(57)【要約】【課題】現像器でトナーを回収する画像形成装置において、かぶりと画像ムラ、帯電帯の画像不良を低減可能とし、画像形成動作を繰り返し行っても、安定した高画質画像を得ること。【解決手段】像担持体１と、前記像担持体を帯電させる帯電部材３と、現像剤を担持する現像剤担持体２１を有し、前記現像剤担持体と前記像担持体との間にはギャップが設けられており、前記像担持体に形成される静電潜像を現像剤で現像する現像手段２と、前記現像剤担持体にバイアスを印加するバイアス印加手段８と、を有し、前記バイアス印加手段８は、静電潜像を現像する際、交流バイアスを印加し、前記現像手段２は前記像担持体から現像剤を回収でき、現像剤回収時に前記バイアス印加手段８が前記現像剤担持体２１に印加する交流バイアスの振幅は静電潜像現像時より大きいことを特徴とする画像形成装置。【選択図】図１
2004004732.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
前記像担持体を帯電させる帯電部材と、
現像剤を担持する現像剤担持体を有し、前記現像剤担持体と前記像担持体との間にはギャップが設けられており、前記像担持体に形成される静電潜像を現像剤で現像する現像手段と、
前記現像剤担持体にバイアスを印加するバイアス印加手段と、
を有し、前記バイアス印加手段は、静電潜像を現像する際、交流バイアスを印加し、前記現像手段は前記像担持体から現像剤を回収でき、現像剤回収時に前記バイアス印加手段が前記現像剤担持体に印加する交流バイアスの振幅は静電潜像現像時より大きいことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記バイアス印加手段が印加する交流バイアスは矩形波であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記バイアス印加手段が印加する交流バイアスには直流成分が含まれることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
現像剤はトナーと導電性粉体を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】
導電性粉体の帯電極性はトナーの帯電極性とは逆であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
像担持体と、
前記像担持体を帯電させる帯電部材と、
現像剤を担持する現像剤担持体を有し、前記現像剤担持体と前記像担持体との間にはギャップが設けられており、前記像担持体に形成される静電潜像を現像剤で現像する現像手段と、
前記現像剤担持体にバイアスを印加するバイアス印加手段と、
を有し、前記バイアス印加手段は、静電潜像を現像する際、交流バイアスを印加し、前記現像手段は前記像担持体から現像剤を回収でき、現像剤回収時に前記バイアス印加手段が前記現像剤担持体に印加する交流バイアスのデューティー比は静電潜像現像時とは異なることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
現像剤回収時に前記バイアス印加手段が前記現像剤担持体に印加する交流バイアスのデューティー比は、現像剤を前記現像剤担持体から前記像担持体に移動させる電位の割合が静電潜像現像時より多いことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記バイアス印加手段が印加する交流バイアスは矩形波であることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記バイアス印加手段が印加する交流バイアスには直流成分が含まれることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
現像剤はトナーと導電性粉体を有することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
導電性粉体の帯電極性はトナーの帯電極性とは逆であることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
像担持体と、
前記像担持体を帯電させる帯電部材と、
現像剤を担持する現像剤担持体を有し、前記現像剤担持体と前記像担持体との間にはギャップが設けられており、前記像担持体に形成される静電潜像を現像剤で現像する現像手段と、
前記現像剤担持体にバイアスを印加するバイアス印加手段と、
