(57)【要約】【課題】現像領域内でトナーを往復運動させる交番電圧現像方式で発生するエッジ再現性の悪化を抑制することを課題とする。【解決手段】感光体２に対して対向配置される現像ローラ４２Ａ，４２Ｂと、感光体と現像ローラとが対向する現像領域に、トナーを往復運動させながら現像ローラ側から感光体側へ移動させる交番電界を形成するために、現像ローラに交番電圧を印加する電源部５１０とを有する現像装置において、上記交番電圧は、周波数が２０［ｋＨｚ］よりも大きく６０［ｋＨｚ］以下であり、かつ、ピークツウピーク電圧が３００［Ｖ］以上である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像担持体に対して対向配置される現像剤担持体と、
上記潜像担持体と上記現像剤担持体とが対向する現像領域に、トナーを往復運動させながら現像剤担持体側から潜像担持体側へ移動させる交番電界を形成するために、該現像剤担持体に交番電圧を印加する交番電圧印加手段とを有する現像装置において、
上記交番電圧は、周波数が２０［ｋＨｚ］よりも大きく６０［ｋＨｚ］以下であり、かつ、ピークツウピーク電圧が３００［Ｖ］以上であることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１の現像装置において、
上記交番電圧の波形は、トナーを現像剤担持体側から潜像担持体側へ移動させる現像方向の極性をもつ波形部分の先頭箇所が、該波形部分の残り箇所よりも絶対値が大きい電圧値となっていることを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１又は２の現像装置において、
上記交番電圧の波形は、トナーを潜像担持体側から現像剤担持体側へ移動させる非現像方向の極性をもつ波形部分の先頭箇所が、該波形部分の残り箇所よりも絶対値が大きい電圧値となっていることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項２又は３の現像装置において、
上記先頭箇所の時間幅は、上記残り箇所の時間幅よりも狭いことを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の現像装置において、
上記交番電圧は、上記現像領域内でトナーを０．３［μｍ］以上３０［μｍ］以下の振幅で往復運動するように設定されていることを特徴とする現像装置。
【請求項６】
潜像担持体に対して対向配置される現像剤担持体と、
上記潜像担持体と上記現像剤担持体とが対向する現像領域に、トナーを往復運動させながら現像剤担持体側から潜像担持体側へ移動させる交番電界を形成するために、該現像剤担持体に交番電圧を印加する交番電圧印加手段とを有する現像装置において、
上記交番電圧は、周波数が１０［ｋＨｚ］以上６０［ｋＨｚ］以下であり、かつ、ピークツウピーク電圧が３００［Ｖ］以上であり、
上記交番電圧の波形は、トナーを現像剤担持体側から潜像担持体側へ移動させる現像方向の極性をもつ波形部分の先頭箇所が、該波形部分の残り箇所よりも絶対値が大きい電圧値となっていることを特徴とする現像装置。
【請求項７】
潜像担持体に対して対向配置される現像剤担持体と、
上記潜像担持体と上記現像剤担持体とが対向する現像領域に、トナーを往復運動させながら現像剤担持体側から潜像担持体側へ移動させる交番電界を形成するために、該現像剤担持体に交番電圧を印加する交番電圧印加手段とを有する現像装置において、
上記交番電圧は、周波数が１０［ｋＨｚ］以上６０［ｋＨｚ］以下であり、かつ、ピークツウピーク電圧が３００［Ｖ］以上であり、
上記交番電圧の波形は、トナーを潜像担持体側から現像剤担持体側へ移動させる現像方向の極性をもつ波形部分の先頭箇所が、該波形部分の残り箇所よりも絶対値が大きい電圧値となっていることを特徴とする現像装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の現像装置において、
上記トナーは、体積平均粒径が４［μｍ］以上７［μｍ］以下であることを特徴とする現像装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の現像装置において、
上記現像剤担持体は、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を担持するものであり、
上記キャリアの体積固有抵抗値が１．０×１０８［Ω・ｃｍ］以上１．０×１０１０［Ω・ｃｍ］以下であることを特徴とする現像装置。
【請求項１０】
潜像担持体と、該潜像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像担持体上の潜像にトナーを付着させる現像処理を行う現像手段とを有し、該現像処理によって該潜像担持体上に形成されたトナー像を最終的に記録材へ転移させて、該記録材上に画像を形成する画像形成装置において、
上記現像手段として、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の現像装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナーを往復運動させながら現像剤担持体側から潜像担持体側へ移動させる交番電界を現像領域に形成して現像処理を行う現像装置及びこれを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を採用した複写機、プリンタ等の画像形成装置においては、潜像担持体の表面を帯電装置によって一様に帯電した後、潜像担持体の表面に像光を照射して静電潜像を形成し、この静電潜像上にトナー像を形成することにより、現像を行っている。このトナー像は、転写装置によって用紙等の記録媒体や中間転写体上に転写され、さらに紙面上へ転写される。これまで、現像方式については種々の方法が検討されてきた。具体的には、直流電圧現像方式、交番電圧現像方式があり、直流、交流それぞれで発揮される現像剤特性の違いを利用し、高画質を目指してきた。また、使用される現像剤の種類にも一成分、二成分があり、現像領域で現像剤を潜像担持体表面に接触させるか非接触にするかの違いもある。それ以外にも、潜像担持体、現像剤担持体に特徴を持たせ、新規な現像方式を開発し、それら現像剤特性などと現像方式を組み合わせることで、複写機、プリンタの性能を充足させる機能を持たせてきた。この中でも特に、現像方式として用いられてきた交番電圧現像方式には、以下のような従来技術が知らされている。
【０００３】
