(57)【要約】 【課題】現像ローラのような現像剤担持体上に担持される現像剤の入れ替わりを促進して、現像剤担持体への過剰帯電現像剤の付着を抑制することができ、それだけ良好に静電潜像の現像を行える現像装置を提供する。かかる現像装置を搭載することで、高画質の画像を形成できる画像形成装置を提供する。【解決手段】感光体１００上に形成される静電潜像を現像剤を用いて現像する現像装置３００であり、現像ローラ３０１と、荷電部材３０６と、除電部材３０７と、現像バイアス印加装置Ｂ１と、荷電バイアス印加装置Ｂ２と、供給バイアス印加装置Ｂ３と、バイアス制御部ＣＴを備えている。制御部ＣＴは、現像ローラ３０１上の現像剤（トナーｔ）入れ替わり促進のために、現像剤入れ替わり性を左右する要因に応じて、印加装置Ｂ１からの交流現像バイアス電圧Ｖ１、印加装置Ｂ２からの交流荷電バイアス電圧Ｖ２及び印加装置Ｂ３からの交流供給バイアス電圧Ｖ３のうち少なくとも一つを該現像剤入れ替わり促進に向け制御する。【選択図】図３
2006337883.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に形成される静電潜像を現像剤を用いて現像する現像装置であり、
現像剤供給領域で供給される現像剤を周面上に担持して、前記像担持体上の静電潜像を現像する現像領域へ搬送する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の周面上に担持され、前記現像領域へ搬送される現像剤に接触して該現像剤に荷電するための荷電部材と、
前記現像領域で消費されずに前記現像剤担持体周面上に担持されて前記現像剤供給領域へ向け戻される現像剤に接触して該現像剤から除電するための除電部材と、
前記現像剤担持体に、交流現像バイアス電圧を印加する現像バイアス印加装置と、
前記荷電部材に、前記交流現像バイアス電圧と位相が同期する交流荷電バイアス電圧を印加する荷電バイアス印加装置と、
前記除電部材に、前記交流現像バイアス電圧と位相が同期する交流除電バイアス電圧を印加する除電バイアス印加装置と、
バイアス制御部とを備えており、
該バイアス制御部は、前記現像領域で消費されずに前記現像剤担持体周面上に担持されて前記現像剤供給領域へ向け戻される現像剤と前記現像剤供給領域で供給される現像剤との入れ替わり性を左右する要因のうち少なくとも一つに応じて、前記現像バイアス印加装置からの交流現像バイアス電圧、荷電バイアス印加装置からの交流荷電バイアス電圧及び除電バイアス印加装置からの交流除電バイアス電圧のうち少なくとも一つを該現像剤入れ替わり促進に向け制御することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記荷電バイアス印加装置は、前記交流現像バイアス電圧と位相が同期する交流荷電バイアス電圧であって、プラス側及びマイナス側のうち少なくとも片側の位相に前記交流現像バイアス電圧に対しオフセット電位差を設けた交流荷電バイアス電圧を前記荷電部材に印加可能であり、
前記バイアス制御部は、前記現像バイアス印加装置及び前記荷電バイアス印加装置のうち少なくとも一方を制御することで、前記交流現像バイアス電圧に対する交流荷電バイアス電圧のオフセット電位差を制御可能であり、前記現像剤入れ替わり性を左右する要因として該オフセット電位差を採用し、該オフセット電位差に応じて、前記除電バイアス印加装置を制御することで、前記除電部材に印加される交流除電バイアス電圧を現像剤入れ替わり促進に向け制御する請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記バイアス制御部は、前記現像剤入れ替わり性を左右する要因として環境条件を採用し、該環境条件に応じて、前記除電バイアス印加装置を制御することで、前記除電部材に印加される交流除電バイアス電圧を現像剤入れ替わり促進に向け制御する請求項１又は２記載の現像装置。
【請求項４】
前記バイアス制御部は、前記現像剤入れ替わり性を左右する要因として前記交流現像バイアス電圧のデューティー比を採用し、該デューティー比に応じて、前記除電バイアス印加装置を制御することで、前記除電部材に印加される交流除電バイアス電圧を現像剤入れ替わり促進に向け制御する請求項１、２又は３記載の現像装置。
【請求項５】
前記除電バイアス印加装置は、前記交流現像バイアス電圧と位相が同期する交流除電バイアス電圧であって、プラス側及びマイナス側のうち少なくとも片側の位相に前記交流現像バイアス電圧に対しオフセット電位差を設けた交流除電バイアス電圧を前記除電部材に印加可能であり、
前記バイアス制御部は、前記現像バイアス印加装置及び前記除電バイアス印加装置のうち少なくとも一方を制御することで、前記交流現像バイアス電圧に対する交流除電バイアス電圧のオフセット電位差を制御可能であり、前記現像剤入れ替わり性を左右する要因に応じて該オフセット電位差を現像剤入れ替わり促進に向け制御する請求項２、３又は３記載の現像装置。
【請求項６】
前記バイアス制御部は、さらに、前記現像剤担持体から前記像担持体への現像剤移行を促進する要因のうち少なくとも一つに応じて、前記現像バイアス印加装置からの交流現像バイアス電圧の振幅を、該現像剤移行促進に向け制御する請求項１記載の現像装置。
【請求項７】
前記荷電バイアス印加装置は、前記交流現像バイアス電圧と位相が同期する交流荷電バイアス電圧であって、プラス側及びマイナス側のうち少なくとも片側の位相に前記交流現像バイアス電圧に対しオフセット電位差を設けた交流荷電バイアス電圧を前記荷電部材に印加可能であり、
前記バイアス制御部は、前記現像バイアス印加装置及び前記荷電バイアス印加装置のうち少なくとも一方を制御することで、前記交流現像バイアス電圧に対する交流荷電バイアス電圧のオフセット電位差を制御可能であり、前記現像剤入れ替わり性を左右する要因として該オフセット電位差を採用し、該オフセット電位差に応じて、前記除電バイアス印加装置を制御することで、前記除電部材に印加される交流除電バイアス電圧を現像剤入れ替わり促進に向け制御し、さらに、該交流現像バイアス電圧に対する交流荷電バイアス電圧及び交流除電バイアス電圧それぞれのオフセット電位差を維持しつつ、前記現像剤担持体から前記像担持体への現像剤移行を左右する要因のうち少なくとも一つに応じて、前記現像バイアス印加装置からの交流現像バイアス電圧の振幅を、該現像剤移行促進に向け制御する請求項６記載の現像装置。
【請求項８】
前記バイアス制御部は、前記現像剤移行を左右する要因として、前記現像剤入れ替わり性を左右する要因としての前記交流現像バイアス電圧に対する交流荷電バイアス電圧のオフセット電位差、環境条件、現像装置駆動積算時間、現像回数及び平均印字面積率のうち少なくとも一つを採用する請求項７記載の現像装置。
【請求項９】
前記交流現像バイアス電圧、交流荷電バイアス電圧及び交流除電バイアス電圧のそれぞれは、矩形波電圧である請求項１から８のいずれかに記載の現像装置。
【請求項１０】
前記現像バイアス印加装置、荷電バイアス印加装置及び除電バイアス印加装置は、該三つのバイアス印加装置に共通の交流バイアス電源を含んでおり、
該交流バイアス電源の出力端に少なくとも第１抵抗素子、第１ダイオード及び第１直流電源がこの順序で直列接続されているとともに、少なくとも第２抵抗素子、第２ダイオード及び第２直流電源がこの順序で直列接続されており、
該交流バイアス電源の出力端、該第１抵抗素子と第１ダイオードの間に設けた接続接点及び該第２抵抗素子と第２ダイオードの間に設けた接続接点のうち、いずれかが前記現像剤担持体の接続接点とされ、残りの二つのうちいずれかが前記荷電部材の接続接点とされ、残り一つが前記除電部材の接続接点とされており、前記バイアス制御部は、該第１直流電源及び第２直流電源のうち少なくとも一方の出力電圧を制御することで、前記現像剤入れ替わり促進性を制御する請求項１から９のいずれかに記載の現像装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれかに記載の現像装置を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体上に形成される静電潜像を現像剤を用いて現像して画像形成する、複写機、プリンタ等の画像形成装置及び該画像形成装置に搭載する現像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、像担持体上に形成される静電潜像を現像剤を用いて現像して画像形成する、複写機、プリンタ等の画像形成装置は広く普及しており、カラー画像形成装置も急速に普及してきている。そのような現状において、ユーザの画質及び画像形成コストに関する意識は高まる一方である。
