(57)【要約】【課題】階調γ特性の直線性を高め、ハイライト部濃度を濃く再現すると同時にシャドウ部がつぶれることなく再現させ、地かぶりの少ない画像を形成する。【解決手段】現像剤担持体に直流成分と交流成分を重畳した現像バイアスを印加する画像形成方法において、前記交流成分の１周期は、トナーを像担持体から現像剤担持体に剥離させる剥離方向の電界を形成する第１の時間Ｔ１と、トナーを現像剤担持体から像担持体に転移させる現像方向の電界を形成する第２の時間Ｔ２と、トナーを像担持体から現像剤担持体側に剥離させる剥離方向の電界を形成する第３の時間Ｔ３と、トナーを現像剤担持体から像担持体に転移させる現像方向の電界を形成する第４の時間Ｔ４とからなり、（Ｔ１＋Ｔ２）＞（Ｔ３＋Ｔ４）の関係を満足するように設定する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤担持体に直流成分と交流成分を重畳した現像バイアスを印加する画像形成方法において、前記交流成分の１周期は、トナーを像担持体から現像剤担持体に剥離させる剥離方向の電界を形成する第１の時間Ｔ１と、トナーを現像剤担持体から像担持体に転移させる現像方向の電界を形成する第２の時間Ｔ２と、トナーを像担持体から現像剤担持体側に剥離させる剥離方向の電界を形成する第３の時間Ｔ３と、トナーを現像剤担持体から像担持体に転移させる現像方向の電界を形成する第４の時間Ｔ４とからなり、（Ｔ１＋Ｔ２）＞（Ｔ３＋Ｔ４）の関係を満足するように設定することを特徴とする画像形成方法。
【請求項２】
第１の時間Ｔ１と第２の時間Ｔ２の電圧の振幅よりも第３の時間Ｔ３と第４の時間Ｔ４の電圧の振幅を大に設定することを特徴とする請求項１記載の画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、像担持体上に形成された静電潜像にトナーを付着させて顕像化するプリンタ、複写機、ファクシミリ装置などの電子写真方式の画像形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現像剤担持体に直流成分と交流成分を重畳した現像バイアスを印加して像担持体上の静電潜像を現像する方法は、例えば特公昭５８−３２３７７号公報、特開平４−５６９７６号公報等により従来周知である。
【０００３】
図１は、従来の現像バイアスの印加方法を説明するための図であり、像担持体を−６００Ｖに帯電し画像部電位を−７０Ｖにし負帯電トナーで現像する場合の現像バイアスの波形を示している。この現像バイアスの１周期は、像担持体に付着したトナーを離脱させて現像剤担持体側に剥離させる現像抑制側の時間ｔ１と、トナーを現像剤担持体から像担持体に転移させる現像促進側の時間ｔ２からなっている。この方法では、現像部に形成された振動電界によりトナーが像担持体に繰り返し付着、離脱し、像担持体と現像剤担持体間の間隔の増大等による振動電界の減衰に伴い、最終的に静電潜像にトナーが付着残存して現像が行われる。
【０００４】
【特許文献１】特公昭５８−３２３７７号公報
【特許文献２】特開平４−５６９７６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図２は、図１の現像バイアスにおいて、周波数１ｋＨｚ、３ｋＨｚ、振幅Ｖｐｐ＝１６００Ｖ、ＤＣ成分平均電位Ｖａｖｇ＝−２００Ｖに設定した場合の階調γ特性を示し、図３は、デューティ比ＡＣＤｕｔｙ４０％でのコントラス電位（画像部電位Ｖｓ−Ｖａｖｇ）γ特性、図４および図５は周波数３ｋＨｚ、デューティ比ＡＣＤｕｔｙ４０％、６０％、８０％でのコントラス電位γ特性および階調γ特性を示している。なお、デューティ比ＡＣＤｕｔｙは、ｔ１／（ｔ１＋ｔ２）×１００（％）で定義している。
【０００６】
図２によれば、高周波数３ｋＨｚでは、階調γ特性がリニアでなくＳ字状となりハイライト部の濃度が低くシャドウ部はつぶれ、低周波数１ｋＨｚでは、階調γ特性がリニアになり、ハイライト部濃度が強くシャドウ部がつぶれることなく良好な階調性を示すが、一方で図３に示すように、高周波数３ｋＨｚでは、非画像電位での地かぶりは少ないが、低周波数１ｋＨｚでは、非画像電位での地かぶりが多くなるという問題を有している。
【０００７】
この問題に対して上記特許文献２においては、現像促進側の電圧時間積と抑制側の電圧時間積の比によって解決しようとしているが、単一の周波数でデューティ比を変えた場合、図４に示すように、地かぶりが増えることはないが、図５に示すように、階調γ特性の直線性を高めることはできず、ハイライト部濃度を濃くすることは困難であるという欠点を有している。
【０００８】