特許文献１には、現像バイアスに用いる交番電圧の周波数ｆ及びピークツウピーク電圧Ｖｐｐを大きくすることにより交番電圧現像方式のメリットを維持しつつ、画像の荒れや二成分現像剤のドラムへの飛散などのデメリットを抑制した画像形成装置が開示されている。この画像形成装置では、現像スリーブに印加する交番電圧の周波数を４［ｋＨｚ］以上７［ｋＨｚ］以下の範囲のいずれかの値とし、この交番電圧のピークツウピーク電圧を１．５［ｋＶ］以上２．５ｋＶ［ｋＶ］の範囲のいずれかの値とすることが開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、周波数ｆが５［ｋＨｚ］＜ｆ＜１５［ｋＨｚ］である現像バイアスの交流成分の振動振幅Ｖｐｐ（ｋＶ）を周期的に減少させることにより、地汚れ及び後端抜けの発生を抑制することを目的とした画像形成装置が開示されている。この特許文献２には、効果確認の実験で、現像バイアスの交流成分の周波数ｆを０［ｋＨｚ］≦ｆ≦２０［ｋＨｚ］の範囲で振ったときの地汚れ、後端抜け、粒状性についての評価結果が開示されている。その開示内容によれば、地汚れに関しては、周波数ｆが２０［ｋＨｚ］に向かって高まるほど評価結果が改善されることが示されているが、後端抜けと粒状性に関しては、周波数ｆが２０［ｋＨｚ］に向かって高まるほど評価結果が悪化することが示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者らは、交番電圧現像方式を採用した画像形成装置における画質改善の研究過程において、エッジ再現性の悪化という問題に直面した。このエッジ再現性の悪化とは、非潜像部分と隣接する潜像部分のエッジ箇所で、トナーが付着せずに現像されない部分が発生してしまい、エッジ箇所が正確に再現されない画像が形成されることをいう。この原因を考察したところ、交番電界が形成される現像領域内でのトナーの往復運動により、スキャベンジ（潜像に一旦は付着したトナーが現像材担持体側に回収されてしまう現象）が主に影響していることを見出した。
【０００６】
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、現像領域内でトナーを往復運動させる交番電圧現像方式で発生するエッジ再現性の悪化を抑制できる現像装置及びこれを備えた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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、潜像担持体に対して対向配置される現像剤担持体と、上記潜像担持体と上記現像剤担持体とが対向する現像領域に、トナーを往復運動させながら現像剤担持体側から潜像担持体側へ移動させる交番電界を形成するために、該現像剤担持体に交番電圧を印加する交番電圧印加手段とを有する現像装置において、上記交番電圧は、周波数が２０［ｋＨｚ］よりも大きく６０［ｋＨｚ］以下であり、かつ、ピークツウピーク電圧が３００［Ｖ］以上であることを特徴とする。
【０００８】
本発明者らは、交番電圧現像方式を採用した画像形成装置における画質改善の研究過程において、エッジ再現性の悪化という問題に直面し、その原因が、現像領域内におけるトナーの往復運動に起因して発生するスキャベンジやはじき出しであることを見出した。そして、本発明者らによる研究の結果、このスキャベンジの発生には、現像領域内におけるトナーの往復運動の振幅が大きく影響しているという知見を得た。以下、この点について説明する。
【０００９】
交番電圧現像方式では、現像領域内のトナーは、潜像担持体と現像剤担持体との間（二成分現像剤の場合には潜像担持体とキャリアとの間）を往復移動するような挙動を示す。これは、現像領域内に、トナーを現像剤担持体側から潜像担持体側へ移動させる現像電界と、トナーを潜像担持体側から現像剤担持体側へ戻す非現像電界とが、交互に形成されるためである。そして、現像領域の出口付近では、出口に近づくにつれて、潜像担持体と現像剤担持体（二成分現像剤の場合はキャリア。以下同様。）との距離が徐々に離れていき、電界の強さも徐々に弱まっていく。このとき、現像領域を出るときには多くのトナーが潜像担持体上の潜像へ付着していることが要求されることから、現像電界の強さは非現像電界の強さよりも大きくなるように設定される。したがって、現像領域の出口付近では、非現像電界ではトナーは現像剤担持体側へ移動できないが、現像電界であればトナーは潜像担持体側へ移動できるというような状況になる。このような状況が生まれる結果、潜像担持体上の潜像に十分な量のトナーが付着した状態で現像領域を抜けることができる。
【００１０】
ところが、現像領域内におけるトナーの往復運動の振幅が大きい場合、現像領域の出口付近で潜像担持体上に付着しているトナーは、潜像担持体と現像剤担持体との距離が多少拡がっても現像剤担持体側に戻れてしまう。そのため、現像剤担持体側に戻ったトナーに対して再び現像電界が作用しても、潜像担持体と現像剤担持体との距離が更に拡がってしまっていて、そのトナーを潜像担持体側へ戻すことができなくなるという状況が起こりやすい。しかも、現像領域内におけるトナーの往復運動は、交番電圧の周波数が低いほど大きな振幅が得られるという関係にあるので、トナーの往復運動の振幅が大きいということは、交番電圧の周波数が比較的低いということができる。そして、現像剤担持体に印加される現像電圧の周波数が低いほど、非現像電界が形成されている時間が長くなるので、非現像電界によって現像剤担持体側に戻ったトナーに次の現像電界が作用するまでに時間がかかることになる。そのため、現像領域内におけるトナーの往復運動の振幅が大きい場合には、現像領域の出口付近で非現像電界により現像剤担持体側にトナーが戻った後、そのトナーに再び現像電界が作用するまでに時間がかかり、現像電界が作用する頃には潜像担持体と現像剤担持体との距離が十分に大きく拡がってしまっていて、そのトナーを潜像担持体側へ戻すことができないという状況に陥りやすい。このような理由から、現像領域内におけるトナーの往復運動の振幅が大きい場合には、スキャベンジが発生しやすいものと考えられる。そして、このスキャベンジの影響は、特にエッジ再現性において顕著に現れることから、交番電圧現像方式では、エッジ再現性の悪化という問題が発生する。
【００１１】
そこで、本発明者らは、トナーの往復運動の振幅を小さくすれば、スキャベンジの発生を抑制してエッジ再現性の悪化を改善できるものと推察した。ただし、トナーの往復運動の振幅を小さくする場合、交番電圧のピークツウピーク電圧を小さくしようとするのが通常である。しかしながら、交番電圧のピークツウピーク電圧を小さくすると、交番電圧現像方式による様々なメリットに与える悪影響が大きく、交番電圧のピークツウピーク電圧を小さくすることには大きな制約が存在する。一方で、現像領域内におけるトナーの往復運動の振幅は、交番電圧の周波数にも大きく依存する関係にある。本発明者らは、この点に着目し、交番電圧の周波数を大きくすることで、トナーの往復運動の振幅を小さくし、スキャベンジの発生を抑制してエッジ再現性の悪化を改善することを試みた。その結果、詳しくは後述するが、ピークツウピーク電圧が３００［Ｖ］以上の交番電圧において、周波数を２０［ｋＨｚ］よりも大きく６０［ｋＨｚ］以下という高い周波数範囲に設定することで、トナーの往復運動の振幅を小さくしてスキャベンジの発生を抑制し、エッジ再現性の悪化を改善できることを確認した。
【００１２】
