマグネットローラ１０３が固定配置されている。又、現像容器１０１には、現像剤を攪拌しながら搬送する現像剤搬送部材としての攪拌スクリュー１０６、１０７が設けられている。更に、現像スリーブ１０２の表面に現像剤の薄層を形成するために、現像剤規制部材としての規制ブレード１０５が、現像スリーブ１０２に対向して配置されている。
【００２９】
現像スリーブ１０２には、現像スリーブ１０２に現像バイアス電圧を印加する電圧印加手段として現像バイアス電源（高圧電源）１１０が接続されている。現像バイアス電源１１０は、直流電圧（ＤＣ電圧）、又は直流電圧と交流電圧（ＡＣ電圧）とを重畳した電圧の供給を行なうことができる。以下、現像バイアス電源１１０から現像スリーブ１０２に印加する現像バイアス電圧のＤＣ電圧成分を「現像ＤＣバイアス」、ＡＣ電圧成分を「現像ＡＣバイアス」ともいう。
【００３０】
尚、本実施例では、現像バイアス電圧として、ＤＣ電圧とＡＣ電圧を重畳した電圧を用いているが、これに限定されるものではなく、現像バイアス電圧としてＤＣ電圧のみを使用することができる。又、現像バイアス電圧のＡＣ電圧としては、本実施例では矩形波を使用するが、任意の波形を使用することができる。
【００３１】
本実施例における二成分磁気ブラシ法による現像工程と現像剤の循環系とについて説明する。
【００３２】
先ず、現像スリーブ１０２の回転に伴い、現像剤は、汲み上げ磁極Ｎ２で現像スリーブ１０２へと汲み上げられる。現像スリーブ１０２に汲み上げられた現像剤は、磁極Ｓ２、Ｎ１と搬送される過程において、現像スリーブ１０２に対して所定の間隔（Ｓ−Ｂギャップ）をもって対向配置された規制ブレード１０５によって規制される。こうして、現像スリーブ１０２上に二成分現像剤の薄層が形成される。ここで、現像スリーブ１０２上に薄層として担持された現像剤が、現像主極Ｓ１に搬送されてくると、磁気力によって磁気ブラシ（現像剤の穂立ち）が形成される。この穂状に形成された磁気ブラシは、感光ドラム１に対して近接又は接触する。そして、現像スリーブ１０２に印加される現像バイアス電圧の作用によって、感光ドラム１に形成された静電像に応じて、磁気ブラシ中のトナーが感光ドラム１へと移動する。これによって、感光ドラム１上の静電像は、トナー像として現像される。静電像を現像した現像スリーブ１０２上の現像剤は、その後磁極Ｎ３、Ｎ２の反発磁界によって、現像容器１０１内に回収される。
【００３３】
本実施例においては、磁性キャリアとして、２４０ｋＡ／ｍの印加磁場に対する飽和磁化が２４Ａｍ2／ｋｇ、３０００Ｖ／ｃｍの電界強度における比抵抗が１×１０7〜8Ω・ｃｍ、重量平均粒径５０μｍのフェライト磁性キャリアを用いた。又、非磁性トナーとしては、着色樹脂粒子に疎水性コロイダルシリカを外添した重量平均粒径７．２μｍの負帯電性のポリエステル系樹脂トナーを用いた。
【００３４】
尚、磁性キャリアとして、バインダー樹脂と磁性金属酸化物及び非磁性金属酸化物とを出発原料として、重合法により製造した樹脂磁性キャリアを用いても構わない。これら磁性キャリアの製造法は特に制限されない。又、非磁性トナーとしてスチレンアクリル系樹脂トナーを使用しても構わない。
【００３５】
又、本実施例では、上述のような磁性キャリアと非磁性トナーを重量比９３：７になるように混合したものを現像剤として用いた。この値はトナーの帯電量、キャリア粒径及び比重、画質形成装置の構成などで適正に調整されるべきものであって、必ずしもこの数値に従わなければならないものではない。
【００３６】
［動作タイミング］
次に、図３〜図５を参照して、本実施例の画像形成装置１０における動作タイミング及び作用について詳しく説明する。
【００３７】
図３は、感光ドラム１の駆動（回転駆動）、帯電装置２による帯電バイアス電圧の印加、現像スリーブ１０２の駆動（回転駆動）、及び現像スリーブ１０２に対する現像ＤＣバイアスと現像ＡＣバイアスの印加のタイミングをそれぞれ示したチャート図である。又、図４は画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄの１つに注目し、感光ドラム１の周囲に配置された各装置の位置関係を示した図である。
【００３８】
本実施例では、帯電装置２によって帯電された感光ドラム１の電位と現像装置４の現像バイアス１０２に印加する現像バイアス電圧の直流成分との電位差を、画像形成領域における電位差よりも非画像形成領域における電位差を小さくする。
【００３９】
尚、本明細書において、画像形成領域とは、最終的に記録材Ｐ上に転写されるトナー像が形成され得る領域に対応する感光ドラム１上の部分（タイミング）を意味し、例えば、記録材Ｐ上に印字するような場合に文字間の印字されない部分等も画像形成領域に含まれる。又、画像形成領域における画像部とは、最終的に記録材Ｐ上に転写されるトナー像の領域に対応する感光ドラム１上の部分を意味し、例えば、記録材Ｐ上に印字するような場合にはその文字である。非画像形成領域とは、上記画像形成領域以外の部分を意味し、典型的には、画像形成動作が開始され画像形成領域への画像形成が始まるまでの準備動作時である前回転動作（前多回転動作）時、画像領域に画像形成が終了した後の準備動作時である後回転動作時に対応する部分（タイミング）が含まれる。更に、複数の記録材Ｐに対する一連の画像形成動作における記録材Ｐと記録材Ｐとの間に対応する紙間に対応する部分（タイミング）への適用も企図し得る。