を有し、前記バイアス印加手段は、静電潜像を現像する際、交流バイアスを印加し、前記現像手段は前記像担持体から現像剤を回収でき、現像剤回収時に前記バイアス印加手段が前記現像剤担持体に印加する交流バイアスの周波数は静電潜像現像時より高いことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
前記バイアス印加手段が印加する交流バイアスは矩形波であることを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記バイアス印加手段が印加する交流バイアスには直流成分が含まれることを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
現像剤はトナーと導電性粉体を有することを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
【請求項１６】
導電性粉体の帯電極性はトナーの帯電極性とは逆であることを特徴とする請求項１５に記載の画像形成装置。
【請求項１７】
像担持体と、
前記像担持体を帯電させる帯電部材と、
前記帯電部材にバイアスを印加するバイアス印加手段であって、前記像担持体に静電潜像を形成する際に印加する第１のバイアスと、その第１のバイアスとは異なる第２のバイアスを印加できる第１バイアス印加手段と、
現像剤を担持する現像剤担持体を有し、前記現像剤担持体と前記像担持体との間にはギャップが設けられており、前記像担持体に形成される静電潜像を現像剤で現像する現像手段と、
静電潜像を現像する際、前記現像剤担持体に交流バイアスを印加する第２バイアス印加手段と、
を有し、前記第１バイアス印加手段が第２のバイアスを印加した時の前記像担持体の領域が現像位置を通過する際、前記第２バイアス印加手段は静電潜像現像時に印加する交流バイアスよりも大きな振幅の交流バイアスを印加することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１８】
前記第２バイアス印加手段が印加する交流バイアスは矩形波であることを特徴とする請求項１７に記載の画像形成装置。
【請求項１９】
前記第２バイアス印加手段が印加する交流バイアスには直流成分が含まれることを特徴とする請求項１７に記載の画像形成装置。
【請求項２０】
前記第１バイアス印加手段が印加する第１のバイアスは直流バイアスであり、第２のバイアスは交流バイアスであることを特徴とする請求項１７に記載の画像形成装置。
【請求項２１】
前記第１バイアス印加手段が印加する第２のバイアスは前記帯電部材から前記像担持体へ現像剤を吐き出す作用を有することを特徴とする請求項１７に記載の画像形成装置。
【請求項２２】
現像剤はトナーと導電性粉体を有することを特徴とする請求項１７に記載の画像形成装置。
【請求項２３】
導電性粉体の帯電極性はトナーの帯電極性とは逆であることを特徴とする請求項２２に記載の画像形成装置。
【請求項２４】
像担持体と、
前記像担持体を帯電させる帯電部材と、
前記帯電部材にバイアスを印加するバイアス印加手段であって、前記像担持体に静電潜像を形成する際に印加する第１のバイアスと、その第１のバイアスとは異なる第２のバイアスを印加できる第１バイアス印加手段と、
現像剤を担持する現像剤担持体を有し、前記現像剤担持体と前記像担持体との間にはギャップが設けられており、前記像担持体に形成される静電潜像を現像剤で現像する現像手段と、
静電潜像を現像する際、前記現像剤担持体に交流バイアスを印加する第２バイアス印加手段と、
を有し、前記第１バイアス印加手段が第２のバイアスを印加した時の前記像担持体の領域が現像位置を通過する際、前記第２バイアス印加手段は静電潜像現像時に印加する交流バイアスとは異なるデューティー比の交流バイアスを印加することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２５】
前記第１バイアス印加手段が第２のバイアスを印加した時の前記像担持体の領域が現像位置を通過する際、前記第２バイアス印加手段が前記現像剤担持体に印加する交流バイアスのデューティー比は、現像剤を前記現像剤担持体から前記像担持体に移動させる電位の割合が静電潜像現像時より多いことを特徴とする請求項２４に記載の画像形成装置。
【請求項２６】
前記第２バイアス印加手段が印加する交流バイアスは矩形波であることを特徴とする請求項２４に記載の画像形成装置。
【請求項２７】
前記第２バイアス印加手段が印加する交流バイアスには直流成分が含まれることを特徴とする請求項２４に記載の画像形成装置。
【請求項２８】