ところで、従来、交番電圧現像方式のメリットを得るためには、現像剤担持体に印加する交番電圧の周波数をある程度大きくすることが必要であることは知られていた。しかしながら、その上限はせいぜい１５［ｋＨｚ］程度であり、それ以上に周波数を上げても何かメリットがあるとは考えられていなかった。上記特許文献２では、交番電圧の周波数ｆを２０［ｋＨｚ］とした実験結果が示されているが、これはあくまで、地汚れ、後端抜け、粒状性についての評価を行うための実験に用いた一例である。この特許文献２でも実施例として使用される周波数ｆは５［ｋＨｚ］＜ｆ＜１５［ｋＨｚ］の範囲内である。本発明は、上述した本発明者らのよる知見、考察の結果、１５［ｋＨｚ］という従来の上限を大きく超える高い周波数範囲に着目するに至ったものである。
【発明の効果】
【００１３】
以上より、本発明によれば、現像領域内でトナーを往復運動させる交番電圧現像方式で発生するエッジ再現性の悪化を抑制できるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態の複写機の概略構成図である。
【図２】同複写機の現像装置の概略構成を示す模式図である。
【図３】同現像装置と複写機本体に設けられる電源部とを示す斜視図である。
【図４】図３中符号Ａで示す現像装置と電源部との接続箇所を拡大した拡大視図である。
【図５】周波数が１０［ｋＨｚ］である交番電圧（現像電圧）の波形例を示すグラフである。
【図６】周波数が６０［ｋＨｚ］である交番電圧（現像電圧）の波形例を示すグラフである。
【図７】実験例で用いた実験装置の概要を示す模式図である。
【図８】同実験装置の現像ローラに印加される電圧が直流電圧（周波数が０［ｋＨｚ］）である場合に、同実験装置の高速度カメラで撮像した現像状態を示す画像例である。
【図９】同実験装置の現像ローラに印加される電圧が交番電圧（周波数＝２［ｋＨｚ］）である場合に、同実験装置の高速度カメラで撮像した現像状態を示す画像例である。
【図１０】同実験装置の現像ローラに印加される電圧が交番電圧（周波数＝９［ｋＨｚ］）である場合に、同実験装置の高速度カメラで撮像した現像状態を示す画像例である。
【図１１】同実験装置の現像ローラに印加される電圧が交番電圧（周波数＝１０［ｋＨｚ］）である場合に、同実験装置の高速度カメラで撮像した現像状態を示す画像例である。
【図１２】同実験装置の現像ローラに印加される電圧が交番電圧（周波数＝２０［ｋＨｚ］）である場合に、同実験装置の高速度カメラで撮像した現像状態を示す画像例である。
【図１３】同実験装置の現像ローラに印加される電圧が交番電圧（周波数＝４０［ｋＨｚ］）である場合に、同実験装置の高速度カメラで撮像した現像状態を示す画像例である。
【図１４】同実験装置の現像ローラに印加される電圧が交番電圧（周波数＝６０［ｋＨｚ］）である場合に、同実験装置の高速度カメラで撮像した現像状態を示す画像例である。
【図１５】同実験装置の現像ローラに印加される電圧が交番電圧（周波数＝７０［ｋＨｚ］）である場合に、同実験装置の高速度カメラで撮像した現像状態を示す画像例である。
【図１６】同実験装置の現像ローラに印加される電圧が交番電圧（周波数＝８０［ｋＨｚ］）である場合に、同実験装置の高速度カメラで撮像した現像状態を示す画像例である。
【図１７】同実験装置の現像ローラに印加される電圧が交番電圧（周波数＝１００［ｋＨｚ］）である場合に、同実験装置の高速度カメラで撮像した現像状態を示す画像例である。
【図１８】同実験例におけるベタの埋まりの評価結果をまとめたグラフである。
【図１９】同実験例における輝度の評価結果をまとめたグラフである。
【図２０】同実験例におけるエッジ再現性の評価結果をまとめたグラフである。
【図２１】変形例における現像装置と複写機本体に設けられる電源部とを示す斜視図である。
【図２２】同電源部から出力される交番電圧の波形の一例を示すグラフである。
【図２３】同交番電圧の波形のうち現像波形部分についてのみスパイク波形を含むようにした波形例を示すグラフである。
【図２４】同交番電圧の波形のうち非現像波形部分についてのみスパイク波形を含むようにした波形例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を、画像形成装置としての複写機に適用した一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態の複写機５００の概略構成図である。
複写機５００は、複写装置本体（以下「プリンタ部」という。）１００、給紙テーブル（以下「給紙部」という。）２００及びプリンタ部１００上に取り付けるスキャナ（以下「スキャナ部」という。）３００から構成される。
【００１６】
プリンタ部１００は、４つのプロセスユニットとしてのプロセスカートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ、複数の張架ローラに張架されて図１中の矢印Ａ方向に移動する中間転写体としての中間転写ベルト７、露光手段としての露光装置６、定着手段としての定着装置１２等を備えている。４つのプロセスカートリッジ１の、符号の後に付されたＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋという添字は、イエロー、マゼンタ、シアン、黒用の仕様であることを示している。４つのプロセスカートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、それぞれ使用するトナーの色が異なる他はほぼ同様の構成になっているので、以下、Ｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃという添字を省略して説明する。
【００１７】
プロセスカートリッジ１は、潜像担持体である感光体２、帯電手段である帯電部材３、現像手段である現像装置４、及び、クリーニング手段である感光体クリーニング装置５を一体的に支持してユニット状とした構成となっている。各プロセスカートリッジ１は、それぞれの不図示のストッパーを解除することにより、複写機５００本体に対して着脱可能となっている。
【００１８】
感光体２は、図中の矢印で示すように、図中の時計周り方向に回転する。帯電部材３は、ローラ状の帯電ローラであり、感光体２の表面に圧接されており、感光体２の回転により従動回転する。作像時には、帯電部材３には図示しない高圧電源により所定のバイアスが印加され、感光体２の表面を帯電する。本実施形態のプロセスカートリッジ１は、帯電手段として、感光体２の表面に接触するローラ状の帯電部材３を用いているが、帯電手段としてはこれに限るものではなく、コロナ帯電などの非接触帯電方式を用いてもよい。
【００１９】
露光装置６は、潜像形成手段として機能し、スキャナ部３００で読み込んだ原稿画像の画像情報またはパーソナルコンピュータ等の外部装置から入力される画像情報に基づいて、感光体２の表面に対して露光し、感光体２の表面に静電潜像を形成する。プリンタ部１００が備える露光装置６は、レーザーダイオードを用いたレーザービームスキャナ方式を用いているが、露光手段としてはＬＥＤアレイを用いるものなど他の構成でも良い。感光体クリーニング装置５は、中間転写ベルト７と対向する位置を通過した感光体２の表面上に残留する転写残トナーのクリーニングを行う。
【００２０】