【００４０】
図３及び図４を参照して、画像形成動作が開始し、感光ドラム１の駆動が開始されるのと同時に、帯電装置２への帯電バイアス電圧の印加が開始され、感光ドラム１は一様に帯電される。感光ドラム１の回転により、時間Ｔ１後に、感光ドラム１の帯電された位置が現像スリーブ１０２との対向位置に到達すると、高圧電源１１０による現像スリーブ１０２への第１現像ＤＣバイアス（非画像領域現像ＤＣバイアス）Ｖｄｃ１の印加が開始され、又現像スリーブ１０２の駆動が開始される。
【００４１】
その後、時間Ｔ２の間、前多回転を行ない、感光ドラム１の電位を安定させる。感光ドラム１の電位が安定すると、露光装置３により感光ドラム１上の画像形成領域に静電像が形成される。画像形成領域（静電潜像）が現像スリーブ１０２との対向位置まで移動するのとほぼ同時に、現像ＡＣバイアスＶａｃの印加が開始され、これにより現像スリーブ１０２には第２現像ＤＣバイアス（画像領域現像ＤＣバイアス）Ｖｄｃ２及び現像ＡＣバイアスＶａｃが重畳された現像バイアス電圧が印加される。こうして、画像形成領域の静電像の現像が行なわれる。
【００４２】
又、画像形成領域が現像スリーブ１０２との対向部を通過し終えるのとほぼ同時に、現像ＡＣバイアスＶａｃの印加が停止される。又、感光ドラム１上の帯電終了位置が現像スリーブ１０２との対向位置に来るまで第１現像ＤＣバイアスＶｄｃ１が再び印加される。
【００４３】
本実施例では、現像ＤＣバイアスが安定するまで１００ｍｓｅｃ、現像ＡＣバイアスが安定するまで１００ｍｓｅｃかかる。そのため、本実施例では、非画像形成領域から画像形成領域に切り替わる２００ｍｓｅｃ前に、現像ＤＣバイアスを第１現像ＤＣバイアスから第２現像ＤＣバイアスに変更し、画像形成領域から１００ｍｓｅｃ後に第２現像ＤＣバイアスＶｄｃ２から第１現像ＤＣバイアスＶｄｃ１に変更する。しかし、本発明は、斯かる正確なタイミングに限定されるものではなく、本発明を実施する画像形成装置本体により差が生じるので、適宜調整することができる。以下更に詳しく説明するように、実質的に有意に、画像形成領域よりも非画像形成領域においてかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋを小さくすればよい。
【００４４】
図５は、画像形成動作時における感光ドラム１及び現像スリーブ１０２における電位関係を示す。ここで、図５中の記号はそれぞれ以下を意味する。
ＶD：帯電装置２により一様に帯電された感光ドラム１の電位（白地部電位）
ＶL：露光装置３により露光された後の潜像電位（明部電位）
Ｖｄｃ１：第１現像ＤＣバイアス（第１現像ＤＣバイアスを印加したときの現像スリーブ１０２の電位）
Ｖｄｃ２：第２現像ＤＣバイアス（第２現像ＤＣバイアスを印加したときの現像スリーブ１０２の電位）
【００４５】
図５に示すように、感光ドラム１の表面は、帯電装置２によってＶD＝−７００Ｖに一様に帯電される。画像形成領域の画像部は、露光装置によって露光されＶL＝−２００Ｖになる。
【００４６】
画像形成領域における現像を行なう時の現像ＤＣバイアス、即ち、第２現像ＤＣバイアスは−５５０Ｖである。露光装置３のレーザーによる露光部の電位（明部電位）ＶL（＝−２００Ｖ）と、第２現像ＤＣバイアスＶｄｃ２（＝−５５０Ｖ）との差である現像コントラスト電位差Ｖｃｏｎｔは３５０Ｖとなる。この現像コントラスト電位差Ｖｃｏｎｔで、現像スリーブ１０２から感光ドラム１上にトナーが転移する。又、画像形成領域における白地部電位ＶD（＝−７００Ｖ）と、第２現像ＤＣバイアスＶｄｃ２（＝−５５０Ｖ）との差であるかぶり取り電位差（第２のかぶり取り電位差）Ｖｂａｃｋ２は１５０Ｖとなる。このかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋ２により、かぶりトナーは、現像スリーブ４側に引き戻されるようにして、感光ドラム１上にかぶりトナーが付着しない。
【００４７】
一方、非画像形成領域における現像ＤＣバイアス、即ち、第１現像ＤＣバイアスＶｄｃ１は−６５０Ｖである。従って、非画像領域では、白地部電位Ｖｄ（＝−７００Ｖ）と、第１現像ＤＣバイアスＶｄｃ１（＝−６５０Ｖ）との差であるかぶり取り電位差（第１のかぶり取り電位差）Ｖｂａｃｋ１は５０Ｖとなる。
【００４８】
本発明の原理について更に説明する。前述のように、非磁性トナーと磁性キャリアとを備える現像剤を使用する二成分現像法では、非画像形成領域における感光ドラム１の電位（白地部電位）と現像ＤＣバイアスとの電位差で形成されるかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋが大きいと、マイナス極性に帯電した現像剤中のネガトナーは、感光ドラム１と対向する現像ニップにおいて、マイナス電位の低い、即ち、よりプラス側の電位である現像スリーブ１０２に向かう方向に押し付けられる。そして、二成分現像方式を用いる場合、この非画像形成領域におけるかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋによって、現像スリーブ１０２上に形成される現像剤の穂立ち（磁気ブラシ）ではなく、現像スリーブ１０２の表面にトナーが蓄積していく。つまり、非画像形成領域において、現像スリーブ１０２に対してトナーによる現像動作をしたことと同じ状態となる。これにより、現像スリーブ１０２にトナーが付着した状態となってしまう。