【０００３】
画質の点について言えば、画像ノイズが無い、或いはあったとしても、できるだけ少ない画像が望まれている。画像ノイズの一つとして、いわゆる「カブリ」を挙げることができる。「カブリ」現象は、主として、画像形成に用いられる現像剤の劣化により現像剤帯電量が低下することで発生する。
【０００４】
かかる現像剤劣化による現像剤帯電量低下は、カブリによる画質劣化だけでなく、カブリが発生する分、現像剤消費量が多くなるので、それだけユーザのコスト負担を大きくする。
【０００５】
像担持体上の静電潜像を現像する現像装置は、用いる現像剤の種類によって、トナーとキャリアを主体とする、いわゆる二成分現像剤を採用するもの（二成分現像装置）と、キャリアを含まず、トナーを主体とする、いわゆる一成分現像剤を採用するもの（一成分現像装置）に大別される。
【０００６】
いずれのタイプの現像装置でも、一般的には、現像剤を周面上に担持して現像領域へ搬送する現像ローラが採用される。静電潜像の現像にあたっては、現像ローラ上の現像剤を静電潜像へ円滑に移行させるために、現像ローラに現像バイアス電圧が印加されるのが一般的である。かかる現像バイアス電圧としては、現像ローラへの現像剤の離れがたい付着を抑制して高画質の画像を得るために、交流現像バイアス電圧〔例えば、直流電圧と交流電圧とを併用した（代表的には、直流電圧に交流電圧を重畳した）交流現像バイアス電圧〕が採用されることが多い。
【０００７】
トナーを主体とする現像剤を用いる現像装置（一成分現像装置）では、一般的には、静電潜像の現像に要求される現像剤帯電量を得るために、現像ローラ上に担持されて現像領域へ搬送される現像剤に荷電部材が当接され、該荷電部材による摩擦帯電が行われる。該荷電部材は、通常、現像領域へ搬送される現像剤の量を規制して薄層にする現像剤規制部材を兼ねている。
【０００８】
しかし、画像形成を繰り返すうちに現像剤劣化が生じてくると、摩擦帯電によるだけでは現像剤帯電不良が発生する。そのため、前記規制部材を兼ねる現像剤荷電部材と現像ローラとの間、或いは該規制部材を兼ねる現像剤荷電部材とは別個に設けた現像剤荷電部材と現像ローラとの間に電位差を設定することで、現像剤を電気的に帯電させることも行われている。
【０００９】
かかる現像剤荷電部材と現像ローラ間の電位差は、現像ローラや現像剤荷電部材への、現像剤の離れ難い付着を抑制するために、交流荷電バイアス電圧の印加により発生させることが好ましい。
この点、特開２００１−１０９２４３号公報は、
(1) 現像ローラへ印加する現像バイアス電圧として、直流電圧に交流電圧を重畳した交流現像バイアス電圧が採用される現像装置において、規制部材を兼ねる現像剤荷電部材と現像ローラ間に電位差を発生させるために、該現像剤荷電部材にも、直流電圧に交流電圧を重畳した交流荷電バイアス電圧を印加する現像装置や、
(2) 現像剤荷電部材に印加する交流荷電バイアス電圧を低コストで得るために、ツエナーダイオードを用いて、交流現像バイアス電圧の片側位相( プラス側及びマイナス側のうち片側の位相) のみをオフセットさせた交流荷電バイアス電圧を発生させ、これを現像剤荷電部材に印加する現像装置
を開示している。
【００１０】
図２０（Ａ）は前記の後者現像装置における電圧印加回路例を示している。
図２０（Ａ）に示す回路によると、交流現像バイアス電源ｐｗとして、直流電源Ｖｄｃと矩形波交流電源Ｖａｃとを直列接続してなる電源が採用され、該電源ｐｗの出力端ａ”にツエナダイオードｔｄ”及び抵抗素子ｒ”が直列接続され、出力端ａ”に現像ローラが、ツエナダイオードｔｄ”と抵抗素子ｒ”の間の接点ｂ”に荷電部材が接続されている。      
【００１１】
この回路は、静電潜像を形成する像担持体として負帯電性の感光体を採用し、該感光体上に形成される静電潜像を負帯電性のトナーを用いて反転現像する場合の回路例である。  この回路によると、例えば現像バイアス電源ｐｗにおける直流電源Ｖｄｃの出力電圧を−４００Ｖ、交流電源Ｖａｃのピークツーピーク電圧を１８００Ｖ、ツエナダイオードｔｄ”による電圧降下を２００Ｖとすると、現像ローラには、図２０（Ｂ）に実線で示す波形の交流現像バイアス電圧が印加される。荷電部材には、図２０（Ｂ）に破線で示すように、現像ローラに印加される交流現像バイアス電圧と位相が同期し、プラス側の位相において２００Ｖのオフセット電位差を示す交流荷電バイアス電圧が印加される。マイナス側の位相では、現像ローラ及び荷電部材に印加される電圧は略同電位である。
【００１２】
この回路構成によると、交流現像バイアス電源ｐｗにおける交流電源Ｖａｃを利用して、それだけ安価に交流荷電バイアス電圧が得られている。また、交流荷電バイアスをプラス側位相において、現像バイアスに対しオフセットさせる（オフセット電位差を設定する）ことでトナー帯電量を適正化することが試みられている。
【００１３】
いずれにしても、かかる従来現像装置によると、劣化現像剤の帯電レベルを高めることができ、それだけカブリ現象の主原因である、正規帯電極性に帯電する現像剤とは逆極性に帯電する現像剤（逆極性帯電現像剤）を少なくすることができ、ひいては、それだけ高画質の画像を得ることができる。
【００１４】
【特許文献１】特開２００１−１０９２４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、本発明者の研究によると、現像剤荷電部材と現像ローラ間に電位差を設定する現像装置においては、例えば、帯電能が適正レベルにある初期の現像剤は過剰帯電してしまう。
そこで、このような問題を解消しようとして、荷電部材と現像ローラ間の電位差を小さく設定すると、初期現像剤に関するかかる問題は解消できるようになるものの、劣化現像剤によるカブリ発生の解消が困難になる。
【００１６】
また、過剰帯電した現像剤はクーロン力によって現像ローラに強く拘束され、現像領域において現像に消費されずに、現像ローラ周面上に担持されたまま現像装置内へ戻ってくる。かかる現像剤は、現像剤供給部材により現像ローラへ供給される現像剤と入れ替わり難く、再び荷電部材により荷電されて、ますます過剰帯電し、ますます現像ローラに強固に付着する、という悪循環を繰り返す。
【００１７】
このように、現像剤供給部材により供給される現像剤と入れ替わることなく現像ローラに強固に現像剤が付着すると、現像領域において、現像ローラ上の現像剤が現像すべき静電潜像へ向かって円滑に移行しなくなり（いわゆる現像量が低下し）、また、現像ローラ上に画像メモリが発生し、所望の現像が行えなくなる。
【００１８】
そこで本発明は、像担持体上に形成される静電潜像を現像剤担持体上に担持させた現像剤を用いて現像する現像装置であって、現像剤担持体上に担持される現像剤の入れ替わりを促進して、現像剤担持体への過剰帯電現像剤の付着を抑制することができ、それだけ良好に静電潜像の現像を行える現像装置を提供することを第１の課題とする。
【００１９】
また本発明は、像担持体上に形成される静電潜像を現像剤担持体上に担持させた現像剤を用いて現像して画像形成する画像形成装置であって、現像剤担持体上に担持される現像剤の入れ替わりを促進して、現像剤担持体への過剰帯電現像剤の付着を抑制することができ、それだけ良好に静電潜像の現像を行って高画質の画像を形成できる画像形成装置を提供することを第２の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明者は前記課題を解決するため研究を重ね、次のことを知見するに至った。