すなわち、単に周波数の変更やデューティ比の変更では、▲１▼ハイライト部の再現性が高く直線性の高い階調γ特性と、▲２▼非画像部のトナー付着のない画像形成の両立が困難であった。
本発明は、上記従来の問題を解決するものであって、階調γ特性の直線性を高め、ハイライト部濃度を濃く再現すると同時にシャドウ部がつぶれることなく再現させ、地かぶりの少ない画像形成を可能する画像形成方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そのために本発明の画像形成方法は、現像剤担持体に直流成分と交流成分を重畳した現像バイアスを印加する画像形成方法において、前記交流成分の１周期は、トナーを像担持体から現像剤担持体に剥離させる剥離方向の電界を形成する第１の時間Ｔ１と、トナーを現像剤担持体から像担持体に転移させる現像方向の電界を形成する第２の時間Ｔ２と、トナーを像担持体から現像剤担持体側に剥離させる剥離方向の電界を形成する第３の時間Ｔ３と、トナーを現像剤担持体から像担持体に転移させる現像方向の電界を形成する第４の時間Ｔ４とからなり、（Ｔ１＋Ｔ２）＞（Ｔ３＋Ｔ４）の関係を満足するように設定することを特徴とする。
また、第１の時間Ｔ１と第２の時間Ｔ２の電圧の振幅よりも第３の時間Ｔ３と第４の時間Ｔ４の電圧の振幅を大に設定することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図６は本発明の１実施形態である現像バイアスを説明するための図である。
【００１１】
現像バイアスは、振幅Ｖｐｐの交流成分と、平均電位Ｖａｖｇの直流成分とを重畳しており、前記交流成分の１周期は、トナーを像担持体から現像剤担持体側に剥離させる剥離方向の電界を形成する第１の時間Ｔ１と、この第１の時間Ｔ１に続き、トナーを現像剤担持体から像担持体に転移させる現像方向の電界を形成する第２の時間Ｔ２と、この第２の時間Ｔ２に続き、トナーを像担持体から現像剤担持体側に剥離させる剥離方向の電界を形成する第３の時間Ｔ３と、この第３の時間Ｔ３に続き、トナーを現像剤担持体から像担持体に転移させる現像方向の電界を形成する第４の時間Ｔ４とからなり、（Ｔ１＋Ｔ２）＞（Ｔ３＋Ｔ４）の関係を満足するように設定し、以下、この１周期を繰り返すように設定している。
【００１２】
このような現像バイアスを印加すると、第１の時間Ｔ１と第２の時間Ｔ２の間は低周波数部分に相当し、第３の時間Ｔ３と第４の時間Ｔ４の間は高周波数部分に相当し、低周波数部と高周波数部とが繰り返されて印加されるため、すなわち、低周波数によるハイライト部の再現性が高く直線性の高い階調γ特性と、高周波数による非画像部のトナー付着のない画像形成の両立を可能にするために、低周波数と高周波数とを時間軸上で組み合わせているため、低周波数によるハイライト部の再現性が高く直線性の高い階調γ特性と、高周波数による非画像部のトナー付着のない画像形成の両立が可能となる。
【００１３】
図７は、図６の現像バイアスを現像剤担持体に印加するための制御系の構成図である。ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭは現像制御手段に接続されており、現像制御手段の基本波形設定手段において、タイマ１〜４に設定されたＴ１〜Ｔ４の時間によって基本タイミング信号を発生し、現像バイアス発生手段に出力する。また、現像制御手段の出力値設定手段により、交流成分の振幅Ｖｐｐと直流成分の平均電位Ｖａｖｇを設定し、現像バイアス発生手段に出力する。現像バイアス発生手段は、基本波形とＶｐｐおよびＶａｖｇに基づいて現像バイアスを発生し、現像剤担持体に現像バイアスを印加するように構成している。
【００１４】
（実施例１）
感光体画像部電位Ｖｓ＝−７０Ｖに対して、現像バイアスの交流成分を、Ｔ１＝６００μｓｅｃ、Ｔ２＝４００μｓｅｃ、Ｔ３＝２００μｓｅｃ、Ｔ４＝１３３μｓｅｃ、Ｖｐｐ＝１６００Ｖ（±８００Ｖ）に設定し、直流成分の平均電位Ｖａｖｇを−３７０Ｖから＋６５０Ｖまで変化させて画像濃度を測定して、図８に示すコントラス電位γ特性を得た。
【００１５】
図８に示すように、コントラス電位１００Ｖで十分な画像濃度１．４５が得られており、感光体の画像部電位−７０Ｖに対して現像バイアス直流成分の平均電位Ｖａｖｇを−１７０Ｖに設定することで十分な画像濃度が得られる特性を有している。
【００１６】
また、図８に示すように、現像バイアス直流成分の平均電位Ｖａｖｇに対して−４００Ｖの電位差を感光体電位Ｖｓに設定することで地かぶりが十分に低減された画像となった。通常、地かぶりとして求められる品質は紙と同じ濃度０．１１であり、濃度が０．１１に飽和した電位からさらに２００Ｖの電位差が必要となる（通常、地かぶりとして求められる品質の領域では濃度測定器は感度がない）。従って、現像バイアス直流成分の平均電位Ｖａｖｇ＝−１７０Ｖに対して感光体の非画像部電位を−５７０Ｖに設定することで地かぶりのない画像が得られる。