【００４９】
この現像スリーブ１０２の表面に付着するトナーが増加すると、マイナス極性に帯電したネガトナーは絶縁体であるため、現像スリーブ１０２の表面の見かけの電位は、現像ＤＣバイアスＶｄｃより更にマイナス側の電位となる。そのため、画像形成領域において静電像が感光ドラム１上に形成されると、見かけの現像コントラスト電位差Ｖｃｏｎｔは大きくなる。その結果、画像濃度が濃くなってしまう。
【００５０】
本実施例では、この問題に対し、非画像形成領域においてかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋを小さくする。これにより、上述のように非画像形成領域においてかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋによって現像スリーブ１０２へトナーが押しつけられ、現像スリーブ１０２が非画像領域により現像されることを抑制することができる。そして、現像スリーブ１０２に付着するトナーを減少させ、現像スリーブ１０２の表面の見かけの電位の変化を防止することができる。
【００５１】
表１に、非画像形成領域におけるかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋと、現像スリーブ１０２上に付着したトナー量及びトナーが付着した状態での現像スリーブ１０２の表面電位との関係を示す。
【００５２】
現像スリーブ上に付着したトナー量は、次のようにして測定した。表１に記載する各Ｖｂａｃｋで非画像形成領域である前多回転及び後回転動作を行なった後に、現像スリーブ１０２上の現像剤（二成分現像剤）を除去する。その後、現像スリーブ１０２上に付着しているトナーをテープで回収し、Ｘ−Ｒｉｔｅ社製のＸ−Ｒｉｔｅ５００カラー反射濃度計を用いて濃度を測定した。
【００５３】
又、現像スリーブ１０２の表面電位は、次のようにして測定した。現像スリーブ１０２上の現像剤（二成分現像剤）を除去する。その後、現像スリーブ１０２上にトナーが付着している状態で現像スリーブ１０２をアースに接地し、Ｔｒｅｋ社製のＴｒｅｋ３４４表面電位計のプローブを現像スリーブ１０２とのクリアランス１ｍｍとなるように設置して、表面電位を測定した。
【００５４】
尚、表１は、ブラック用の現像装置４ｄについての結果を示し、反射濃度は数値が高いほど現像スリーブ１０２の表面へのトナーの付着量が多い。同様の実験を他の色用の現像装置４についても行ったが、現像スリーブ１０２の表面へのトナーの付着傾向、現像スリーブ１０２の表面電位の変化傾向については、実質的に同じ結果を示した。
【００５５】
【表１】
【００５６】
表１に示すように、非画像形成時のかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋが小さいときは、現像スリーブ１０２に付着するトナー量が少なく、現像スリーブ１０２上の表面電位もほぼ０Ｖとなる。しかし、かぶり取り電位差Ｖｂａｃｋを大きくしてゆくと、現像スリーブ１０２に付着するトナー量が増加し、現像スリーブ１０２上の表面電位がマイナス電位になる。
【００５７】
これは、アースに接地された導電体である現像スリーブ１０２の電位は０Ｖであるが、マイナス帯電したネガトナーは絶縁体であるため、ネガトナーが現像スリーブ１０２上に付着していると見かけの現像スリーブ１０２の電位がマイナスとなるためである。
【００５８】
このように、表面に付着したトナーによって現像スリーブ１０２の電位がマイナスとなっていると、画像形成領域において静電潜像が感光ドラム上に形成された際には、現像スリーブ１０２の電位が現像スリーブ１０２に印加される現像ＤＣバイアスよりマイナス側の電位となっているため、見かけの現像電位Ｖｃｏｎｔは大きくなる。このため、画像濃度が濃くなってしまう。そして、現像スリーブ１０２上に付着しているトナーが、画像形成領域にて現像工程で消費されると、現像スリーブ１０２の電位は現像ＤＣバイアスと同電位となる。これにより、現像電位は正常となり所望の画像濃度が出るようになる。
【００５９】
本発明者らの検討によれば、現像スリーブ１０２上にトナーが付着している状態と付着していない状態とで、現像スリーブ１０２の電位に１０Ｖ以上の差があると、ハーフトーン画像やベタ画像を形成したときに濃度段差等の画像不良が発生することがある。
【００６０】
表１に示すように、本実施例の構成では、非画像形成時におけるトナー付着量を減少させ、上記濃度段差等の画像不良を発生させないためには、非画像形成時のかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋを８０Ｖ以下にすることが望ましい。又、逆にかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋを２０Ｖ以下にすると、かぶり取り電位差Ｖｂａｃｋよって発生する電界による電界規制力がほとんどなくなるため、感光ドラム１にかぶりトナーが付着し易くなる。このようにかぶりトナーが感光ドラム１に付着し易くなると、消費トナー量や廃トナー量が増加して好ましくない。