図２０（Ａ）に示す回路構成において、荷電部材に交流荷電バイアス電圧を印加し、そのとき、ツエナダイオードｔｄ”として、定格電圧の異なる種々のツエナダイオードを採用することで、前記のオフセット電位差を様々に変更してみた。
【００２１】
また、現像領域において現像に消費されずに現像ローラに担持されて、現像装置内の現像剤担持体への現像剤供給領域へ向け搬送される現像剤に除電部材を接触させ、該除電部材に交流除電バイアス電圧を印加し、且つ、該交流除電バイアス電圧は、交流現像バイアス電圧と位相が同期し、マイナス側の位相において交流現像バイアス電圧と同電圧又は該交流現像バイアス電圧に対しプラス方向のオフセット電位差を示す電圧とした。
【００２２】
そして、現像装置による画像形成時において、上記のようにして、交流荷電バイアス電圧のプラス側位相の、交流現像バイアス電圧に対するオフセット電位差（マイナス方向へのオフセット電位差）を種々変更する一方、現像剤除電部材に印加する交流除電バイアス電圧のマイナス側位相の、交流現像バイアス電圧に対するオフセット電位差（プラス方向へのオフセット電位差）を種々変更し、現像ローラ上のトナーの入れ替わり性を評価した。トナーの入れ替わり性は、現像ローラ上のトナー粒径変化及び画像メモリの発生の程度により評価した。
【００２３】
評価結果を表１に示す。表１において荷電部材に関するオフセット電位差を示す数値の負（−）記号は、マイナス方向へのオフセット電位差を示し、除電部材に関するオフセット電位差を示す数値の正（＋）記号はプラス方向へのオフセット電位差を示す。「○」はトナー粒径変化及び画像メモリ発生が実用上支障のない範囲にあったことを示し、「×」は、それらのうち少なくとも一方が実用上無視できない範囲にあったことを示している。
【００２４】
表１                                      
荷電部材：オフセット電位差〔Ｖ〕              
−100     −200     −300     −400     −500 
除電部材：          0       ○        ○        ×        ×        ×  
オフセット      ＋100       ○        ○        ○        ×        ×  
電位差〔Ｖ〕    ＋200       ○        ○        ○        ○        ×  
＋300       ○        ○        ○        ○        ○  
【００２５】
上記評価結果から、現像ローラのトナーの入れ替わり性は、一つには、荷電部材に印加する交流荷電バイアス電圧の現像バイアスに対するオフセット量に応じて、除電部材に印加する交流除電バイアス電圧のオフセット量を変化させることで制御できることを知見した。
【００２６】
また、さらなる研究の結果、現像剤入れ替わり性は、現像剤帯電性の良い低湿環境下で悪化し易いこと、交流現像バイアス電圧のデューティー比（交流１周期の間に電圧が現像剤の正規帯電極性と同極性側にある時間の割合）が高いとそれだけ現像剤帯電量が増し、現像剤入れ替わり性が悪化し易いこと等を知見した。
【００２７】
さらに、かかる知見に基づき、より広い観点からすれば、現像剤入れ替わり性を左右する要因（例えば交流荷電バイアス電圧の現像バイアスに対するオフセット量等）に応じて、現像バイアス印加装置からの交流現像バイアス電圧、荷電バイアス印加装置からの交流荷電バイアス電圧及び除電バイアス印加装置からの交流除電バイアス電圧のうち少なくとも一つを該現像剤入れ替わり促進に向け制御すればよいことを見いだした。
【００２８】
かかる知見に基づき、本発明は、前記第１の課題を解決するため、
像担持体上に形成される静電潜像を現像剤を用いて現像する現像装置であり、
現像剤供給領域で供給される現像剤を周面上に担持して、前記像担持体上の静電潜像を現像する現像領域へ搬送する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の周面上に担持され、前記現像領域へ搬送される現像剤に接触して該現像剤に荷電するための荷電部材と、
前記現像領域で消費されずに前記現像剤担持体周面上に担持されて前記現像剤供給領域へ向け搬送される現像剤に接触して該現像剤から除電するための除電部材と、
前記現像剤担持体に、交流現像バイアス電圧を印加する現像バイアス印加装置と、
前記荷電部材に、前記交流現像バイアス電圧と位相が同期する交流荷電バイアス電圧を印加する荷電バイアス印加装置と、
前記除電部材に、前記交流現像バイアス電圧と位相が同期する交流除電バイアス電圧を印加する除電バイアス印加装置と、
バイアス制御部とを備えており、
該バイアス制御部は、前記現像領域で消費されずに前記現像剤担持体周面上に担持されて前記現像剤供給領域へ向け戻される現像剤と前記現像剤供給領域で供給される現像剤との入れ替わり性を左右する要因のうち少なくとも一つに応じて、前記現像バイアス印加装置からの交流現像バイアス電圧、荷電バイアス印加装置からの交流荷電バイアス電圧及び除電バイアス印加装置からの交流除電バイアス電圧のうち少なくとも一つを該現像剤入れ替わり促進に向け制御する現像装置を提供する。
【００２９】
ここで、「交流現像バイアス電圧」とは、交流電圧、直流電圧と交流電圧を併用した電圧（例えば直流電圧に交流電圧を重畳した電圧）等である。
【００３０】
本発明に係る現像装置によると、前記バイアス制御部が、現像領域における現像で消費されずに現像剤担持体周面上に担持されて現像剤供給領域へ戻る現像剤と現像剤供給領域において現像剤担持体へ供給される現像装置内の現像剤（例えば現像剤供給部材により現像剤担持体へ供給される現像装置内現像剤）との入れ替わり促進のために、該現像剤入れ替わり性を左右する要因のうち少なくとも一つに応じて、前記現像バイアス印加装置からの交流現像バイアス電圧、荷電バイアス印加装置からの交流荷電バイアス電圧及び除電バイアス印加装置からの交流除電バイアス電圧のうち少なくとも一つを該現像剤入れ替わり促進に向け制御するので、現像剤担持体周面上の現像剤の入れ替わりを促進して、現像剤担持体への過剰帯電現像剤の付着を抑制することができ、それだけ良好に静電潜像の現像を行える。
【００３１】
前記荷電バイアス印加装置としては、代表例として、前記交流現像バイアス電圧と位相が同期する交流荷電バイアス電圧であって、プラス側及びマイナス側のうち少なくとも片側の位相に前記交流現像バイアス電圧に対しオフセット電位差を設けた交流荷電バイアス電圧を荷電部材に印加可能であるものを挙げることができる。
【００３２】
荷電バイアス印加装置がこのようなものである場合、前記バイアス制御部として、前記現像バイアス印加装置及び前記荷電バイアス印加装置のうち少なくとも一方を制御することで、前記交流現像バイアス電圧に対する交流荷電バイアス電圧のオフセット電位差を制御可能であり、前記現像剤入れ替わり性を左右する要因として該オフセット電位差を採用し、該オフセット電位差に応じて、前記除電バイアス印加装置を制御することで、前記除電部材に印加される交流除電バイアス電圧を現像剤入れ替わり促進に向け制御するものを例示できる。
【００３３】
交流現像バイアス電圧に対する交流荷電バイアス電圧のオフセット電位差は、それが大きいほど、現像剤担持体上の現像剤の帯電量は増加して、現像領域で消費されずに現像剤供給領域へ戻ってくる現像剤が現像剤担持体から離れ難くなる。従って、交流除電バイアス電圧を、該オフセット電位差による現像剤帯電量を低減させるものに制御して、除電部材に印加すれば、現像剤担持体上の現像剤の入れ替わりがそれだけ促進される。
【００３４】
また、前記現像剤入れ替わり性を左右する要因としては、前記交流現像バイアス電圧に対する交流荷電バイアス電圧のオフセット電位差のほか、周囲環境条件（特に湿度）や交流現像バイアス電圧のデューティー比（交流１周期の間に電圧が現像剤の正規帯電極性と同極性側にある時間の割合）等も挙げることができる。