４つのプロセスカートリッジ１は、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナー像を感光体２上に形成する。４つのプロセスカートリッジ１は、中間転写ベルト７の表面移動方向に並列に配設され、それぞれの感光体２上に形成されたトナー像を中間転写ベルト７に順に重ね合わせるように転写し、中間転写ベルト７上に可視像を形成する。
【００２１】
図１において、各感光体２に対して中間転写ベルト７を挟んで対向する位置には一次転写手段としての一次転写ローラ８が配置されている。一次転写ローラ８には不図示の高圧電源により一次転写バイアスが印加され、感光体２との間で一次転写電界を形成する。感光体２と一次転写ローラ８との間で一次転写電界が形成されることにより、感光体２の表面上に形成されたトナー像が中間転写ベルト７の表面に転写される。中間転写ベルト７を張架する複数の張架ローラのうちの１つが不図示の駆動モータによって回転することによって中間転写ベルト７が図中の矢印Ａ方向に表面移動する。表面移動する中間転写ベルト７の表面上に各色のトナー像が順次重ねて転写されることによって、中間転写ベルト７の表面上にフルカラー画像が形成される。
【００２２】
４つのプロセスカートリッジ１が中間転写ベルト７と対向する位置に対して、中間転写ベルト７の表面移動方向下流側には、張架ローラの１つである二次転写対向ローラ９ａに対して中間転写ベルト７を挟んで対向する位置に二次転写ローラ９が配置され、中間転写ベルト７との間で二次転写ニップを形成する。二次転写ローラ９と二次転写対向ローラ９ａとの間に所定の電圧を印加して二次転写電界を形成する。給紙部２００から給紙され、図１中の矢印Ｓ方向に搬送される記録材である記録紙Ｐが二次転写ニップを通過する際に、中間転写ベルト７の表面上に形成されたフルカラー画像が、二次転写ローラ９と二次転写対向ローラ９ａとの間に形成された二次転写電界によって記録紙Ｐに転写される。
【００２３】
二次転写ニップに対して記録紙Ｐの搬送方向下流側に、定着装置１２が配置されている。二次転写ニップを通過した記録紙Ｐは定着装置１２に到達し、定着装置１２における加熱及び加圧によって記録紙Ｐ上に転写されたフルカラー画像が定着され、画像が定着された記録紙Ｐは複写機５００の装置外に出力される。一方、二次転写ニップで記録紙Ｐに転写されず中間転写ベルト７の表面上に残留したトナーは、転写ベルトクリーニング装置１１によって回収される。
【００２４】
図１に示すように、中間転写ベルト７の上方には、各色トナーを収容するトナーボトル４００Ｙ，４００Ｍ，４００Ｃ，４００Ｋが複写機５００本体に対して着脱可能に配置されている。各色トナーボトル４００に収容されたトナーは、各色に対応する不図示のトナー補給装置によって、各色の現像装置４に供給される。
【００２５】
図２は、本実施形態の現像装置４の概略構成を示す模式図であり、図１中の紙面奥側から見た断面図である。
図３は、現像装置４と複写機５００本体に設けられる電源部５１０とを示す斜視図である。
図４は、図３中符号Ａで示す現像装置４と電源部５１０との接続箇所を拡大した拡大視図である。
現像装置４には、現像剤担持体としての２つの現像ローラ４２Ａ，４２Ｂと、ドクタブレード４５、攪拌パドル４６、搬送スクリュー４８、トナー濃度センサ４９等が設けられている。これらの構成部材を収容する現像ケース４１は、感光体２と対向する箇所が開口しており、その開口を介して、感光体２の表面と２つの現像ローラ４２Ａ，４２Ｂとが対向するように構成されている。本実施形態では、現像ケース４１内に収容されている現像剤４３として、トナーからなる一成分現像剤を用いる例であるが、トナーとキャリアからなる二成分現像剤を用いてもよい。現像ケース４１内の現像剤４３は、攪拌パドル４６や搬送スクリュー４８によって攪拌される。
【００２６】
現像ケース４１内の現像剤４３は、現像ローラ４２Ａ，４２Ｂの表面に担持され、各現像ローラ４２Ａ，４２Ｂの回転駆動により、各現像ローラと感光体２とが対向して現像処理が行われるそれぞれの現像領域へ搬送される。第１現像ローラ４２Ａ上の現像剤４３は、ドクタブレード４５によって所定量に規制された後に第１現像領域へ搬送され、現像処理に用いられる。その後、現像領域を通過した第１現像ローラ４２Ａ上の現像剤４３は、第１現像ローラ４２Ａと第２現像ローラ４２Ｂとが対向する箇所で第２現像ローラ４２Ｂ側へ受け渡される。そして、第２現像ローラ４２Ｂの回転駆動により第２現像領域へ搬送され、再び現像処理に用いられる。
【００２７】
プロセスカートリッジ１の複写機５００本体への装着に伴い、そのプロセスカートリッジ１内の現像装置４の電源入力端子４４Ａ，４４Ｂは、複写機５００本体における電源部５１０の各端子孔５１１Ａ，５１１Ｂに挿入される。これにより、現像装置４の電源入力端子４４Ａ，４４Ｂは、複写機５００本体の電源部５１０の電源出力端子５１２に接触し、電気的に接続される。この電源出力端子５１２には、電源ケーブル５１３を介して、直流電圧印加用のＤＣ電源５１４及び交番電圧印加用のＡＣ電源５１５が接続されている。本実施形態では、ＤＣ電源５１４及びＡＣ電源５１５によって、交番電圧印加手段が構成されている。
【００２８】
２つの現像ローラ４２Ａ，４２Ｂには、同じ現像電圧が印加される。本実施形態の現像電圧は、ＤＣ電源５１４から出力される直流電圧にＡＣ電源５１５から出力される交流電圧を重畳させたもので、ＡＣ電源５１５から出力される交流電圧の周波数で、極性が切り替わる交番電圧である。本実施形態において、ＡＣ電源５１５から出力される交流電圧は、ピークツウピーク電圧が７５０［Ｖ］であり、Ｄｕｔｙ比が５０％であり、波形が矩形波となるものを用いている。また、ＤＣ電源５１４から出力される直流電圧は−２５０［Ｖ］である。これらの交流電圧及び直流電圧によって得られる交番電圧（現像電圧）の波形を図５及び図６に示す。なお、図５は、交番電圧の周波数が１０［ｋＨｚ］の例であり、図６は、交番電圧の周波数が６０［ｋＨｚ］の例である。
【００２９】
ここで、交番電圧現像方式を採用した場合に発生するエッジ再現性の改善について説明する。
上述したとおり、エッジ再現性は、現像領域内に形成される交番電界の作用によって現像領域内でトナーが大きく往復運動することにより、スキャベンジが発生しやすい状況が生まれることに起因している。そのため、トナーの往復運動の振幅を小さくすれば、スキャベンジの発生を抑制してエッジ再現性の悪化を改善できる。ただし、交番電圧のピークツウピーク電圧を小さくすることにより、トナーの往復運動の振幅を小さくしようとすると、交番電圧現像方式による様々なメリットに与える悪影響が大きいので、交番電圧のピークツウピーク電圧を小さくすることには大きな制約がある。そこで、本実施形態では、交番電圧の周波数を大きくすることによって、トナーの往復運動の振幅を小さくし、スキャベンジの発生を抑制してエッジ再現性の悪化を改善している。具体的には、ピークツウピーク電圧が３００［Ｖ］以上の交番電圧において、周波数を２０［ｋＨｚ］よりも大きく６０［ｋＨｚ］以下という高い周波数範囲に設定する。
【００３０】
〔実験例〕