【００６１】
従って、本実施例の構成では、好ましくは、画像形成領域におけるかぶり取り電位差（第２のかぶり取り電位差）Ｖｂａｃｋ２よりも、非画像形成領域におけるかぶり取り電位差（第１のかぶり取り電位差）Ｖｂａｃｋ１を小さくし、且つ、非画像領域におけるかぶり取り電位差（第１のかぶり取り電位差）Ｖｂａｃｋ１は、２０（Ｖ）＜Ｖｂａｃｋ≦８０（Ｖ）とする。
【００６２】
ここで、図６は、本実施例の画像形成装置１０の概略制御ブロック図である。画像形成装置１０は、装置動作を統括制御する制御部１５０を有する。制御部１５０は、制御の中心的素子（制御手段）たるＣＰＵ１５１を有し、このＣＰＵ１５１には、ＣＰＵ１５１が実行するプログラムや各種データが格納されたＲＯＭ１５２、作業用のメモリ等として使用されるＲＡＭ１５３が接続されている。ＣＰＵ１５１は、ＲＯＭ１５２に記憶されたデータ、プログラム等に従って画像形成装置１０をシーケンス動作させる。本実施例では、ＣＰＵ１５１は、現像バイアス電源１１０、現像スリーブ１０２を回転駆動させる現像剤担持体駆動手段（駆動モータ）１２０、帯電バイアス電源１３０などに制御信号を送信し、図３のチャート図に従って画像形成動作を行なわせる。尚、現像剤担持体駆動手段１２０は、独立して現像スリーブ１０２を駆動するようにしてもよいし、例えば感光体駆動手段１４０と駆動源が共通とされていてもよい。
【００６３】
制御部１５０には、画像処理部（ビデオコントローラ）１６０が接続されている。画像処理部１６０は、原稿読み取り装置２０（或いは装置本体Ａに対して通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ等の外部ホスト機器）からの画像信号を受信すると共に、この信号を画像形成に係る信号に変換して、制御部１５０のＣＰＵ１５１に送信する。ＣＰＵ１５１は、斯かる画像形成信号に従って、画像形成装置１０の各部の動作を制御する。
【００６４】
本実施例では、特に、ＣＰＵ１５１は、所定のタイミングで、現像バイアス電源１１０に、現像ＤＣバイアス、現像ＡＣバイアスの印加を開始・停止させる電圧印加信号を送信する。又、ＣＰＵ１５１は、所定のタイミングで現像バイアス電源１１０に現像ＤＣバイアスを第１現像ＤＣバイアスＶｄｃ１と第２現像ＤＣバイアスＶｄｃ２とで切り替える電圧切替信号を送信する。一方、現像バイアス電源１１０は、現像装置４の現像スリーブ１０２に現像ＤＣバイアス、或いは現像ＤＣバイアスと現像ＡＣバイアスとが重畳された電圧を印加し得る。又、現像バイアス電源１１０は、現像スリーブ１０２に印加する現像ＤＣバイアスを第１現像ＤＣバイアスと第２現像ＤＣバイアスとで切り替える電圧切替器（電圧切替手段）１１１を有する。これにより、現像バイアス電源１１１は、ＣＰＵ１５１からの電圧切替信号に応じて、第１現像ＤＣバイアス又は第２現像ＤＣバイアスを選択的に現像スリーブ１０２に印加することができる。
【００６５】
以上説明したように、本実施例によれば、画像形成領域のかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋより、非画像形成領域のかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋを小さくし、非画像形成領域において現像スリーブ１０２に付着するトナー量を減少させる。これにより、現像スリーブ１０２の表面の見かけの電位変化を防止し、ハーフトーン画像やベタ画像における濃度段差等の画像不良を防止することができる。従って、高画像品質を達成することができる。
【００６６】
尚、本実施例では、現像スリーブ１０２に印加する現像ＤＣバイアスを変更したが、非画像形成領域においてかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋが画像形成領域より小さくなるように変更されれば良い。従って、現像ＤＣバイアスを一定にして帯電装置２による感光ドラム１の帯電電位を非画像形成領域と画像形成領域で変化させてもよい。或いは、感光ドラム１の帯電電位と現像ＤＣバイアスの両方を、非画像形成領域と画像形成領域とで変化させてもよい。この場合、上記現像バイアス電源１１０と同様、帯電バイアス電源１３０に、電圧切替器（電圧切替手段）を設け、ＣＰＵ１５１からの帯電バイアス切替信号に応じて帯電バイアス電源１３０を変更し、所望のかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋが得られるように感光ドラム１を帯電させればよい。これによって、上記同様の効果が得られる。
【００６７】
実施例２
次に、図７を参照して本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本構成及び動作は、実施例１のものと同一であるので、実質的に同一若しくは相当する機能、構成を有する要素については同一の符号を付して、詳しい説明は省略する。
【００６８】
実施例１では、かぶり取り電位差Ｖｂａｃｋの大きさを非画像形成領域と画像形成領域で変化させた。これに対し、本実施例では、かぶり取り電位差Ｖｂａｃｋを現像スリーブ１０２の非駆動時と駆動時で変化させる。