【００３５】
そこで、前記バイアス制御部は、前記現像剤入れ替わり性を左右する要因として環境条件を採用し、該環境条件に応じて、前記除電バイアス印加装置を制御することで、前記除電部材に印加される交流除電バイアス電圧を現像剤入れ替わり促進に向け制御するものであってもよい。
【００３６】
また、前記バイアス制御部は、前記現像剤入れ替わり性を左右する要因として前記交流現像バイアス電圧のデューティー比を採用し、該デューティー比に応じて、前記除電バイアス印加装置を制御することで、前記除電部材に印加される交流除電バイアス電圧を現像剤入れ替わり促進に向け制御するものであってもよい。
【００３７】
なお、バイアス制御部は、現像剤入れ替わり性を左右する要因として、交流現像バイアス電圧に対する交流荷電バイアス電圧のオフセット電位差、周囲環境条件（特に湿度）、交流現像バイアス電圧のデューティー比等のうち２以上を採用して、それらに応じて、前記除電部材に印加される交流除電バイアス電圧を現像剤入れ替わり促進に向け制御するものであってもよい。
【００３８】
いずれにしても、前記除電バイアス印加装置として、前記交流現像バイアス電圧と位相が同期する交流除電バイアス電圧であって、プラス側及びマイナス側のうち少なくとも片側の位相に前記交流現像バイアス電圧に対しオフセット電位差を設けた交流除電バイアス電圧を前記除電部材に印加可能であるものを例示できる。
【００３９】
除電バイアス印加装置がこのようなものである場合、前記バイアス制御部は、前記現像バイアス印加装置及び前記除電バイアス印加装置のうち少なくとも一方を制御することで、前記交流現像バイアス電圧に対する交流除電バイアス電圧のオフセット電位差を制御可能であり、前記現像剤入れ替わり性を左右する要因に応じて該オフセット電位差を現像剤入れ替わり促進に向け制御するものとしてもよい。
【００４０】
また、本発明に係る現像装置は、                                                  像担持体上に形成される静電潜像を現像剤を用いて現像する現像装置であり、
現像剤供給領域で供給される現像剤を周面上に担持して、前記像担持体上の静電潜像を現像する現像領域へ搬送する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の周面上に担持され、前記現像領域へ搬送される現像剤に接触して該現像剤に荷電するための荷電部材と、
前記現像領域で消費されずに前記現像剤担持体周面上に担持されて前記現像剤供給領域へ向け搬送される現像剤に接触して該現像剤から除電するための除電部材と、
前記現像剤担持体に、交流現像バイアス電圧を印加する現像バイアス印加装置と、
前記荷電部材に、前記交流現像バイアス電圧と位相が同期する交流荷電バイアス電圧を印加する荷電バイアス印加装置と、
前記除電部材に、前記交流現像バイアス電圧と位相が同期する交流除電バイアス電圧を印加する除電バイアス印加装置と、
バイアス制御部とを備えており、
該バイアス制御部は、前記現像領域で消費されずに前記現像剤担持体周面上に担持されて前記現像剤供給領域へ向け戻される現像剤と前記現像剤供給領域で供給される現像剤との入れ替わり性を左右する要因のうち少なくとも一つに応じて、前記現像バイアス印加装置からの交流現像バイアス電圧、荷電バイアス印加装置からの交流荷電バイアス電圧及び除電バイアス印加装置からの交流除電バイアス電圧のうち少なくとも一つを該現像剤入れ替わり促進に向け制御し、さらに、前記現像剤担持体から前記像担持体への現像剤移行を促進する要因のうち少なくとも一つに応じて、前記現像バイアス印加装置からの交流現像バイアス電圧の振幅を、該現像剤移行促進に向け制御する現像装置であってもよい。
【００４１】
このように、前記現像剤担持体から前記像担持体への現像剤移行を促進する要因のうち少なくとも一つに応じて、前記現像バイアス印加装置からの交流現像バイアス電圧の振幅を、該現像剤移行促進に向け制御することで、像担持体上の静電潜像の現像性が良好となる。
。
このような現像装置の例として、次のものを挙げることができる。すなわち、
前記荷電バイアス印加装置は、前記交流現像バイアス電圧と位相が同期する交流荷電バイアス電圧であって、プラス側及びマイナス側のうち少なくとも片側の位相に前記交流現像バイアス電圧に対しオフセット電位差を設けた交流荷電バイアス電圧を前記荷電部材に印加可能であり、
前記バイアス制御部は、前記現像バイアス印加装置及び前記荷電バイアス印加装置のうち少なくとも一方を制御することで、前記交流現像バイアス電圧に対する交流荷電バイアス電圧のオフセット電位差を制御可能であり、前記現像剤入れ替わり性を左右する要因として該オフセット電位差を採用し、該オフセット電位差に応じて、前記除電バイアス印加装置を制御することで、前記除電部材に印加される交流除電バイアス電圧を現像剤入れ替わり促進に向け制御し、さらに、該交流現像バイアス電圧に対する交流荷電バイアス電圧及び交流除電バイアス電圧それぞれのオフセット電位差を維持しつつ、前記現像剤担持体から前記像担持体への現像剤移行を左右する要因のうち少なくとも一つに応じて、前記現像バイアス印加装置からの交流現像バイアス電圧の振幅を、該現像剤移行促進に向け制御する現像装置である。
【００４２】
前記現像剤移行を左右する要因としては、前記現像剤入れ替わり性を左右する要因としての前記交流現像バイアス電圧に対する交流荷電バイアス電圧のオフセット電位差、環境条件（特に湿度）、現像装置駆動積算時間（現像装置を駆動した時間の積算値）、現像回数（現像装置による現像動作がなされた現像回数）及び平均印字面積率（総画像形成ドット数を画像形成枚数で除したもの）を例示できる。
前記バイアス制御部は、例えば、前記現像剤移行を左右する要因として、かかるオフセット電位差、環境条件、現像装置駆動積算時間、現像回数及び平均印字面積率のうち少なくとも一つを採用するものである。
これら要因は、現像剤帯電性を左右する要因でもある。
【００４３】
現像剤は、周囲環境が低湿環境では帯電しやすく、高湿環境では帯電しにくくなる。駆動積算時間や現像回数が増すと劣化現像剤が発生しやすくなり、ひいては帯電しにくくなる。平均印字面積率は現像剤消費量に関係し、それが高いときは現像剤消費量が多く、劣化現像剤は増えにくいが、低いと現像剤消費量が少なく、劣化現像剤が増してくる。
【００４４】
本発明に係る現像装置における現像剤担持体は、周面上に現像剤を担持して搬送できるものであればよいが、代表例として現像ローラを挙げることができる。現像ローラには、スリーブ（現像スリーブ）の形態のものも含まれる。
また、本発明に係る現像装置は、現像剤担持体周面上に担持され、前記現像領域へ搬送される現像剤を摩擦帯電させつつ薄層に規制する規制部材を備えていてもよい。或いは、前記荷電部材がかかる規制部材を兼ねていてもよい。
【００４５】
前記交流現像バイアス電圧、前記交流荷電バイアス電圧及び前記交流除電バイアス電圧のそれぞれの電圧波形については、本発明の課題を解決し得る様々の波形を採用できるが、例えば、矩形波を挙げることができる。すなわち、前記交流現像バイアス電圧、前記交流荷電バイアス電圧及び交流除電バイアス電圧のそれぞれが矩形波電圧である例を挙げることができる。
【００４６】
次に、前記現像バイアス印加装置、荷電バイアス印加装置及び除電バイアス印加装置の例を示す。
すなわち、前記現像バイアス印加装置、荷電バイアス印加装置及び除電バイアス印加装置は、該三つのバイアス印加装置に共通の交流バイアス電源を含んでおり、
該交流バイアス電源の出力端に少なくとも第１抵抗素子、第１ダイオード及び第１直流電源がこの順序で直列接続されているとともに、少なくとも第２抵抗素子、第２ダイオード及び第２直流電源がこの順序で直列接続されており、
該交流バイアス電源の出力端、該第１抵抗素子と第１ダイオードの間に設けた接続接点及び該第２抵抗素子と第２ダイオードの間に設けた接続接点のうち、いずれかが前記現像剤担持体の接続接点とされ、残りの二つのうちいずれかが前記荷電部材の接続接点とされ、残り一つが前記除電部材の接続接点とされており、前記バイアス制御部は、該第１直流電源及び第２直流電源のうち少なくとも一方の出力電圧を制御することで、前記現像剤入れ替わり促進性を制御する。