前記第１バイアス印加手段が印加する第１のバイアスは直流バイアスであり、第２のバイアスは交流バイアスであることを特徴とする請求項２４に記載の画像形成装置。
【請求項２９】
前記第１バイアス印加手段が印加する第２のバイアスは前記帯電部材から前記像担持体へ現像剤を吐き出す作用を有することを特徴とする請求項２４に記載の画像形成装置。
【請求項３０】
現像剤はトナーと導電性粉体を有することを特徴とする請求項２４に記載の画像形成装置。
【請求項３１】
導電性粉体の帯電極性はトナーの帯電極性とは逆であることを特徴とする請求項３０に記載の画像形成装置。
【請求項３２】
像担持体と、
前記像担持体を帯電させる帯電部材と、
前記帯電部材にバイアスを印加するバイアス印加手段であって、前記像担持体に静電潜像を形成する際に印加する第１のバイアスと、その第１のバイアスとは異なる第２のバイアスを印加できる第１バイアス印加手段と、
現像剤を担持する現像剤担持体を有し、前記現像剤担持体と前記像担持体との間にはギャップが設けられており、前記像担持体に形成される静電潜像を現像剤で現像する現像手段と、
静電潜像を現像する際、前記現像剤担持体に交流バイアスを印加する第２バイアス印加手段と、
を有し、前記第１バイアス印加手段が第２のバイアスを印加した時の前記像担持体の領域が現像位置を通過する際、前記第２バイアス印加手段は静電潜像現像時に印加する交流バイアスよりも高い周波数の交流バイアスを印加することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３３】
前記第２バイアス印加手段が印加する交流バイアスは矩形波であるすることを特徴とする請求項３２に記載の画像形成装置。
【請求項３４】
前記第２バイアス印加手段が印加する交流バイアスには直流成分が含まれることを特徴とする請求項３２に記載の画像形成装置。
【請求項３５】
前記第１バイアス印加手段が印加する第１のバイアスは直流バイアスであり、第２のバイアスは交流バイアスであることを特徴とする請求項３２に記載の画像形成装置。
【請求項３６】
前記第１バイアス印加手段が印加する第２のバイアスは前記帯電部材から前記像担持体へ現像剤を吐き出す作用を有することを特徴とする請求項３２に記載の画像形成装置。
【請求項３７】
現像剤はトナーと導電性粉体を有することを特徴とする請求項３２に記載の画像形成装置。
【請求項３８】
導電性粉体の帯電極性はトナーの帯電極性とは逆であることを特徴とする請求項３２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真記録方式や静電記録方式を用いた複写機やプリンタ等の画像形成装置に関し、特に現像器でトナーを回収する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７に、本発明を理解する上で参考となるクリーナーレスの電子写真画像形成装置の一例の概略構成を示した。
【０００３】
１は像担持体としての電子写真感光体であり、通常ドラム状（以下、感光ドラムと記す）とされ、矢印方向に所定の周速度にて回転駆動される。この回転感光ドラム１は一次帯電器３にて一様に帯電される。
【０００４】
本例において一次帯電器３は、感光ドラム１に接触する接触帯電部材として帯電ローラ（導電性ローラ）を用いた接触帯電器である。ａは帯電ニップ部である。この帯電ローラ３に対して電源６から直流電圧と交流電圧の所定の重畳電圧が印加されることで、感光ドラム１の周面が所定の極性・電位に一様に帯電処理される。
【０００５】
次に外部装置より入力された画像情報に対応して露光装置４より感光ドラム１上に露光位置ｂにおいて光照射を行い、潜像を形成する。
【０００６】
この感光ドラム１上の静電潜像は、現像装置２の現像部位ｃにおいて、一次帯電器３の印加電圧と同極性の摩擦帯電極性を有する現像剤（以下、トナーと記す）Ｔによりトナー像として可視像化される。
【０００７】
本例において現像装置２は磁性一成分現像装置である。この現像装置２は、トナー収納容器内のトナーＴをトナー送り部材２３で送り出し、固定磁石を内蔵した現像剤担持体（以下現像ローラという）２１を回転させると伴に、該現像ローラ表面の現像剤を規制する現像剤規制部材（以下現像ブレードという）２２によって摩擦帯電電荷を付与したトナー層を該現像ローラ２１の表面に形成する。感光ドラム１と現像ローラ２１は図中の矢印方向のように順方向に回転させ、両者の間には所定のギャップをもたせている。
【０００８】
現像ローラ２１には、電源８から直流電圧と交流電圧の重畳電圧が印加され、電荷付与した現像ローラ２１上のトナーを前記静電潜像に応じて感光ドラム１へ転移させることによってトナー像を形成して可視像化する。