【００６９】
図７は、本実施例における感光ドラム１の駆動（回転駆動）、帯電装置２による帯電バイアス電圧の印加、現像スリーブ１０２の駆動（回転駆動）、及び現像スリーブ１０２に対する現像ＤＣバイアスと現像ＡＣバイアスの印加のタイミングを示したチャート図である。
【００７０】
画像形成動作が開始し、感光ドラム１の駆動が開始されるのと同時に、帯電装置２への帯電バイアス電圧の印加が開始され、感光ドラム１は一様に帯電される。感光ドラム１の回転により、時間Ｔ１後に、感光ドラム１の帯電された位置が現像スリーブ１０２との対向位置に到達すると、高圧電源１１０による現像スリーブ１０２への第１現像ＤＣバイアス（非画像領域現像ＤＣバイアス）Ｖｄｃ１の印加が開始される。そして、前多回転を行ない、感光ドラム１の電位を安定させる。
【００７１】
感光ドラム１の電位が安定すると、露光装置３により感光ドラム１上の画像形成領域に静電潜像が形成される。画像形成領域（静電潜像）が現像スリーブ１０２との対向位置まで移動するのとほぼ同時に、現像スリーブ１０２の駆動が開始される。又、このとき同時に、現像ＡＣバイアスの印加が開始され、これにより現像スリーブ１０２には第２現像ＤＣバイアスＶｄｃ２及び現像ＡＣバイアスＶａｃが重畳された現像バイアス電圧が印加される。こうして、画像形成領域の静電像の現像が行われる。
【００７２】
又、画像形成領域が現像スリーブ１０２との対向部を通過し終えるのとほぼ同時に、現像スリーブ１０２の駆動と現像ＡＣバイアスＶａｃの印加が停止される。又、帯電終了位置が現像スリーブ１０２との対向位置に来るまで第１現像ＤＣバイアスＶｄｃ１が再び印加される。
【００７３】
本実施例では、現像ＤＣバイアスが安定するまで１００ｍｓｅｃ、現像スリーブ１０２の駆動が安定するまで３０ｍｓｅｃ、現像ＡＣバイアスが安定するまで１００ｍｓｅｃかかる。そのため、本実施例では、現像スリーブ１０２の駆動が開始される１００ｍｓｅｃ前に現像ＤＣバイアスを第１現像バイアスＶｄｃ１から第２現像バイアスＶｄｃ２に変更する。しかし、本発明は、斯かる正確なタイミングに限定されるものではなく、本発明を実施する画像形成装置本体により差が生じるので、適宜調整することができる。
【００７４】
このように、本実施例では、帯電装置２によって帯電された感光ドラム１の電位と現像スリーブ１０２に印加する現像バイアス電圧の直流成分との電位差を、現像スリーブ１０２の駆動手段の動作時（即ち、現像スリーブ１０２の駆動時）における電位差よりも、駆動手段の非動作時（即ち、現像スリーブ１０２の非駆動時）における電位差を小さくする。
【００７５】
ところで、図２に示すような現像装置４において、現像装置４内を循環する現像剤は、現像スリーブ１０２の回転により、規制ブレード１０５を通過する付近でストレスを受ける。そのため、トナー帯電量が低下するなどの現像剤の劣化が起きる。現像剤の劣化としては、例えば、トナーへの帯電付与性を安定させるためにキャリアの表面に施されたコート材料の剥がれや、シリカ、チタン等の外添剤のトナーへの埋め込み等が挙げられる。
【００７６】
この問題に対する対策としては、本実施例のように現像スリーブ１０２の駆動時間を、画像形成領域とほぼ同じとし、即ち、ほぼ画像形成領域と同じだけ現像スリーブ１０２を駆動して、現像スリーブ１０２の回転時間を最小限に抑えることが有効である。又、斯かる構成は、現像スリーブ１０２が長時間回転することでトナーが現像スリーブ１０２に融着し、現像スリーブ１０２の表面粗さが低下することで現像剤の搬送性が低下する問題や、現像スリーブ１０２の駆動モータやクラッチ等のメカ部品の寿命に対しても有効である。
【００７７】
しかしながら、前多回転時や後回転時において、現像スリーブ１０２の駆動が停止していると、実施例１で示した現像スリーブ１０２へのトナーの付着が、現像スリーブ１０２の周面のうち感光ドラム１と対向している一部分のみに局所的に集中する。このため、その部分に対するトナーの付着量も増加する。その結果、続く画像形成領域におけるハーフトーン画像等に、現像スリーブ１０２の長手方向に沿うスジ状の高濃度部分が現れる画像不良が発生することがある。
【００７８】
そこで、図７に示すように、現像スリーブ１０２の駆動の停止時における現像ＤＣバイアスを、かぶり取り電位差Ｖｂａｃｋが小さくなるような電圧に設定する。これにより、実施例１と同様に現像スリーブ１０２の非駆動時における現像スリーブ１０２への付着トナー量を減少させることができる。しかも、現像スリーブ１０２の駆動が停止しているので、かぶり取り電位差Ｖｂａｃｋが低いことによりトナーが感光ドラム１に供給されることはない。このため、感光ドラム１にかぶりトナーが付着してしまう問題もない。
【００７９】
尚、現像スリーブ１０２の非駆動時は非画像形成領域に対応し、又現像スリーブ１０２の駆動時は画像形成領域に対応する。従って、換言すれば、本実施例においても、非画像形成領域と画像形成領域とでかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋを変更している。
【００８０】