【００１７】
さらに、上記感光体の画像部および非画像部電位において、６００ｄｐｉ１ドットラインがとぎれることなく再現できる露光エネルギー量として０．３μＪ／ｃｍ２を設定し、１６段階の面積階調パターンにて画像濃度を測定して、図９に示す階調γ特性を得た。実施例１によれば、従来例の周波数３ｋＨｚ、ＡＣＤｕｔｙ＝６０％に対して階調γ特性の直線性が高まり、ハイライト部である階調番号１、２に十分な再現性が得られ、また、シャドウ部も階調番号１３まで再現できた。
【００１８】
図１０は、本発明の他の実施形態である現像バイアスを説明するための図である。前記実施形態においては、第１の時間Ｔ１と第２の時間Ｔ２の電圧の振幅Ｖｐｐと第３の時間Ｔ３と第４の時間Ｔ４の電圧の振幅Ｖｐｐを同一にしているが、本実施形態においては、前記実施形態の構成に加えて、第１の時間Ｔ１と第２の時間Ｔ２の電圧の振幅Ｖｐｐ１よりも第３の時間Ｔ３と第４の時間Ｔ４の電圧の振幅Ｖｐｐ２を大に設定している。これにより、低周波数部と高周波数部の強度を調整することができ、前記した両立の最適ポイントに設定することができる。
【００１９】
（実施例２）
感光体画像部電位Ｖｓ＝−７０Ｖに対して、現像バイアスの交流成分を、Ｔ１＝６００μｓｅｃ、Ｔ２＝４００μｓｅｃ、Ｔ３＝２００μｓｅｃ、Ｔ４＝１３３μｓｅｃ、Ｖｐｐ１＝１４００Ｖ（±７００Ｖ）、Ｖｐｐ２＝１６００Ｖ（±８００Ｖ）に設定し、直流成分の平均電位Ｖａｖｇを−３７０Ｖから＋６５０Ｖまで変化させて画像濃度を測定して、図１１に示すコントラス電位γ特性を得た。
【００２０】
図１１に示すように、コントラス電位１３０Ｖで十分な画像濃度１．４５が得られており、感光体の画像部電位−７０Ｖに対して現像バイアス直流成分の平均電位Ｖａｖｇを−２００Ｖに設定することで十分な画像濃度が得られる特性を有している。
【００２１】
また、図１１に示すように、現像バイアス直流成分の平均電位Ｖａｖｇに対して−３５０Ｖの電位差を感光体電位Ｖｓに設定することで地かぶりが十分に低減された画像となった。従って、現像バイアス直流成分の平均電位Ｖａｖｇ＝−２００Ｖに対して感光体の非画像部電位を−５５０Ｖに設定することで地かぶりのない画像が得られる。
【００２２】
さらに、上記感光体の画像部および非画像部電位において、６００ｄｐｉ１ドットラインがとぎれることなく再現できる露光エネルギー量として０．３μＪ／ｃｍ２を設定し、１６段階の面積階調パターンにて画像濃度を測定して、図９に示す階調γ特性を得た。実施例２によれば、従来例の周波数３ｋＨｚ、ＡＣＤｕｔｙ＝６０％に対して階調γ特性の直線性が高まり、ハイライト部である階調番号１、２に十分な再現性が得られ、また、シャドウ部も階調番号１３まで再現できた。
【００２３】
このように本実施例の波形によって、階調γ特性の直線性を高め、ハイライト部濃度を濃く再現すると同時にシャドウ部がつぶれることなく再現させ、かつ、実施例１よりも小さな現像バイアス直流成分の平均電位Ｖａｖｇと感光体電位非画像部との電位差で地かぶりの少ない画像形成が可能となった。
【００２４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、階調γ特性の直線性を高め、ハイライト部濃度を濃く再現すると同時にシャドウ部がつぶれることなく再現させ、地かぶりの少ない画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の現像バイアスの印加方法を説明するための図である。
【図２】従来の方式よる階調γ特性を示す図である。
【図３】従来の方式によるコントラス電位γ特性を示す図である。
【図４】従来の方式によるコントラス電位γ特性を示す図である。
【図５】従来の方式による階調γ特性を示す図である。
【図６】本発明の１実施形態である現像バイアスを説明するための図である。
【図７】本発明における制御系の構成図である。
【図８】実施例１におけるコントラス電位γ特性を示す図である。
【図９】実施例１、２における階調γ特性を示す図である。
【図１０】本発明の他の実施形態である現像バイアスを示す図である。
【図１１】実施例２におけるコントラス電位γ特性を示す図である。
【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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