【０００９】
そして、前記トナー像の形成と同期して、紙（転写材）Ｐをカセットからピックアップローラ１０からなる搬送手段によって搬送し、転写帯電器（転写ローラ）５にて前記トナー像は転写ニップ部ｄにおいて転写材Ｐに転写される。転写材Ｐは感光ドラム１より分離され、続いて定着装置９に搬送されて、トナー像が永久像として定着される。
【００１０】
また、転写帯電器５で転写されずに残った感光ドラム１上の現像剤Ｔは、次工程以降の現像時、即ち引き続き感光ドラム１を帯電し、露光して潜像を形成し、磁性一成分現像装置２において、トナー像を形成する際、それと同時に磁性一成分現像装置２に回収する。これを「現像同時クリーニング」と呼ぶ。
【００１１】
ここで、現像同時クリーニングの機構について説明する。すなわち、前記転写手段後に感光ドラム上に残留したトナーを次工程以降の現像時、即ち引き続き感光体を帯電し、潜像を形成し、該潜像の現像時にかぶり取りバイアス（現像手段に印加する直流電圧と感光ドラムの表面電位の電位差であるかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋ）によって回収する方法である（例えば、特許文献１〜６参照）。
【００１２】
一般にクリーナーレスシステムと呼ばれるこの方法によれば、転写残トナーは現像手段に回収されて次工程以降に再用されるため、廃トナーをなくし、メンテナンスに手を煩わせることも少なくすることができる。
【００１３】
また、クリーナーレスであることから、スペース面での利点も大きく、画像形成装置を大幅に小型化できるようになる。
【００１４】
また、帯電手段には直接注入機構を用いている。これは、中抵抗の接触帯電部材が感光ドラムに接触して、直接感光体表面に電荷注入を行うものである。
【特許文献１】
特開平１０−３０７４５６号公報
【特許文献２】
特開平１１−６５２３４号公報
【特許文献３】
特開２００１−１８８４０５号公報
【特許文献４】
特開２００１−１８８４５４号公報
【特許文献５】
米国特許第６００２９００号明細書
【特許文献６】
米国特許第６４３８３３１号明細書
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、現像器でのトナー回収が充分ではなく、かぶりという画像不良が発生し易い。また、画像形成動作を繰り返し行った際、かぶりの増加や、画像ムラ、そして、遮光と呼ばれる画像不良が発生してしまう場合があった。
【００１６】
本発明者らの検討によって明らかとなった、画像不良の発生及び増加の原因を以下に示す。
【００１７】
ａ）かぶり
まず、かぶりについて説明する。接触帯電部材を使用しているため、転写手段部にて転写材に転写されずに感光ドラム上に取り残される転写残トナーは、一度接触帯電部材に取り込まれることになる。一般的にトナーは絶縁物質であるため、接触帯電部材にトナーが多量に存在すると、帯電不良の原因になってしまう。そこで、接触帯電部材にバイアスを印加して、入り込んだ転写残トナーを再度感光ドラムへ戻している。その後、現像手段まで到達した転写残トナーは、現像手段による回収バイアスによって、現像器内に戻される。
【００１８】
しかし、すべての転写残トナーが現像器内に戻されない。この戻されない転写残トナーが感光ドラム上に残留してしまうため静電潜像部以外の場所でもトナーが存在し、かぶりという画像不良を発生させる。
【００１９】
また、画像形成動作を繰り返していくと、トナーに付着されているシリカ等の外添剤が剥がれたりするトナー劣化が生じ、トナー自体の帯電能力が落ちてしまう。すると、転写残トナーも発生し易くなり、現像手段における回収工程で回収効率が低下してしまう。その結果、かぶりの発生頻度が増加してしまうのである。
【００２０】
ｂ）画像ムラ
次に、画像ムラについて説明する。
【００２１】
接触帯電部材に吐き出しバイアスを印加していてもそれに取り込まれたすべてのトナーを吐き出せない。そのため、画像形成動作を繰り返し行うと、接触帯電部材に転写残トナーが蓄積されてゆく。一般的にトナーは絶縁物であるため、接触帯電部材と感光ドラムの接触部に存在してしまうと、感光ドラム表面の帯電がさえぎられてしまう。その結果、感光ドラム上のトナー像にムラが生じてしまい、その部分が、画像ムラと呼ばれる画像不良となる。この画像ムラは、帯電部材に転写残トナーが蓄積されていくと非常に発生し易い。
【００２２】
ｃ）遮光