以下、現像ローラ４２Ａ，４２Ｂに印加する交番電圧の周波数を２０［ｋＨｚ］よりも大きく６０［ｋＨｚ］以下という高い周波数範囲に設定することによって、トナーの往復運動の振幅を小さくしてエッジ再現性の悪化を改善できることを確認する一実験例について説明する。
【００３１】
図７は、本実験例で用いた実験装置６００の概要を示す模式図である。
この実験装置６００は、透明なガラス基板６０１ａ上に透明電極であるＩＴＯ（Indium Tin Oxide）６０１ｂを蒸着して擬似的な潜像を形成できるように構成された疑似感光体６０１と、ＩＴＯ６０１ｂに電圧を印加するための電極６０２、高速度カメラ６０３、現像ユニット６０４などで構成されている。本実施形態の現像装置４は、２つの現像ローラ４２Ａ，４２Ｂを備えた構成であり、本実験装置６００の現像ユニット６０４は、単一の現像ローラ６４２を備えた構成であるが、その他の基本構成は同様のものである。現像ユニット６０４は、その現像ローラ６４２が疑似感光体６０１と対向配置するように、固定台６０５上に固定配置されている。
【００３２】
疑似感光体６０１及び高速度カメラ６０３は、移動台６０６に支持されている。この移動台６０６は、ＩＴＯ６０１ｂが蒸着された疑似感光体６０１の表面が現像ローラ６４２との対向位置を通過するように、図中上下方向へスライド移動可能に構成されている。高速度カメラ６０３は、疑似感光体６０１の裏面（ＩＴＯ６０１ｂが蒸着された表面と反対側の面）から疑似潜像部に付着するトナーを撮像する位置に配置されている。
【００３３】
本実験では、まず、疑似感光体６０１及び高速度カメラ６０３を支持する移動台６０６を図中下方へ移動させる。また、疑似感光体６０１の疑似潜像部には−１９０Ｖの直流電圧を印加して疑似潜像部電位Ｖｌを−１９０Ｖとし、疑似感光体６０１の疑似非潜像部（疑似地肌部）には−３５０Ｖの直流電圧を印加して疑似地肌部電位Ｖｄを−３５０Ｖとした。その後、現像ローラ６４２に本実施形態と同様に交番電圧を印加して現像ユニット６０４を稼働させるとともに、移動台６０６を上方に向けてスライド移動させる。このときのスライド移動速度は、本実施形態の感光体２の線速（表面移動速度）と同じ速度に設定されている。そして、疑似感光体６０１上の疑似潜像及び疑似地肌部が現像ローラ６４２との対向領域（現像領域）を通過した後、その現像状態を高速度カメラ６０３で観察した。
【００３４】
本実験例では、現像ローラ６４２に印加する交番電圧の周波数のみを変化させ（直流電圧Ｖｄｃ及びピークツウピーク電圧Ｖｐｐは変化させないで）、それぞれの現像状態を観察した。具体的には、本実験例では、交番電圧の周波数を、０［ｋＨｚ］（直流電圧のみ）、２［ｋＨｚ］、９［ｋＨｚ］、１０［ｋＨｚ］、２０［ｋＨｚ］、４０［ｋＨｚ］、６０［ｋＨｚ］、７０［ｋＨｚ］、８０［ｋＨｚ］、１００［ｋＨｚ］という１０段階で変化させた。その他の実験条件については、下記の表１に示す。
【表１】
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【００３５】
図８〜図１７は、現像ローラ６４２に印加した交番電圧の周波数ごとに、高速度カメラ６０３で撮像した現像状態を示す画像例である。
本実験例の疑似感光体６０１上に形成した疑似潜像パターンは、１００［μｍ］の細線画像と１０６０［μｍ］の太線画像とが混在したものを用いている。図８〜図１７に示す画像は、図中左側に１００［μｍ］の細線画像の先端部が確認できるように細線画像が２〜３本映り込み、かつ、図中右側に１０６０［μｍ］の太線画像の一部分が映り込むように、高速度カメラ６０３の撮像画像の一部（横５１２ピクセル×縦２５６ピクセル（１ピクセル１［μｍ］））を切り出した画像である。
【００３６】
本実験例では、高速度カメラ６０３で撮像した画像に基づき、ベタの埋まり、輝度、エッジ再現性の３つの評価を行った。
ベタの埋まりの評価は、ベタ画像部分にトナーがどの程度埋まっているかを評価することで行う。具体的には、ベタ画像部分を撮像した撮像画像部分（太線画像部分）を横１００ピクセル×縦２５６ピクセルだけ切り出し、この太線画像部分内におけるトナーの存在しない空間の面積を測定し、この面積が小さいほど優良であると評価する。本実験例では、０［ｋＨｚ］（直流電圧）におけるトナーの存在しない空間の測定面積が２４５５［ピクセル２乗］であったため、これを基準ランクとなるランク３．０とし、最良ランク、すなわちトナーの存在しない空間の測定面積が０［ピクセル２乗］となる場合をランク１．０となるように規格化して、各周波数におけるベタの埋まりのランク評価を行った。
【００３７】
その結果、２［ｋＨｚ］の場合はランク５．０であり、９［ｋＨｚ］の場合はランク２．０であり、１０［ｋＨｚ］の場合はランク２．０であり、２０［ｋＨｚ］の場合はランク１．７であり、４０［ｋＨｚ］の場合はランク１．６であり、６０［ｋＨｚ］の場合はランク２．０であり、７０［ｋＨｚ］の場合はランク４．５であり、８０［ｋＨｚ］の場合はランク６．９であり、１００［ｋＨｚ］の場合はランク１２．６であった。
【００３８】
図１８は、ベタの埋まりの評価結果をまとめたグラフである。
このグラフは横軸に周波数をとり、縦軸にランクをとったものである。このグラフからわかるように、現像ローラ６４２に印加する交番電圧の周波数が９［ｋＨｚ］以上６０［ｋＨｚ］以下の範囲ではランク２．０以下であり、この周波数範囲から逸脱すると、ベタの埋まりが評価ランクが大幅に悪化する。この結果から、周波数が９［ｋＨｚ］以上６０［ｋＨｚ］以下の範囲の交番電圧を現像電圧として用いることにより、現像電圧が直流電圧（０［ｋＨｚ］）の場合（直流電圧現像方式）よりもベタの埋まりが改善され、交番電圧現像方式のメリットを享受できることが確認した。
【００３９】
次に、輝度の評価について説明する。
輝度の評価は、色再現性にも繋がる重要な要素であり、トナーの積層状態を定量的に評価するものである。具体的には、ベタ画像部分を撮像した撮像画像部分（太線画像部分）を切り出し、この太線画像部分の輝度値の平均を、地肌部の輝度値との相対値に変換した相対輝度値を用いて評価を行う。この値が高いほど優良であると評価する。本実験例では、０［ｋＨｚ］（直流電圧）における相対輝度値を基準ランクとなるランク３．０となるように規格化し、各周波数における輝度のランク評価を行った。
【００４０】
図１９は、輝度の評価結果をまとめたグラフである。
このグラフは横軸に周波数をとり、縦軸にランクをとったものである。このグラフからわかるように、いずれの周波数でも交番電圧を用いる場合には、現像電圧が直流電圧（０［ｋＨｚ］）の場合（直流電圧現像方式）よりも輝度が改善され、交番電圧現像方式のメリットを享受できることが確認した。
【００４１】
次に、エッジ再現性の評価について説明する。
エッジ再現性の評価は、地肌部に隣接する潜像部のエッジ箇所にトナーがきちんと付着してエッジ箇所が正確に再現されているかどうかを評価することにより行う。具体的には、太線画像のエッジ箇所（図９〜図１７中の画像左右方向（幅方向）中央付近で画像上下方向に延びるエッジ箇所）を含むように幅２０ピクセルの測定領域を、撮像画像上に設定する。そして、その撮像画像上部から下部まで、当該測定領域内において幅方向で輝度が大きくに変化する地点における撮像画像幅方向の座標値を取得し、その標準偏差を計算した。