図８は、本実施例における画像形成装置１０の概略制御ブロック図である。本実施例の制御態様は、図６に示したものと基本的には同じである。本実施例では、ＣＰＵ１５１は、ＣＰＵ１５１は、現像バイアス電源１１０、現像スリーブ１０２を回転駆動させる現像剤担持体駆動手段（駆動モータ）１２０、帯電バイアス電源１３０等に制御信号を送信し、図７のチャート図に従って画像形成動作を行なわせる。又、特に、本実施例では、現像剤担持体駆動手段１２０は、現像スリーブ１０２を駆動・停止させることができる駆動切替器（駆動切替手段）１２１を有している。この駆動切替器は、ＣＰＵ１５１の制御信号に応じて、現像スリーブ１０２の回転駆動を開始・停止させることができる。現像剤担持体駆動手段１２０が独立していれば、駆動モータ自体の駆動を開始・停止させればよく、又現像剤担持体駆動手段１２０と例えば感光体駆動手段１４０の駆動源が共通とされている場合にはクラッチのオン・オフ等により、駆動の伝達・遮断を切り替えるようにすればよい。
【００８１】
以上説明したように、現像スリーブ１０２の駆動時のかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋより現像スリーブ１０２の非駆動時のかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋを小さくし、現像スリーブ１０２の非駆動時における現像スリーブ１０２への付着トナー量を減少させることにより、ハーフトーン画像における高濃度スジが発生する画像不良を防止することができる。又、非画像形成領域においてかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋを小さくすることによりかぶりトナーが感光ドラム１に付着することも抑制することができる。しかも、非画像形成領域にて現像スリーブ１０２の駆動を停止することで、現像スリーブ１０２の駆動時間を最小限にし、現像剤の劣化や現像スリーブ１０２の表面のトナー融着を抑えることができる。
【００８２】
実施例３
次に、図９を参照して、本発明の更に他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本構成及び動作は、実施例１のものと同じであるので、実施例１のものと実質的に同一若しくは相当する機能、構成を有する要素には、同一符号を付し、詳しい説明は省略する。
【００８３】
実施例１における現像装置４では、現像スリーブ進行方向において現像剤のくみ上げ極Ｎ２のすぐ下流の磁極Ｓ２に対向して規制ブレード１０５を配置した。これに対し、本実施例では、規制ブレード１０５は、現像剤のくみ上げ極Ｎ２に対向して配置される。
【００８４】
本実施例における二成分磁気ブラシ法による現像工程と現像剤の循環系とについて説明する。
【００８５】
現像スリーブ１０２の内部には、実施例１と同様、現像スリーブ１０２による現像剤の搬送方向に沿って複数の磁極を備えた磁界発生手段としてのマグネットロールが固定配置されている。
【００８６】
先ず、現像スリーブ１０２の回転に伴い、現像剤は、汲み上げ磁極Ｎ２で現像スリーブ１０２へと汲み上げられる。汲み上げ磁極Ｎ２で汲み上げられた現像剤は、磁極Ｎ２にほぼ対向して現像スリーブ１０２に対して所定の間隔（Ｓ−Ｂギャップ）をもって配置された規制ブレード１０５によって規制される。こうして、現像スリーブ１０２上に二成分現像剤の薄層が形成される。ここで、現像スリーブ１０２上に薄層として担持された現像剤が、搬送極Ｓ２及びＮ１を介して現像主極Ｓ１まで搬送されてくると、磁気力によって磁気ブラシ（現像剤の穂立ち）が形成される。この穂状に形成された磁気ブラシは、感光ドラム１に対して近接又は接触する。そして、現像スリーブ１０２に印加される現像バイアス電圧の作用によって、感光ドラム１に形成された静電像に応じて、磁気ブラシ中のトナーが感光ドラム１へと移動する。これによって、感光ドラム１上の静電像は、トナー像として現像される。静電像を現像した現像スリーブ１０２上の現像剤は、その後磁極Ｎ３、Ｎ２の反発磁界によって、現像容器１０１内に回収される。
【００８７】
本実施例で使用する現像装置４の構成は、汲み上げ磁極Ｎ２で現像剤の規制を行なう点で実施例１と異なる。ここで、規制ブレード１０５により規制された現像剤の余剰分が規制ブレード１０５の現像スリーブ１０２回転方向上流に剤溜まりとなって現像スリーブ１０２上に残る。しかし、本実施例のような構成にすると、剤溜まりの現像剤量は、実施例１の現像装置４よりも少ない。その結果、現像スリーブ１０２の回転により規制ブレード１０５の付近で現像剤が受けるストレスは、剤溜まりの量が少ないため、実施例１の現像装置４と比較して少ない。これにより、キャリアの表面の抵抗調整のためのコート剥がれやシリカ、チタン等の外添剤のトナーへの埋め込み等の現像剤の劣化を少なくすることができる。
【００８８】
しかし、その反面、現像スリーブ１０２と規制ブレード１０５の対向部付近で剤溜まりからのストレスが少ないため、非画像形成領域におけるかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋにより現像スリーブ１０２の表面へ付着したトナーは、現像スリーブ１０２の表面から剥ぎ取られにくい。従って、先に述べたハーフトーン画像やベタ画像における濃度段差等の画像不良が顕著に発生しやすい。
【００８９】