次に、遮光について説明する。これは、帯電後の感光ドラム表面上にトナー等の粒子が多量に存在すると、露光を遮ってしまう。そのため、遮られた位置にはトナー像が形成されないという画像不良である。
【００２３】
本発明は上述の課題に鑑み成されたものであり、その目的は、画像不良を抑えられる画像形成装置を提供することにある。
【００２４】
本発明の他の目的は、現像器による現像剤の回収効率が優れている画像形成装置を提供することにある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の幾つかの代表的な構成を下記する。
【００２６】
（１）像担持体と、
前記像担持体を帯電させる帯電部材と、
現像剤を担持する現像剤担持体を有し、前記現像剤担持体と前記像担持体との間にはギャップが設けられており、前記像担持体に形成される静電潜像を現像剤で現像する現像手段と、
前記現像剤担持体にバイアスを印加するバイアス印加手段と、
を有し、前記バイアス印加手段は、静電潜像を現像する際、交流バイアスを印加し、前記現像手段は前記像担持体から現像剤を回収でき、現像剤回収時に前記バイアス印加手段が前記現像剤担持体に印加する交流バイアスの振幅は静電潜像現像時より大きいことを特徴とする画像形成装置。
【００２７】
（２）像担持体と、
前記像担持体を帯電させる帯電部材と、
現像剤を担持する現像剤担持体を有し、前記現像剤担持体と前記像担持体との間にはギャップが設けられており、前記像担持体に形成される静電潜像を現像剤で現像する現像手段と、
前記現像剤担持体にバイアスを印加するバイアス印加手段と、
を有し、前記バイアス印加手段は、静電潜像を現像する際、交流バイアスを印加し、前記現像手段は前記像担持体から現像剤を回収でき、現像剤回収時に前記バイアス印加手段が前記現像剤担持体に印加する交流バイアスのデューティー比は静電潜像現像時とは異なることを特徴とする画像形成装置。
【００２８】
（３）像担持体と、
前記像担持体を帯電させる帯電部材と、
現像剤を担持する現像剤担持体を有し、前記現像剤担持体と前記像担持体との間にはギャップが設けられており、前記像担持体に形成される静電潜像を現像剤で現像する現像手段と、
前記現像剤担持体にバイアスを印加するバイアス印加手段と、
を有し、前記バイアス印加手段は、静電潜像を現像する際、交流バイアスを印加し、前記現像手段は前記像担持体から現像剤を回収でき、現像剤回収時に前記バイアス印加手段が前記現像剤担持体に印加する交流バイアスの周波数は静電潜像現像時より高いことを特徴とする画像形成装置。
【００２９】
（４）像担持体と、
前記像担持体を帯電させる帯電部材と、
前記帯電部材にバイアスを印加するバイアス印加手段であって、前記像担持体に静電潜像を形成する際に印加する第１のバイアスと、その第１のバイアスとは異なる第２のバイアスを印加できる第１バイアス印加手段と、
現像剤を担持する現像剤担持体を有し、前記現像剤担持体と前記像担持体との間にはギャップが設けられており、前記像担持体に形成される静電潜像を現像剤で現像する現像手段と、
静電潜像を現像する際、前記現像剤担持体に交流バイアスを印加する第２バイアス印加手段と、
を有し、前記第１バイアス印加手段が第２のバイアスを印加した時の前記像担持体の領域が現像位置を通過する際、前記第２バイアス印加手段は静電潜像現像時に印加する交流バイアスよりも大きな振幅の交流バイアスを印加することを特徴とする画像形成装置。
【００３０】
（５）像担持体と、
前記像担持体を帯電させる帯電部材と、
前記帯電部材にバイアスを印加するバイアス印加手段であって、前記像担持体に静電潜像を形成する際に印加する第１のバイアスと、その第１のバイアスとは異なる第２のバイアスを印加できる第１バイアス印加手段と、
現像剤を担持する現像剤担持体を有し、前記現像剤担持体と前記像担持体との間にはギャップが設けられており、前記像担持体に形成される静電潜像を現像剤で現像する現像手段と、
静電潜像を現像する際、前記現像剤担持体に交流バイアスを印加する第２バイアス印加手段と、
を有し、前記第１バイアス印加手段が第２のバイアスを印加した時の前記像担持体の領域が現像位置を通過する際、前記第２バイアス印加手段は静電潜像現像時に印加する交流バイアスとは異なるデューティー比の交流バイアスを印加することを特徴とする画像形成装置。
【００３１】
（６）像担持体と、
前記像担持体を帯電させる帯電部材と、
前記帯電部材にバイアスを印加するバイアス印加手段であって、前記像担持体に静電潜像を形成する際に印加する第１のバイアスと、その第１のバイアスとは異なる第２のバイアスを印加できる第１バイアス印加手段と、