これらバイアス印加装置は、現像バイアス電源を利用したものであり、それだけ安価に提供できる。
【００４７】
本発明は、以上説明した、本発明に係る現像装置を搭載した画像形成装置も提供する。  この画像形成装置は、本発明に係る現像装置を搭載してあることで、現像装置における現像剤担持体上に担持される現像剤の入れ替わりを促進して、現像剤担持体への過剰帯電現像剤の付着を抑制することができ、それだけ良好に静電潜像の現像を行って高画質の画像を形成できる画像形成装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００４８】
以上説明したように本発明によると、像担持体上に形成される静電潜像を現像剤担持体上に担持させた現像剤を用いて現像する現像装置であって、現像剤担持体上に担持される現像剤の入れ替わりを促進して、現像剤担持体への過剰帯電現像剤の付着を抑制することができ、それだけ良好に静電潜像の現像を行える現像装置を提供することができる。
【００４９】
また本発明によると、像担持体上に形成される静電潜像を現像剤担持体上に担持させた現像剤を用いて現像して画像形成する画像形成装置であって、現像剤担持体上に担持される現像剤の入れ替わりを促進して、現像剤担持体への過剰帯電現像剤の付着を抑制することができ、それだけ良好に静電潜像の現像を行って高画質の画像を形成できる画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
図１は本発明に係る現像装置の１例を備えた画像形成装置例を示している。
図１の画像形成装置Ｐ１は一成分現像剤（ここでは負帯電性のトナーｔ）を用いて反転現像によりモノクロ画像を形成するプリンタであり、ドラム型の感光体１００を備えている。感光体１００は負帯電性の感光体である。感光体１００の周囲には帯電装置２００、現像装置３００、転写ローラ４００、クリーナ５００及びイレーサ６００がこの順序で配置されている。感光体１００の下方には画像露光装置７００が、転写ローラ４００の図上右側には定着装置８００が設けられている。
【００５１】
このプリンタによると、次のようにして画像形成される。すなわち、感光体１００が図中時計方向に回転駆動され、該感光体表面が帯電装置２００により一様に負の所定電位（ここでは例えば−５００Ｖ）に帯電される。その帯電域に画像露光装置７００から原稿画像に応じた露光が施され、それにより感光体１００上に静電潜像が形成される。この静電潜像は、感光体の回転により現像装置３００に臨む現像領域へ移行し、該現像領域において現像装置３００により反転現像され、可視トナー像となる。この可視トナー像は感光体の回転により転写ローラ４００に臨む転写領域へ送られる。
【００５２】
一方、図示省略の記録媒体（記録紙等）供給部から、記録媒体Ｓがタイミングローラ対ＴＲへ搬送される。タイミングローラ対ＴＲは、感光体上のトナー像の移動に合わせて記録媒体Ｓを感光体１００と転写ローラ４００との間（転写領域）へ搬送する。
かくして、感光体１００上のトナー像が転写ローラ４００により記録媒体Ｓに転写される。記録媒体Ｓは、ひきつづき、定着装置８００へ搬送され、転写されたトナー像がそこで記録媒体Ｓ上に加熱定着される。
【００５３】
なお、画像形成装置Ｐ１の各可動部分は図示省略の駆動装置により、所定のタイミングで回転駆動等される。帯電装置２００には感光体表面の帯電にあたり、図示省略の電源から帯電用電圧が印加される。転写ローラ４００にはトナー像の転写にあたり、図示省略の電源から転写電圧が印加される。
現像装置３００について以下にさらに詳述する。
【００５４】
図１に示すように、現像装置３００は、現像ローラ３０１を備えている。現像ローラ３０１は現像装置ケース３０２に回転可能に支持されて、一部がケース３０２から外側へ露出し、感光体１００に僅かな間隙をおいて臨んでいる。ケース３０２内には、現像剤供給領域（トナーｔ供給領域）におてい現像ローラ３０１に現像剤供給部材３０３が接触配置されており、その背後に現像剤攪拌部材３０４が配置されている。現像剤供給部材３０３は本例ではローラの形態のものである。現像剤供給部材３０３及び現像剤攪拌部材３０４はいずれもケース３０２に回転可能に支持されている。
【００５５】
ケース３０２内には、さらに、ケース３０２に片持ち支持されて現像ローラ３０１に圧接されたブレード状の現像剤規制部材３０５と、ケース３０２に片持ち支持されて現像ローラ３０１に、規制部材３０５よりは弱く圧接されたブレード状の荷電部材３０６が設けられている。
現像ローラ３０１の上側部分とケース３０２との間にはシール部材を兼ねる除電部材３０７が配置され、現像ローラ３０１に接触しており、現像ローラ３０１の下側部分とケース３０２との間からの現像剤漏れは、前記規制部材３０５にて防止されている。
【００５６】
図２に示すように、現像ローラ３０１には現像バイアス印加装置Ｂ１が、荷電部材３０６には荷電バイアス印加装置Ｂ２が、除電部材３０７には除電バイアス印加装置Ｂ３が、それぞれ接続されている。
【００５７】
現像バイアス印加装置Ｂ１は、本例では、出力電圧が−４００Ｖの直流電源ＤＣｏと、ピークツーピーク電圧Ｖｐｐが１８００Ｖ、デューティ４０％（デューティー比２／３）の矩形波電圧を出力する交流電源ＡＣ１とを直列接続した交流バイアス電源ＰＷ１からなっいる。現像ローラ３０１は、電源ＰＷ１の出力端に接続され、図３に実線で示す交流現像バイアス電圧Ｖ１が印加される。
【００５８】
荷電バイアス印加装置Ｂ２は、交流バイアス電源ＰＷ１の出力端に、抵抗素子ｒ１、ダイオードｄ１及び出力可変の直流電源ＤＣ１をこの順序で直列接続したものである。荷電部材３０６は、抵抗ｒ１とダイオードｄ１との間に接続され、図３に破線で示す交流荷電バイアス電圧Ｖ２が印加される。
【００５９】
除電バイアス印加装置Ｂ３は、交流バイアス電源ＰＷ１の出力端に、抵抗素子ｒ２、ダイオードｄ２及び出力可変の直流電源ＤＣ２をこの順序で直列接続したものである。除電部材３０７は、抵抗ｒ２とダイオードｄ２との間に接続され、図３に破線で示す交流除電バイアス電圧Ｖ３が印加される。
【００６０】
印加装置Ｂ１、Ｂ２及びＢ３はそれらに共通の交流バイアス電源ＰＷ１を採用しているので、それだけ安価に済む。また、共通の交流バイアス電源ＰＷ１を採用しているので、現像バイアス電圧Ｖ１、荷電バイアス電圧Ｖ２、除電バイアス電圧Ｖ３は、いずれも位相が同期する。
印加装置Ｂ２、Ｂ３の直流電源ＤＣ１、ＤＣ２の出力電圧はバイアス制御部ＣＴにより制御可能である。図３は、バイアス制御部ＣＴの制御下における各バイアスの波形例を示している。
【００６１】
図３に示す例では、制御部ＣＴにより直流電源ＤＣ１の出力電圧が＋４００Ｖに、直流電源ＤＣ２の出力電圧が−１２００Ｖに制御され、荷電バイアス電圧Ｖ２のプラス側位相の、現像バイアス電圧Ｖ１に対する、マイナス方向へのオフセット電位差Ｖ２ｄが１００Ｖとなっている。また、除電バイアス電圧Ｖ３のマイナス側位相の、現像バイアス電圧Ｖ１に対する、プラス方向へのオフセット電位差Ｖ３ｃが１００Ｖとなっている。なお、抵抗素子ｒ１、ｒ２のそれぞれによるオフセット電圧値は１００Ｖである。
【００６２】
かかるオフセット電位差Ｖ２ｄにより荷電部材３０６にてトナーｔを帯電させることができる。電位差Ｖ２ｄが大きくなるとトナー帯電量が増加し、電位差Ｖ２ｄが小さくなるとトナー帯電量が低下する。かくして、予め実験で求めておいた適当な、或いはトナーの帯電性を左右する要因に応じた、オフセット電位差Ｖ２ｄを設定して適切なトナー帯電量を得ることができる。
【００６３】