【００４２】
エッジ再現性は、この標準偏差が小さいほど優良であると評価する。本実験例では、０［ｋＨｚ］（直流電圧）における標準偏差を基準ランクとなるランク３．０とし、最良ランク、すなわち標準偏差が０となる場合をランク１．０となるように規格化して、各周波数におけるエッジ再現性のランク評価を行った。
【００４３】
図２０は、エッジ再現性の評価結果をまとめたグラフである。
このグラフは横軸に周波数をとり、縦軸にランクをとったものである。このグラフからわかるように、現像ローラ６４２に印加する交番電圧の周波数が２０［ｋＨｚ］以上６０［ｋＨｚ］以下の範囲ではランク３．０よりも優良である。この結果から、周波数が２０［ｋＨｚ］以上６０［ｋＨｚ］以下の範囲の交番電圧を現像電圧として用いることにより、現像電圧が直流電圧（０［ｋＨｚ］）の場合（直流電圧現像方式）よりもエッジ再現性が良好になることが判明した。
【００４４】
以上の３つの評価を総合的に判断するため、現像電圧が直流電圧（０［ｋＨｚ］）の場合における総合ランクを３．０とし、最良ランクがランク１．０となるように規格化して、各周波数における総合ランクの評価を行った。なお、輝度のランクについては、優良なほどランクの値が小さくなるように変換して、総合ランクを計算した。その結果、２［ｋＨｚ］の場合はランク４．６であり、９［ｋＨｚ］の場合はランク３．２であり、１０［ｋＨｚ］の場合はランク３．０であり、２０［ｋＨｚ］の場合はランク２．６であり、４０［ｋＨｚ］の場合はランク２．７であり、６０［ｋＨｚ］の場合はランク２．８であり、７０［ｋＨｚ］の場合はランク４．０であり、８０［ｋＨｚ］の場合はランク５．０であり、１００［ｋＨｚ］の場合はランク７．０であった。
【００４５】
以上の結果、ベタの埋まり、輝度、エッジ再現性についての総合評価を見ると、総合ランクが３．０よりも優良なのは、２０［ｋＨｚ］以上６０［ｋＨｚ］以下の周波数範囲のものであった。これにより、２０［ｋＨｚ］以上６０［ｋＨｚ］以下の周波数をもつ交番電圧を現像電圧として用いることにより、直流電圧現像方式の場合よりも、ベタ埋まり、輝度ランク、エッジ再現性が改善できることが確認された。
【００４６】
また、上述した各種実験で評価が優良であった２０［ｋＨｚ］以上６０［ｋＨｚ］以下の周波数範囲について、その交番電圧のピークツウピーク電圧Ｖｐｐの値を変化させて、上述したベタの埋まり、輝度、エッジ再現性の３つの評価結果への影響を確認した。その結果、ピークツウピーク電圧Ｖｐｐを、１５００Ｖから徐々に下げるにつれて。各評価のランクが徐々に下がっていくことが確認されたものの、ピークツウピーク電圧Ｖｐｐが３００Ｖ以上であれば、いずれの評価についても、直流電圧現像方式よりも優良な評価結果が維持された。
【００４７】
次に、本実施形態で用いるトナーについて説明する。
粒径（体積平均粒径）が４［μｍ］以上７［μｍ］以下の範囲内のトナーを用いた場合と、粒径が４［μｍ］未満のトナーを用いた場合と、７［μｍ］より大きいトナーを用いた場合とにおいて、地肌部に付着するトナー（地汚れトナー）の面積率およびトナー飛散量を比較した。トナーの粒径を５［μｍ］±１［μｍ］の範囲内とした場合、トナー粒径が４［μｍ］未満のトナーを用いた場合に比べて、ベタの埋まり及び輝度の評価は５％低下したが、地汚れ及びトナー飛散量の評価はともに３０％減少した。また、トナー粒径が７［μｍ］より大きいトナーを用いた場合に比べて、地汚れ及びトナー飛散量の評価は５％増加し、ベタの埋まり及び輝度の評価も２０％向上した。本実施形態では、粒径が５［μｍ］±１［μｍ］の範囲内のトナーを用いている。
【００４８】
次に、本実施形態で二成分現像剤を用いた場合のキャリアについて説明する。
キャリアの体積固有抵抗値が１．０×１０１９［Ω・ｃｍ］だったものを、１．０×１０８［Ω・ｃｍ］以上１．０×１０１０［Ω・ｃｍ］以下の範囲内のものに変更したところ、キャリア上からトナーが離脱する個数が３０％増加した。これは、単位時間あたりにキャリアから離脱するトナーの個数を高速度カメラで可視化・観察したものである。本実施形態で二成分現像剤を用いる場合、そのキャリアの体積抵抗値には１．０×１０８．９［Ω・ｃｍ］を用いる。
【００４９】
以上のように、本実施形態においては、現像ローラ４２Ａ，４２Ｂに印加する交番電圧の周波数を２０［ｋＨｚ］以上６０［ｋＨｚ］以下の範囲内とすることにより、エッジ再現性の向上を図ることができる。このときに、現像領域内で往復移動するトナーの振幅について説明する。
交番電圧によって現像領域内に形成される電界をＥｏとし、交番電圧の周波数をｆとし、トナーの帯電量をｑとすると、現像領域内で往復運動するトナーの見かけ上の振幅Ｄは、下記の式（１）から計算することができる。
Ｄ  ＝  ｑ×Ｅｏ／（２πｆ）２  ・・・（１）
【００５０】
現像領域内の電界Ｅｏは、現像ローラ４２Ａ，４２Ｂと感光体２との間の距離ｄと、交番電圧のピークツウピーク電圧Ｖｐｐとを用いて、下記の式（２）に示す関係式から求めることができる。
Ｅｏ  ＝  Ｖ／ｄ  ・・・（２）
【００５１】
トナーの帯電量ｑは、トナーの半径ｒから求められる見かけ上の体積Ｖとトナーの密度ρとから求められる質量ｍ（＝Ｖ×ρ）と、１ｇ中のトナーの帯電量の総和ｑ’とを用いて、下記の式（３）に示す関係式から求めることができる。
ｑ  ＝  ｑ’／ｍ  ・・・（３）
【００５２】
このようにして求まるトナーの振幅Ｄは、上記式（１）より、交番電圧の周波数ｆの２乗に反比例する関係にあるため、交番電圧の周波数ｆを高く設定すればするほど、トナーの振幅Ｄが大幅に小さくなる。上記実験例１の条件において、交番電圧の周波数が２［ｋＨｚ］である場合、トナーの振幅Ｄは３００［μｍ］よりも大きく、その周波数が高くなるにつれて徐々に振幅Ｄが減少することを確認した。ただし、上記実験例１の条件では、現像領域内に形成される非現像電界が現像電界よりも小さいため、上記式（１）より算出されるトナーの振幅Ｄの値よりも、観測されたトナーの振幅Ｄの方が小さかった。そして、上記実験例１において、優良な結果が得られた２０［ｋＨｚ］以上６０［ｋＨｚ］以下の周波数範囲では、観測の結果、トナーの振幅Ｄは０．３［μｍ］以上、３０［μｍ］以下の範囲内であった。
【００５３】
〔変形例〕
次に、本実施形態における現像装置４の現像ローラ４２Ａ，４２Ｂに印加する交番電圧の一変形例について説明する。
図２１は、現像装置４と複写機５００本体に設けられる電源部５１０とを示す斜視図である。
本変形例における電源部５１０には、ＡＣ電源５１５を制御する制御ボックス５１６が付加されている。制御ボックス５１６はＡＣ電源５１５に接続されており、制御ボックス５１６から出力される制御信号により、ＡＣ電源５１５から出力される交流電圧の波形を変化させることができる。
【００５４】
図２２は、本変形例において、電源部５１０から出力される交番電圧の波形の一例を示すグラフである。