本実施例のような構成の現像装置４において、実施例１や実施例２で行なったかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋの制御を行なうことによって、非画像形成領域において現像スリーブ１０２への付着トナー量を有効に減少させることができる。そして、現像スリーブ１０２の表面の見かけの電位変化を防止し、ハーフトーン画像やベタ画像における濃度段差等の画像不良を防止することができる。しかも、現像剤のストレスによる劣化も少なくすることができる。
【００９０】
以上、本発明を具体的な実施例に則して説明したが、本発明は上記実施例の態様に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例の断面図である。
【図２】図１の画像形成装置が備える現像装置を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施例における画像形成装置の動作タイミングを示すチャート図である。
【図４】感光ドラムの周囲に配置された各装置の位置関係を示す模式図である。
【図５】画像形成動作時における感光ドラム及び現像スリーブにおける電位関係を示す説明図である。
【図６】本発明に従うかぶり取り電位差の一制御態様を示す概略機能ブロック図である。
【図７】本発明の他の実施例における画像形成装置の動作タイミングを示すチャート図である。
【図８】本発明に従うかぶり取り電位差の他の制御態様を示す概略機能ブロック図である。
【図９】図１の画像形成装置にて用い得る現像装置の他の例の断面図である。
【符号の説明】
【００９２】
１ａ〜１ｄ 感光ドラム（像担持体）
２ａ〜２ｄ 帯電装置
４ａ〜４ｄ 現像装置
１０２ 現像スリーブ
１０５ 規制ブレード
１１０ 高圧電源（現像バイアス電源）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、像担持体上を帯電する帯電手段と、前記帯電手段によって帯電された前記像担持体上に静電像を形成する静電像形成手段と、前記像担持体に形成された静電像を非磁性トナーと磁性キャリアとを備えた二成分現像剤を用いて現像する現像装置と、を有する画像形成装置において、
前記帯電手段によって帯電された前記像担持体の電位と前記現像装置に印加する現像バイアス電圧の直流成分との電位差は、画像形成領域における電位差よりも非画像形成領域における電位差を小さくすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記電位差は、前記現像バイアス電圧の直流成分を変更することにより小さくすることを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項３】
前記電位差は、前記帯電手段によって帯電する前記像担持体の電位を変更することにより小さくすることを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項４】
前記現像装置は更に、二成分現像剤を担持して前記像担持体との対向位置へと搬送する現像剤担持体を有し、前記現像バイアスは前記現像剤担持体に印加することを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
更に、前記現像剤担持体を回転駆動させる駆動手段を有し、前記電位差は、前記画像形成領域での前記現像剤担持体の駆動時における電位差よりも、前記非画像形成領域での前記現像剤担持体の非駆動時における電位差を小さくすることを特徴とする請求項４の画像形成装置。
【請求項６】
前記現像装置は更に、前記現像剤担持体に対向配置された、前記現像剤担持体に担持される現像剤を規制する現像剤規制部材を有し、前記現像剤担持体の内部には、前記現像剤担持体による現像剤の搬送方向に沿って複数の磁極を備えた磁界発生手段が固定配置されており、前記現像剤規制部材は、前記磁界発生手段の前記複数の磁極のうち前記現像剤担持体上に二成分現像剤を汲み上げる汲み上げ極に対向して配置されていることを特徴とする請求項４又５の画像形成装置。
【請求項７】
像担持体と、像担持体上を帯電する帯電手段と、前記帯電手段によって帯電された前記像担持体上に静電像を形成する静電像形成手段と、非磁性トナーと磁性キャリアとを備えた二成分現像剤を担持して前記像担持体との対向位置へと搬送する現像剤担持体を備え前記像担持体に形成された静電像を二成分現像剤を用いて現像する現像装置と、前記現像剤担持体を回転駆動させる駆動手段と、を有する画像形成装置において、
前記帯電手段によって帯電された前記像担持体の電位と前記現像剤担持体に印加する現像バイアス電圧の直流成分との電位差は、前記現像剤担持体の駆動時における電位差よりも、前記現像剤担持体の非駆動時における電位差を小さくすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
前記電位差は、前記現像バイアス電圧の直流成分を変更することにより小さくすることを特徴とする請求項７の画像形成装置。
【請求項９】
前記電位差は、前記帯電手段によって帯電する前記像担持体の電位を変更することにより小さくすることを特徴とする請求項７又は８の画像形成装置。
【請求項１０】