また、かかるオフセット電位差Ｖ２ｄの大きさに応じて、制御部ＣＴの指示のもとに電源ＤＣ２の出力を制御することで、除電バイアス電圧Ｖ３のマイナス側位相の、現像バイアス電圧Ｖ１に対する、プラス方向へのオフセット電位差Ｖ３ｃを制御して、現像領域で現像に消費されずに現像ローラ３０１周面上に担持されて現像装置内へ戻ってくる現像剤に、該除電バイアス電圧Ｖ３を印加することで、現像ローラ３０１に担持されて現像領域へ戻ってくる現像剤と、現像剤供給部材３０３により現像ローラ３０１へ供給される現像剤との入れ替わりを促進させ、現像ローラ３０１への過剰帯電現像剤の付着を抑制することができ、それだけ良好に静電潜像の現像を行って、高画質の画像を形成することができる。
【００６４】
図４は制御部ＣＴによる除電バイアス電圧Ｖ３のオフセット電位差Ｖ３ｃの制御例を示している。すなわち、制御部ＣＴは自身に記憶させておいた荷電バイアスオフセット電位差Ｖ２ｄを読み出し、それが予め実験等により定めておいた所定値以上であると、除電バイアスのオフセット電位差Ｖ３ｃを「大」に設定し、オフセット電位差Ｖ２ｄが該所定値より小さいと、除電バイアスのオフセット電位差Ｖ３ｃを「小」に設定し、かかる制御により、現像剤の入れ替わりを促進させる。
【００６５】
この制御は、前記表１の実験結果に基づく制御であり、例えば、前記所定値を「４００Ｖ」とし、オフセット電位差Ｖ２ｄが３００Ｖであると、オフセット電位差Ｖ３ｃを１００Ｖ（「小」）に、オフセット電位差Ｖ２ｄが４００Ｖであると、オフセット電位差Ｖ３ｃを２００Ｖ（「大」）に設定すればよい。
以上の例では、制御部ＣＴはオフセット電位差Ｖ２ｄに応じてオフセット電位差Ｖ３ｃを制御したが、図５に示すように周囲環境条件（相対湿度）に応じて、或いは図６に示すように現像バイアスのデューティー比に応じて、オフセット電位差Ｖ３ｃを制御してもよい。
【００６６】
図５の例では、図示省略の温湿度検出部からもたらされる相対湿度情報に基づき、該相対湿度が予め実験等により定めておいた所定値以下であると、除電バイアスオフセット電位差Ｖ３ｃを「大」に設定し、該所定値より高いと、オフセット電位差Ｖ３ｃを「小」に設定し、それにより、現像剤入れ替わりを促進させる。
【００６７】
図６の例では、図示省略のデューティー比検出部からもたらされるデューティー比に基づき、該比が予め実験等により定めておいた所定値以上であると、除電バイアスオフセット電位差Ｖ３ｃを「大」に設定し、該所定値より小さいと、オフセット電位差Ｖ３ｃを「小」に設定し、それにより、現像剤入れ替わりを促進させる。
【００６８】
各バイアス印加装置は図２に示すものに限定されない。例えば図７や図９に示すものも採用できる。
図７に示す例では、現像ローラ３０１には現像バイアス印加装置Ｂ１’が、荷電部材３０６には荷電バイアス印加装置Ｂ２’が、除電部材３０７には除電バイアス印加装置Ｂ３’が、それぞれ接続されている。
【００６９】
荷電バイアス印加装置Ｂ２’は、出力電圧が−４５０Ｖの直流電源ＤＣｏと、矩形波電圧を出力する交流電源ＡＣ１（Ｖｐｐ：１９００Ｖ）とを直列接続した交流バイアス電源ＰＷ１からなっいる。荷電部材３０６は、電源ＰＷ１の出力端に接続され、図８に破線で示す交流荷電バイアス電圧Ｖ２（＋５００Ｖ）が印加される。
【００７０】
現像バイアス印加装置Ｂ１’は、交流バイアス電源ＰＷ１の出力端に、抵抗素子ｒ１、ダイオードｄ１’及び出力可変の直流電源ＤＣ１’をこの順序で直列接続したものである。現像ローラ３０１は、抵抗ｒ１とダイオードｄ１’との間に接続され、図８に実線で示す交流現像バイアス電圧Ｖ１が印加される。図８の例では、ＤＣ１’は−１３００Ｖであり、マイナス側位相において、荷電バイアスＶ２は、現像バイアスＶ１に対しマイナス側へオフセットしている。
【００７１】
除電バイアス印加装置Ｂ３’は、交流バイアス電源ＰＷ１の出力端に、抵抗素子ｒ２、ダイオードｄ２及び出力可変の直流電源ＤＣ２をこの順序で直列接続したものである。除電部材３０７は、抵抗ｒ２とダイオードｄ２との間に接続され、図８に破線で示す交流除電バイアス電圧Ｖ３が印加される。図８の例では、ＤＣ２は−１２００Ｖであり、マイナス側位相において、除電バイアスＶ３は、現像バイアスＶ１に対しプラス側へオフセットしている。
【００７２】
図９に示す例では、現像ローラ３０１には現像バイアス印加装置Ｂ１”が、荷電部材３０６には荷電バイアス印加装置Ｂ２”が、除電部材３０７には除電バイアス印加装置Ｂ３”が、それぞれ接続されている。
【００７３】
除電バイアス印加装置Ｂ３”は、出力電圧が−３５０Ｖの直流電源ＤＣｏと、矩形波電圧を出力する交流電源ＡＣ１（Ｖｐｐ：１９００Ｖ）とを直列接続した交流バイアス電源ＰＷ１からなっいる。除電部材３０７は、電源ＰＷ１の出力端に接続され、図１０に破線で示す交流除電バイアス電圧Ｖ３が印加される。
【００７４】
現像バイアス印加装置Ｂ１”は、交流バイアス電源ＰＷ１の出力端に、抵抗素子ｒ１、ダイオードｄ１及び出力可変の直流電源ＤＣ１をこの順序で直列接続したものである。現像ローラ３０１は、抵抗ｒ１とダイオードｄ１との間に接続され、図１０に実線で示す交流現像バイアス電圧Ｖ１が印加される。
荷電バイアス印加装置Ｂ２”は、交流バイアス電源ＰＷ１の出力端に、抵抗素子ｒ２、ダイオードｄ２’及び出力可変の直流電源ＤＣ２’をこの順序で直列接続したものである。荷電部材３０６は、抵抗ｒ２とダイオードｄ２’との間に接続され、図１０に破線で示す交流荷電バイアス電圧Ｖ２が印加される。
【００７５】
図１０の例では、ＤＣ１は＋５００Ｖ、ＤＣ２’は＋４００Ｖであり、荷電バイアスＶ２は現像バイアスに対し、プラス側位相でマイナス方向へオフセットしており、除電バイアスＶ３は、プラス側位相で、現像バイアスＶ１に対しプラス方向へオフセットしている。
【００７６】
図７のバイアス印加装置によると、現像バイアスに対する荷電バイアスのオフセット電位差は、現像バイアス印加装置Ｂ１’における電源ＤＣ１’の出力を制御部ＣＴが制御することで、相対的に制御できる。現像バイアスに対する除電バイアスのオフセット電位差は、現像バイアス印加装置Ｂ１’における電源ＤＣ１’と除電バイアス印加装置Ｂ３’の電源ＤＣ２のうち少なくとも一方を制御部ＣＴが制御することで制御可能である。
図７の回路の場合も、制御部ＣＴは図４、図５、図６に示す制御が可能である。
【００７７】
図９のバイアス印加装置によると、現像バイアスに対する荷電バイアスのオフセット電位差は、制御部ＣＴが現像バイアス印加装置Ｂ１”の電源ＤＣ１と荷電バイアス印加装置Ｂ２”の電源ＤＣ２’のうち少なくとも一方の出力を制御することで制御可能である。    現像バイアスに対する除電バイアスのオフセット電位差は、制御部ＣＴが現像バイアス印加装置Ｂ１”の電源ＤＣ１の出力を制御することで相対的に制御できる。
図９の回路の場合も、制御部ＣＴは図４、図５、図６に示す制御が可能である。
【００７８】
以上、現像ローラにおけるトナーの入れ替わりを促進させる制御について説明したが、トナーの入れ替わりを促進させつつ、現像ローラ３０１から感光体１の静電潜像へのトナー移行を促進させて、一層静電潜像の現像性を向上させる制御も可能である。その場合、例えば、トナーの入れ替わりを促進させる現像バイアスに対する荷電バイアスのオフセット値及び現像バイアスに対する除電バイアスのオフセット値をそのまま維持して、現像バイアスの振幅を、トナー移行を促進させるように制御すればよい。
【００７９】
図１１は、図１０に示すバイアス波形で示される現像バイアスに対する荷電バイアスのオフセット値及び現像バイアスに対する除電バイアスのオフセット値をそのまま維持して、現像バイアスの振幅を、トナー移行を促進させるように大きくした例を示している。このような制御を行う場合には、直流電源ＤＣ１（ＤＣ１’）、ＤＣ２（ＤＣ２’）だけでなく、交流バイアス電源ＰＷ１も出力可変のものとすればよい。
【００８０】
このように、交流現像バイアス電圧の振幅を制御する場合の制御部ＣＴによる制御として、図１２〜図１６に示すものも例示できる。
図１２に示す制御は、現像ローラ３０１上のトナー入れ替わり性を左右する要因として、荷電バイアスの現像バイアスに対するオフセット電位差（オフセット値）を採用して現像ローラ３０１上のトナー入れ替わりを促進させ、ひき続き、現像ローラ３０１から感光体１へのトナー移行性を左右する要因として、該オフセット電位差を採用して現像バイアス振幅をトナー移行を促進させるように制御する例を示している。