交番電圧の波形は、トナーを現像ローラ４２Ａ，４２Ｂ側から感光体２側へ移動させる現像方向の極性をもつ現像波形部分と、トナーを感光体２側から現像ローラ４２Ａ，４２Ｂ側へ移動させる非現像方向の極性をもつ非現像波形部分とが、交番電圧の周波数に応じて交互に存在する。本変形例では、上記実施形態と同様、正規帯電極性がマイナス極性であるトナーを用いるので、図２２中実線で囲った波形部分が非現像波形部分であり、図２２中破線で囲った波形部分が現像波形部分である。
【００５５】
本変形例においては、図２２中破線で囲った部分に示すように、現像波形部分の先頭箇所に、その現像波形部分の残り箇所Ｃ２よりも絶対値が大きい電圧値となっているスパイク波形部分Ｃ１が存在する。
また、本変形例においては、図２２中実線で囲った部分に示すように、非現像波形部分の先頭箇所に、その現像波形部分の残り箇所Ｄ２よりも絶対値が大きい電圧値となっているスパイク波形部分Ｄ１が存在する。
【００５６】
図２２に示す波形例の具体的な内容は以下のとおりである。
交番電圧の周波数を２０．１［ｋＨｚ］とし、電源部の起動後、０．００００４８秒から０．００００５４４秒までの間、＋２［ｋＶ］のプラス極性の電圧（スパイク波形部分）を印加し、その後、通常の電圧値である＋５００［Ｖ］まで電圧値を戻す。その後、さらに０．００００７２９秒から０．００００７９９秒までの間、−２［ｋＶ］のマイナス極性の電圧（スパイク波形部分）を印加し、その後、通常の電圧値である−１［ｋＶ］まで電圧値を戻す。
【００５７】
このようなスパイク波形部分を有する交番電圧を用いることで、このようなスパイク波形部分を有しない交番電圧を用いる場合に比較して、現像効率の向上及び地汚れの低減を図ることができる。以下、このような効果を生み出すスパイク波形部分の機能について説明する。なお、現像波形部分のスパイク波形と非現像波形部分のスパイク波形とでは、その機能が異なることから、これらのスパイク波形を区別して説明する。
【００５８】
図２３は、交番電圧の波形のうち現像波形部分についてのみスパイク波形を含むようにした波形例を示すグラフである。
すなわち、図２３に示す波形例は、図２２に示した本変形例の波形例から非現像波形部分のスパイク波形部分Ｄ１を取り除いて非現像波形部分を通常の波形としたものである。このような波形をもった交番電圧を用いて現像を行い、現像効率及び地汚れについて評価を行った。この評価実験では、１ｇのトナーの帯電量の総和が−３０［μＣ／ｇ］±１０［μＣ／ｇ］となるように設定し、かつ、感光体２上の潜像部電位Ｖｌを−６０［Ｖ］とし、現像ローラ４２Ａ，４２Ｂに印加する交番電圧のピークツウピーク電圧Ｖｐｐを１５００［Ｖ］とし、交番電圧の直流成分を−２５０［Ｖ］とし、そのＤｕｔｙ比を５０％とし、波形を矩形波とし、その周波数を２０．１［ｋＨｚ］とした。
【００５９】
図２３中破線で囲った現像波形部分では、潜像部電位Ｖｌ（＝−６０［Ｖ］）に対して現像ローラ４２Ａ，４２Ｂに印加される電圧値がマイナス極性側となるので、それらの電位差に応じた強さの現像電界が現像領域に形成される。スパイク波形部分Ｃ１は、残りの現像波形部分Ｃ２と比べて、潜像部電位Ｖｌとの電位差が大きい。よって、このようなスパイク波形部分Ｃ１が印加される時期の現像電界は、残りの現像波形部分Ｃ２が印加される時期の現像電界よりも強いので、より多くのトナーを感光体２側へ移動させることができる。したがって、現像波形部分内にこのようなスパイク波形部分Ｃ１を含まない場合と比較して、現像効率が向上する。
【００６０】
ここで、仮に、残りの現像波形部分Ｃ２も含めて現像波形部分の全体の電圧値を、スパイク波形部分Ｃ１と同じ電圧値（−２［ｋＶ］）に設定した場合、現像効率は向上するものの、感光体２上の地肌部に付着するトナーの量も増大し、地汚れが悪化する。また、現像領域内に放電が生しやすくなるので、トナーに帯電異常が生じて、ベタの埋まり、輝度、エッジ再現性などの評価を悪化させたり、感光体２を劣化させたりする。したがって、現像波形部分の一部分、より詳しくは現像波形部分の先頭部分にだけ、スパイク波形部分Ｃ１を部分的に存在させることが必要である。好ましくは、スパイク波形部分Ｃ１の時間幅は、残りの現像波形部分Ｃ２の時間幅よりも狭くする。
【００６１】
このようなスパイク波形部分Ｃ１を現像波形部分に部分的に存在させることによる現像効率の向上は、上述した３つの評価、すなわち、ベタの埋まり、輝度、エッジ再現性を良好にする効果がある。したがって、交番電圧として、その周波数を上述した２０［ｋＨｚ］以上６０［ｋＨｚ］以下の範囲内に設定し、かつ、その現像波形部分にスパイク波形部分Ｃ１を含めた交番電圧を用いることにより、これらの３つの評価を更に高めることが可能となる。
【００６２】
なお、スパイク波形部分Ｃ１を現像波形部分に部分的に存在させることによる効果は、このような２０［ｋＨｚ］以上６０［ｋＨｚ］以下の周波数範囲に限られない。特に、エッジ再現性に関して言えば、スパイク波形部分Ｃ１を現像波形部分に存在させることにより、１０［ｋＨｚ］以上６０［ｋＨｚ］以下の周波数範囲でも、上記実施形態の場合（スパイク波形部分Ｃ１が現像波形部分に存在せず、かつ、周波数範囲が２０［ｋＨｚ］以上６０［ｋＨｚ］以下である交番電圧を用いる場合）と同程度の評価が得られる。
【００６３】
図２４中実線で囲った非現像波形部分では、潜像部電位Ｖｌ（＝−６０［Ｖ］）に対して現像ローラ４２Ａ，４２Ｂに印加される電圧値がプラス極性側となるので、それらの電位差に応じた強さの非現像電界（トナーを感光体側から現像ローラ側へ戻す電界）が現像領域に形成される。スパイク波形部分Ｄ１は、残りの非現像波形部分Ｄ２と比べて、潜像部電位Ｖｌとの電位差が大きい。よって、このようなスパイク波形部分Ｄ１が印加される時期の非現像電界は、残りの非現像波形部分Ｄ２が印加される時期の非現像電界よりも強いので、より多くのトナーを感光体２側から現像ローラ４２Ａ，４２Ｂ側へ戻すことができる。したがって、非現像波形部分内にこのようなスパイク波形部分Ｄ１を含まない場合と比較して、地肌部に付着したトナーをより多く現像ローラ側へ回収することができ、地汚れを改善できる。
【００６４】
ここで、仮に、残りの非現像波形部分Ｄ２も含めて非現像波形部分の全体の電圧値を、スパイク波形部分Ｄ１と同じ電圧値（＋２［ｋＶ］）に設定した場合、地汚れは改善するものの、現像領域内に放電が生しやすくなるので、トナーに帯電異常が生じ、ベタの埋まり、輝度、エッジ再現性などの評価を悪化させたり、感光体２を劣化させたりする。したがって、非現像波形部分の一部分、より詳しくは非現像波形部分の先頭部分にだけ、スパイク波形部分Ｄ１を部分的に存在させることにより、放電の発生を抑制しつつ、地汚れの悪化を改善することができる。
【００６５】
このようなスパイク波形部分Ｄ１を非現像波形部分に部分的に存在させることによる効果は、エッジ付近の地肌部に付着するトナーを回収できることから、エッジ再現性を良好にする効果がある。したがって、交番電圧として、その周波数を上述した２０［ｋＨｚ］以上６０［ｋＨｚ］以下の範囲内に設定し、かつ、その非現像波形部分にスパイク波形部分Ｄ１を含めた交番電圧を用いることにより、エッジ再現性の評価を更に高めることが可能となる。
【００６６】