前記現像装置は更に、前記現像剤担持体に対向配置された、前記現像剤担持体に担持される現像剤を規制する現像剤規制部材を有し、前記現像剤担持体の内部には、前記現像剤担持体による現像剤の搬送方向に沿って複数の磁極を備えた磁界発生手段が固定配置されており、前記現像剤規制部材は、前記磁界発生手段の前記複数の磁極のうち前記現像剤担持体上に二成分現像剤を汲み上げる汲み上げ極に対向して配置されていることを特徴とする請求項７〜９のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項１】
像担持体と、像担持体上を帯電する帯電手段と、前記帯電手段によって帯電された前記像担持体上に静電像を形成する静電像形成手段と、前記像担持体に形成された静電像を非磁性トナーと磁性キャリアとを備えた二成分現像剤を用いて現像する現像装置と、を有する画像形成装置において、
前記帯電手段によって帯電された前記像担持体の電位と前記現像装置に印加する現像バイアス電圧の直流成分との電位差は、画像形成領域における電位差よりも非画像形成領域における電位差を小さくすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記電位差は、前記現像バイアス電圧の直流成分を変更することにより小さくすることを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項３】
前記電位差は、前記帯電手段によって帯電する前記像担持体の電位を変更することにより小さくすることを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項４】
前記現像装置は更に、二成分現像剤を担持して前記像担持体との対向位置へと搬送する現像剤担持体を有し、前記現像バイアスは前記現像剤担持体に印加することを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
更に、前記現像剤担持体を回転駆動させる駆動手段を有し、前記電位差は、前記画像形成領域での前記現像剤担持体の駆動時における電位差よりも、前記非画像形成領域での前記現像剤担持体の非駆動時における電位差を小さくすることを特徴とする請求項４の画像形成装置。
【請求項６】
前記現像装置は更に、前記現像剤担持体に対向配置された、前記現像剤担持体に担持される現像剤を規制する現像剤規制部材を有し、前記現像剤担持体の内部には、前記現像剤担持体による現像剤の搬送方向に沿って複数の磁極を備えた磁界発生手段が固定配置されており、前記現像剤規制部材は、前記磁界発生手段の前記複数の磁極のうち前記現像剤担持体上に二成分現像剤を汲み上げる汲み上げ極に対向して配置されていることを特徴とする請求項４又５の画像形成装置。
【請求項７】
像担持体と、像担持体上を帯電する帯電手段と、前記帯電手段によって帯電された前記像担持体上に静電像を形成する静電像形成手段と、非磁性トナーと磁性キャリアとを備えた二成分現像剤を担持して前記像担持体との対向位置へと搬送する現像剤担持体を備え前記像担持体に形成された静電像を二成分現像剤を用いて現像する現像装置と、前記現像剤担持体を回転駆動させる駆動手段と、を有する画像形成装置において、
前記帯電手段によって帯電された前記像担持体の電位と前記現像剤担持体に印加する現像バイアス電圧の直流成分との電位差は、前記現像剤担持体の駆動時における電位差よりも、前記現像剤担持体の非駆動時における電位差を小さくすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
前記電位差は、前記現像バイアス電圧の直流成分を変更することにより小さくすることを特徴とする請求項７の画像形成装置。
【請求項９】
前記電位差は、前記帯電手段によって帯電する前記像担持体の電位を変更することにより小さくすることを特徴とする請求項７又は８の画像形成装置。
【請求項１０】
前記現像装置は更に、前記現像剤担持体に対向配置された、前記現像剤担持体に担持される現像剤を規制する現像剤規制部材を有し、前記現像剤担持体の内部には、前記現像剤担持体による現像剤の搬送方向に沿って複数の磁極を備えた磁界発生手段が固定配置されており、前記現像剤規制部材は、前記磁界発生手段の前記複数の磁極のうち前記現像剤担持体上に二成分現像剤を汲み上げる汲み上げ極に対向して配置されていることを特徴とする請求項７〜９のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−４７８８５（Ｐ２００６−４７８８５Ａ）
【公開日】平成１８年２月１６日（２００６．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２３１７４６（Ｐ２００４−２３１７４６）
【出願日】平成１６年８月６日（２００４．８．６）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月１６日（２００６．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月６日（２００４．８．６）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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