オフセット値の大小を判断するための「所定値」は予め実験等により適当なものを定めておけばよく、現像バイアス振幅の大小の値は、予め実験等により適当なものを定めておけばよい。オフセット値に関する「所定値」及び振幅の大小の値の点は、図１３〜図１６に示す制御においても同様である。
【００８１】
図１３に示す制御は、現像ローラ３０１上のトナー入れ替わり性を左右する要因として、荷電バイアスの現像バイアスに対するオフセット値のほか、周囲の相対湿度も採用して現像ローラ３０１上のトナー入れ替わりを促進させ、ひき続き、現像ローラ３０１から感光体１へのトナー移行性を左右する要因として、該オフセット電位差及び相対湿度を採用して現像バイアス振幅をトナー移行を促進させるように制御する例を示している。相対湿度は、図示省略の相対湿度測定器で相対湿度を検出し、これを制御部ＣＴに入力すればよい。また、相対湿度の大小を判断するための「所定値」は、予め実験等により適当なものを定めておけばよい。
【００８２】
図１４に示す制御は、現像ローラ３０１上のトナー入れ替わり性を左右する要因として、荷電バイアスの現像バイアスに対するオフセット値のほか、現像装置の駆動積算時間も採用して現像ローラ３０１上のトナー入れ替わりを促進させ、ひき続き、現像ローラ３０１から感光体１へのトナー移行性を左右する要因として、該オフセット電位差及び駆動積算時間を採用して現像バイアス振幅をトナー移行を促進させるように制御する例を示している。現像装置駆動積算時間は、画像形成装置における図示省略の駆動積算時間検出部から制御部ＣＴへ入力させるようにすればよい。また、駆動積載時間の大小を判断する「所定値」は、予め実験等により適当なものを定めておけばよい。
【００８３】
図１５に示す制御は、現像ローラ３０１上のトナー入れ替わり性を左右する要因として、荷電バイアスの現像バイアスに対するオフセット値のほか、現像装置による現像動作回数（現像回数）も採用して現像ローラ３０１上のトナー入れ替わりを促進させ、ひき続き、現像ローラ３０１から感光体１へのトナー移行性を左右する要因として、該オフセット電位差及び現像回数を採用して現像バイアス振幅をトナー移行を促進させるように制御する例を示している。現像回数は、画像形成装置における図示省略の現像回数検出部から制御部ＣＴへ入力させればよい。また、現像回数大小を判断する「所定値」は、予め実験等により適当なものを定めておけばよい。
【００８４】
図１６に示す制御は、現像ローラ３０１上のトナー入れ替わり性を左右する要因として、荷電バイアスの現像バイアスに対するオフセット値のほか、印字面積率も採用して現像ローラ３０１上のトナー入れ替わりを促進させ、ひき続き、現像ローラ３０１から感光体１へのトナー移行性を左右する要因として、該オフセット電位差及び印字面積率を採用して現像バイアス振幅をトナー移行を促進させるように制御する例を示している。印字面積率は、画像形成装置における図示省略の印字面積率検出部から制御部ＣＴへ入力させればよい。また、印字面積率の大小を判断する「所定値」は、予め実験等により適当なものを定めておけばよい。
【００８５】
以上説明した現像装置３００では、トナー規制部材３０５と荷電部材３０６とを別々に設けたが、図１７に示すように、荷電部材を兼ねるトナー規制部材３０５’を設け、これに交流荷電バイアス電圧を印加するようにしても構わない。
図１７に示す現像装置３００’は、荷電部材を兼ねるトナー規制部材３０５’を設けた点を除けば、図１に示す現像装置３００と実質上同構造である。図１の装置における部分、部品と同じものについては、図１と同じ参照符号を付してある。図１７の現像装置３００’では、現像ローラ３０１の下側部分とケース３０２との間はトナー規制部材３０５’で閉じられている。
【００８６】
以上説明した画像形成装置Ｐ１はモノクロ画像を形成する装置であったが、本発明に係る現像装置はカラー画像形成装置の現像装置にも適用できる。例えば、図１８に示すタンデム型のフルカラー画像形成装置Ｐ２の各画像形成部の現像装置１４や図１９に示す４サイクル型のフルカラー画像形成装置Ｐ３の現像装置１４Ｙ等にも適用可能である。
【００８７】
ここで図１８、図１９の画像形成装置Ｐ２、Ｐ３について説明しておく。
図１８の画像形成装置Ｐ２は、駆動ローラ３１とこれに対向するローラ３２に巻き掛けられた無端転写ベルト４を有している。転写ベルト４は図示省略の駆動手段により回転駆動される駆動ローラ３１により図中反時計方向（図中矢印方向）に回転駆動される。対向ローラ３２には転写ベルト４上の２次転写残トナー等を清掃するクリーナＣＬが臨んでおり、駆動ローラ３１には２次転写ローラ５が臨んでいる。２次転写ローラ５の上方には定着装置６が設置されている。
【００８８】
ローラ３１、３２の間には転写ベルト４に沿って、ローラ３２から３１に向けて、イエロー画像形成部Ｙ、マゼンタ画像形成部Ｍ、シアン画像形成部Ｃ及びブラック画像形成部Ｋがこの順序で配置されている。
各画像形成部は、静電潜像担持体としてドラム型の感光体１１を備えており、該感光体の周囲に帯電装置１２、画像露光装置１３、現像装置１４、１次転写ローラ２及び感光体上の１次転写残トナー等を除去するクリーナ１５がこの順序で配置されている。１次転写ローラ２は転写ベルト４を間にして感光体１１に対向している。
【００８９】
各画像形成部における現像装置１４は、例えば、負帯電性トナーを採用するもので、感光体１１上に形成される静電潜像を反転現像する。
【００９０】
この画像形成装置によると、次のように画像形成がなされる。
先ず、最終的に形成されるべき画像に応じて、画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫのうち少なくとも一つにおいて画像形成される。
画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫのすべてを用いてフルカラー画像を形成する場合を例にとると、先ず、イエロー画像形成部Ｙにおいてイエロートナー像が形成され、これが転写ベルト４に１次転写される。
【００９１】
すなわち、イエロー画像形成部Ｙにおいて、感光体１１が図中時計方向に回転駆動され、帯電装置１２にて感光体１１表面が一様に所定電位に帯電せしめられ、該帯電域に画像露光装置１３からイエロー画像用の画像露光が施され、感光体１１上にイエロー用静電潜像が形成される。この静電潜像はイエロートナーを有する現像装置１４の現像バイアスが印加された現像ローラ１４１にて現像されて可視イエロートナー像となり、該トナー像が１次転写ローラ２にて転写ベルト４上に転写される。
【００９２】
同様にして、マゼンタ画像形成部Ｍにおいてマゼンタトナー像が形成されて転写ベルト４に転写され、シアン画像形成部Ｃにおいてシアントナー像が形成されて転写ベルト４に転写され、ブラック画像形成部Ｋにおいてブラックトナー像が形成されて転写ベルト４に転写される。
【００９３】
イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像はこれらが中間転写ベルト４上に重ねて転写されるタイミング形成される。
かくして転写ベルト４上に形成された多重トナー像は転写ベルト４の回動により２次転写ローラ５へ向け移動する。
【００９４】
一方、記録媒体Ｓが図示省略の記録紙供給部から引き出され、引き続きタイミングローラ対７１、７２により、ベルト４上の多重トナー像と同期をとって転写ベルト４と２次転写ローラ５との間に供給され、２次転写ローラ５にて該多重トナー像が記録媒体Ｓ上に２次転写される。その後記録媒体Ｓは定着装置６に通され、そこで多重トナー像が加熱加圧下に記録媒体Ｓに定着されて所定のカラー画像が記録媒体Ｓ上に形成される。さらにその後、記録媒体Ｓは機外へ排出される。
【００９５】
各画像形成部において１次転写後感光体１１上に残留する１次転写残トナー等はクリーナ１５により清掃除去される。また、２次転写後、転写ベルト４上に残留する２次転写残トナー等はクリーナＣＬにより清掃、回収される。
【００９６】