なお、スパイク波形部分Ｄ１を非現像波形部分に部分的に存在させることによる効果は、このような２０［ｋＨｚ］以上６０［ｋＨｚ］以下の周波数範囲に限られない。特に、エッジ再現性に関して言えば、スパイク波形部分Ｄ１を非現像波形部分に存在させることにより、１０［ｋＨｚ］以上６０［ｋＨｚ］以下の周波数範囲でも、上記実施形態の場合（スパイク波形部分Ｄ１が非現像波形部分に存在せず、かつ、周波数範囲が２０［ｋＨｚ］以上６０［ｋＨｚ］以下である交番電圧を用いる場合）と同程度の評価が得られる。好ましくは、スパイク波形部分Ｄ１の時間幅は、残りの非現像波形部分Ｄ２の時間幅よりも狭くする。
【００６７】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
感光体２等の潜像担持体に対して対向配置される現像ローラ４２Ａ，４２Ｂ等の現像剤担持体と、上記潜像担持体と上記現像剤担持体とが対向する現像領域に、トナーを往復運動させながら現像剤担持体側から潜像担持体側へ移動させる交番電界を形成するために、該現像剤担持体に交番電圧を印加する電源部５１０等の交番電圧印加手段とを有する現像装置４において、上記交番電圧は、周波数が２０［ｋＨｚ］よりも大きく６０［ｋＨｚ］以下であり、かつ、ピークツウピーク電圧が３００［Ｖ］以上であることを特徴とする。
これによれば、上述したように、交番電圧現像方式で発生するエッジ再現性の悪化を抑制できる。
【００６８】
（態様Ｂ）
上記態様Ａにおいて、上記交番電圧の波形は、トナーを現像剤担持体側から潜像担持体側へ移動させる現像方向の極性をもつ現像波形部分の先頭箇所Ｃ１が、該現像波形部分の残り箇所Ｃ２よりも絶対値が大きい電圧値となっていることを特徴とする。
これによれば、現像効率の向上を図ることができ、エッジ再現性の悪化を更に抑制することができる。
【００６９】
（態様Ｃ）
上記態様Ａ又はＢにおいて、上記交番電圧の波形は、トナーを潜像担持体側から現像剤担持体側へ移動させる非現像方向の極性をもつ非現像波形部分の先頭箇所Ｄ１が、該非現像波形部分の残り箇所Ｄ２よりも絶対値が大きい電圧値となっていることを特徴とする。
これによれば、地汚れを改善することができ、エッジ再現性の悪化を更に抑制することができる。
【００７０】
（態様Ｄ）
上記態様Ｂ又はＣにおいて、上記先頭箇所Ｃ１，Ｄ１の時間幅は、上記残り箇所Ｃ２，Ｄ２の時間幅よりも狭いことを特徴とする。
これによれば、他の不具合の発生を抑制しつつ、上述した現像効率の向上や地汚れの改善という効果が得られる。
【００７１】
（態様Ｅ）
上記態様Ａ〜Ｄのいずれかの態様において、上記交番電圧は、上記現像領域内でトナーを０．３［μｍ］以上３０［μｍ］以下の振幅で往復運動するように設定されていることを特徴とする。
これによれば、上述したように、交番電圧現像方式で発生するエッジ再現性の悪化を抑制できる。
【００７２】
（態様Ｆ）
潜像担持体に対して対向配置される現像剤担持体と、上記潜像担持体と上記現像剤担持体とが対向する現像領域に、トナーを往復運動させながら現像剤担持体側から潜像担持体側へ移動させる交番電界を形成するために、該現像剤担持体に交番電圧を印加する交番電圧印加手段とを有する現像装置において、上記交番電圧は、周波数が１０［ｋＨｚ］以上６０［ｋＨｚ］以下であり、かつ、ピークツウピーク電圧が３００［Ｖ］以上であり、上記交番電圧の波形は、トナーを現像剤担持体側から潜像担持体側へ移動させる現像方向の極性をもつ現像波形部分の先頭箇所Ｃ１が、該現像波形部分の残り箇所Ｃ２よりも絶対値が大きい電圧値となっていることを特徴とする。
これによれば、多少周波数を低くした範囲（１０［ｋＨｚ］以上２０［ｋＨｚ］未満の範囲）でも、交番電圧現像方式で発生するエッジ再現性の悪化を抑制できる。
【００７３】
（態様Ｇ）
潜像担持体に対して対向配置される現像剤担持体と、上記潜像担持体と上記現像剤担持体とが対向する現像領域に、トナーを往復運動させながら現像剤担持体側から潜像担持体側へ移動させる交番電界を形成するために、該現像剤担持体に交番電圧を印加する交番電圧印加手段とを有する現像装置において、上記交番電圧は、周波数が１０［ｋＨｚ］以上６０［ｋＨｚ］以下であり、かつ、ピークツウピーク電圧が３００［Ｖ］以上であり、上記交番電圧の波形は、トナーを潜像担持体側から現像剤担持体側へ移動させる現像方向の極性をもつ非現像波形部分の先頭箇所Ｄ１が、該非現像波形部分の残り箇所Ｄ２よりも絶対値が大きい電圧値となっていることを特徴とする。
これによれば、多少周波数を低くした範囲（１０［ｋＨｚ］以上２０［ｋＨｚ］未満の範囲）でも、交番電圧現像方式で発生するエッジ再現性の悪化を抑制できる。
【００７４】
（態様Ｈ）
上記態様Ａ〜Ｇのいずれかの態様において、上記トナーは、体積平均粒径が４［μｍ］以上７［μｍ］以下であることを特徴とする。
これによれば、地汚れトナーおよびトナー飛散量を少なくすることができる。
【００７５】
（態様Ｉ）
上記態様Ａ〜Ｈのいずれかの態様において、
上記現像剤担持体は、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を担持するものであり、上記キャリアの体積固有抵抗値が１．０×１０８［Ω・ｃｍ］以上１．０×１０１０［Ω・ｃｍ］以下であることを特徴とする。
これによれば、現像効率の向上を図ることができる。
【００７６】
（態様Ｊ）
感光体２等の潜像担持体と、該潜像担持体上に潜像を形成する露光装置６等の潜像形成手段と、該潜像担持体上の潜像にトナーを付着させる現像処理を行う現像手段とを有し、該現像処理によって該潜像担持体上に形成されたトナー像を最終的に記録紙Ｐ等の記録材へ転移させて、該記録材上に画像を形成する画像形成装置において、上記現像手段として、上記態様Ａ〜Ｉのいずれかの態様に係る現像装置４を用いたことを特徴とする。
これによれば、交番電圧現像方式のメリットを享受しつつ、エッジ再現性の悪化が抑制された良好な画像を形成することができる。
【符号の説明】
【００７７】
１  プロセスカートリッジ
２  感光体
３  帯電部材
４  現像装置
５  感光体クリーニング装置
６  露光装置
７  中間転写ベルト
８  一次転写ローラ
９  二次転写ローラ
１２  定着装置
４１  現像ケース
４２Ａ，４２Ｂ，６４２  現像ローラ
４３  現像剤
４４Ａ，４４Ｂ  電源入力端子
１００  プリンタ部
２００  給紙部
３００  スキャナ部
４００  トナーボトル
５００  複写機
５１０  電源部
５１１Ａ，５１１Ｂ  端子孔
５１２  電源出力端子
５１３  電源ケーブル
５１４  ＤＣ電源
５１５  ＡＣ電源
５１６  制御ボックス
６００  実験装置
６０１  疑似感光体
６０３  高速度カメラ
６０４  現像ユニット
６０５  固定台
６０６  移動台
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７８】
【特許文献１】特開２００３−２８７９６１号公報
【特許文献２】特開２０００−３４７５０７号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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