かかる各画像形成部の現像装置１４として、本発明に係る現像装置を採用できる。交流現像バイアス電圧、交流荷電バイアス電圧、交流除電バイアス電圧等は、必要に応じ、各画像形成部ごとに定めればよい。
【００９７】
図１９に示す画像形成装置Ｐ３は、ドラム型感光体１１０を有しており、その周囲には帯電装置１２０、イエロー現像装置１４Ｙ、マゼンタ現像装置１４Ｍ、シアン現像装置１４Ｃ及びブラック現像装置１４Ｋ、さらに、転写ローラ２０及びクリーナ１５０がこの順序で配置されている。
【００９８】
感光体１１０の上方には画像露光装置１３０が配置されており、下方には無端転写ベルト４０が配置されている。無端転写ベルト４０は、駆動ローラ３１０、従動ローラ３２０及び３３０に巻き掛けられている。前記の転写ローラ２０は転写ベルト４０を間にして感光体１１０に対向配置されている。
駆動ローラ３１０の部分で転写ベルト４０に２次転写ローラ５０が臨設されており、その上方に定着装置６０が配置されている。
【００９９】
この画像形成装置Ｐ３によると、四つの現像装置のうち少なくとも一つを用いて画像形成できる。四つの現像装置すべてを用いてフルカラー画像を形成する場合を例にとると、感光体１１０が図中時計方向に回転駆動され、帯電装置１２０にて感光体１１０表面が一様に所定電位に帯電せしめられ、該帯電域に画像露光装置１３０からイエロー画像用の画像露光が施され、感光体１１０上にイエロー用静電潜像が形成される。この静電潜像はイエロートナーを有する現像装置１４Ｙの現像バイアスが印加された現像ローラにて現像されて可視イエロートナー像となり、該トナー像が１次転写ローラ２０にて転写ベルト４０上に転写される。
【０１００】
同様にして、マゼンタ現像装置１４Ｍを用いてマゼンタトナー像が形成されて転写ベルト４０に転写され、シアン現像装置１４Ｃを用いてシアントナー像が形成されて転写ベルト４０に転写され、ブラック現像装置１４Ｋを用いてブラックトナー像が形成されて転写ベルト４０に転写される。
【０１０１】
イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像はこれらが中間転写ベルト４０上に重ねて転写されるタイミング形成される。
かくして転写ベルト４０上に形成された多重トナー像は転写ベルト４０の回動により２次転写ローラ５０へ向け移動する。
【０１０２】
一方、記録媒体Ｓが図示省略の記録紙供給部から引き出され、引き続きタイミングローラ対７１０、７２０により、ベルト４０上の多重トナー像と同期をとって転写ベルト４０と２次転写ローラ５０との間に供給され、２次転写ローラ５０にて該多重トナー像が記録媒体Ｓ上に２次転写される。その後記録媒体Ｓは定着装置６０に通され、そこで多重トナー像が加熱加圧下に記録媒体Ｓに定着されて所定のカラー画像が記録媒体Ｓ上に形成される。さらにその後、記録媒体Ｓは機外へ排出される。
【０１０３】
各色トナー像形成において１次転写後感光体１１０上に残留する１次転写残トナー等はクリーナ１５０により清掃除去される。また、２次転写後、転写ベルト４０上に残留する２次転写残トナー等は、２次転写終了後にベルト４０に当接されるクリーナＣＬ’により清掃される。
【０１０４】
かかる各色の現像装置として、本発明に係る現像装置を採用できる。交流現像バイアス電圧、交流荷電バイアス電圧、交流除電バイアス電圧等は、必要に応じ、各画像形成部ごとに定めればよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本発明は、像担持体上に形成される静電潜像の現像に供する現像剤の入れ替わり性を向上させること、ひいては、高画質の画像を形成することに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本発明に係る画像形成装置の１例の構成の概略を示す図である。
【図２】図１に示す画像形成装置における現像装置のバイアス印加装置の回路構成を示す図である。
【図３】図２の回路による交流現像バイアス電圧、交流荷電バイアス電圧及び交流除電バイアス電圧の波形例を示す図である。
【図４】バイアス制御部による制御の１例を示すフローチャートである。
【図５】バイアス制御部による制御の他の例を示すフローチャートである。
【図６】バイアス制御部による制御のさらに他の例を示すフローチャートである。
【図７】現像装置のバイアス印加装置の回路構成の他の例を示す図である。
【図８】図７の回路による交流現像バイアス電圧、交流荷電バイアス電圧及び交流除電バイアス電圧の波形例を示す図である。
【図９】現像装置のバイアス印加装置の回路構成のさらに他の例を示す図である。
【図１０】図９の回路による交流現像バイアス電圧、交流荷電バイアス電圧及び交流除電バイアス電圧の波形例を示す図である。
【図１１】現像ローラから感光体へのトナー移行を促進させる場合のバイアス波形例を示す図である。
【図１２】バイアス制御部による制御のさらに他の例を示すフローチャートである。
【図１３】バイアス制御部による制御のさらに他の例を示すフローチャートである。
【図１４】バイアス制御部による制御のさらに他の例を示すフローチャートである。
【図１５】バイアス制御部による制御のさらに他の例を示すフローチャートである。
【図１６】バイアス制御部による制御のさらに他の例を示すフローチャートである。
【図１７】本発明に係る現像装置の他の例の構成の概略を示す図である。
【図１８】本発明に係る画像形成装置の他の例の構成の概略を示す図である。
【図１９】本発明に係る画像形成装置のさらに他の例の構成の概略を示す図である。
【図２０】図２０（Ａ）は従来の現像装置回路例を示す図であり、図２０（Ｂ）は該回路によるバイアス波形を示す図である。
【符号の説明】
【０１０７】
Ｐ１  画像形成装置
ｔ    トナー
１００  感光体
２００  帯電装置
３００、３００’  現像装置
３０１  現像ローラ
３０２  現像装置ケース
３０３  現像剤供給ローラ
３０４  現像剤攪拌部材
３０５  現像剤規制部材
３０５’規制部材を兼ねる荷電部材
３０６  荷電部材
３０７  除電部材
４００  転写ローラ
５００  クリーナ
６００  イレーサ
７００  画像露光装置
８００  定着装置
９００  トナー補給装置
ＴＲ  タイミングローラ対
Ｓ  記録媒体
Ｂ１、Ｂ１’、Ｂ１”  現像バイアス印加装置
Ｂ２、Ｂ２’、Ｂ２”  荷電バイアス印加装置
Ｂ３、Ｂ３’、Ｂ３”  供給バイアス印加装置
ＤＣｏ  直流電源
ＡＣ１  交流電源
ＰＷ１  交流バイアス電源
Ｖ１  交流現像バイアス電圧
Ｖ２  交流荷電バイアス電圧
Ｖ３  交流除電バイアス電圧
Ｖ２ｄ  荷電バイアスのオフセット電位差
Ｖ３ｃ  除電バイアスのオフセット電位差
ｒ１、ｒ２      抵抗素子
ｄ１、ｄ１’、ｄ２、ｄ２’  ダイオード
ＤＣ１、ＤＣ１’、ＤＣ２、ＤＣ２’  直流電源
ＣＴ  制御部
ｔ  トナー
Ｐ２  画像形成装置
Ｙ  イエロー画像形成部
Ｍ  マゼンタ画像形成部
Ｃ  シアン画像形成部
Ｋ  ブラック画像形成部
１１  感光体
１２  帯電装置
１３  画像露光装置
１４  現像装置
１４１  現像ローラ
１５  クリーナ
２  １次転写ローラ
３１  駆動ローラ
３２  対向ローラ
４    無端転写ベルト
ＣＬ  クリーナ
５  ２次転写ローラ
６  定着装置
Ｐ３  画像形成装置
１１０  感光体
１２０  帯電装置
１４Ｙ  イエロー現像装置
１４Ｍ  マゼンタ現像装置
１４Ｃ  シアン現像装置
１４Ｋ  ブラック現像装置
２０  転写ローラ
１５０  クリーナ
１３０  画像露光装置
４０  無端転写ベルト
３１０  駆動ローラ
３２０、３３０  従動ローラ
５０  ２次転写ローラ
６０  定着装置
【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】
2006337883.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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