現像剤を担持する現像剤担持体を有し、前記現像剤担持体と前記像担持体との間にはギャップが設けられており、前記像担持体に形成される静電潜像を現像剤で現像する現像手段と、
静電潜像を現像する際、前記現像剤担持体に交流バイアスを印加する第２バイアス印加手段と、
を有し、前記第１バイアス印加手段が第２のバイアスを印加した時の前記像担持体の領域が現像位置を通過する際、前記第２バイアス印加手段は静電潜像現像時に印加する交流バイアスよりも高い周波数の交流バイアスを印加することを特徴とする画像形成装置。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００３３】
〈実施例１〉
本実施例１における画像形成装置を図１に示す。この画像形成装置は前述した図７の画像形成装置と同様に、帯電手段が接触帯電部材として帯電ローラ３を用いた接触帯電器であり、現像手段が磁性一成分現像装置である、現像同時クリーニング方式（クリーナーレス）の電子写真プリンタである。図７の画像形成装置と同じ構成部材・部分には同一の符号を付して再度の説明を省略する。
【００３４】
（１−１）画像形成装置１００内の主要部材
本実施例の画像形成装置において、帯電部材としての帯電ローラ３は、芯金上に弾性部材であるゴムあるいは発泡体の１０４〜１０７Ω・ｃｍ程度の抵抗を持つ中抵抗層を形成することにより形成される。中抵抗層は樹脂、硫化剤、発泡剤等により処方され、ローラ状に形成した。
【００３５】
像担持体としての感光ドラム１は、導電性（アルミニウム）のドラム基体上に、下引き層、荷電発生層、荷電輸送層の順に重ねて塗工された有機感光体ドラムである。
【００３６】
現像剤担持体としての現像ローラ２１は、固定した複数のＮ・Ｓ極を持つマグネットロールを内蔵した非磁性体の現像ローラとした。現像ローラ２１にはアルミ素管上にコート剤を施し適度な粗さを設けている。
【００３７】
トナー規制部材としての現像ブレード２２は、弾性部材であるウレタンと金属板金を張り合わせた板状部材の現像ブレードとした。
【００３８】
転写手段５は、導電性及び弾性の転写ローラとした。
【００３９】
また、本実施例の画像形成装置においては、感光ドラム１、帯電ローラ３、現像装置２の３つのプロセス機器を一括して画像形成装置本体に対して着脱自在のプロセスカートリッジ５０としてある。
【００４０】
帯電ローラ３に対する帯電バイアス印加用の電源６（第１バイアス印加手段）は、第１電源６ａと第２電源６ｂを備え、スイッチ６ｃにより該両電源の切換えがなされる。スイッチ６ｃが第１電源６ａ側に切換えられることで帯電ローラ３には所定の直流バイアスが印加される。スイッチ６ｃが第２電源６ｂ側に切換えられることで帯電ローラ３には直流電圧と交流電圧の所定の重畳バイアスが印加される。
【００４１】
また現像ローラ２１に対する現像バイアス印加用の電源８（第２バイアス印加手段）は、第１電源８ａと第２電源８ｂを備え、スイッチ８ｃにより該両電源の切換えがなされる。スイッチ８ｃが第１電源８ａ側に切換えられることで現像ローラ２１には直流電圧と交流電圧の所定の重畳バイアスが印加される。スイッチ８ｃが第２電源６ｂ側に切換えられることで現像ローラ２１には第１電源８ａとは異なる直流電圧と交流電圧の所定の重畳バイアスが印加される。
【００４２】
上記帯電バイアス印加用の電源６の電源切換えスイッチ６ｃと、上記現像バイアス印加用の電源８の電源切換えスイッチ８ｃの切換え制御は不図示の制御回路により所定のシーケンスプログラムに従って関連してなされる。
【００４３】
（１−２）画像形成装置の構成
感光ドラム１は矢印方向に所定の周速度にて回転駆動される。帯電ローラ３は感光ドラム１に対して所定の押圧力を持って当接させ、所定幅の帯電ニップ部ａを形成させて配設してある。この帯電ニップ部ａにおいて感光ドラム１の回転方向に対してカウンター方向に周速差にして１５０％の速さで回転駆動させる。
【００４４】
画像形成時において、帯電バイアス印加用の電源６の電源切換えスイッチ６ｃは第１電源６ａ側に切換え制御されて帯電ローラ３には−６００Ｖの直流帯電バイアスが印加され、感光ドラム表面が所定の帯電電位に一様に帯電される。
【００４５】
そして、この帯電した感光ドラム１に対して光学手段４からレーザー光をカートリッジ枠体５１に設けられた露光開口部５２を介して露光して静電潜像を形成し、該静電潜像を現像手段である現像装置２によってトナー像として可視化する。
【００４６】
この現像装置２は一成分磁性ネガトナーを用いたジャンピング現像方式の反転現像装置である。トナー収納容器内のトナーＴをトナー攪拌部材２３で送り出し、現像ローラ２１を回転させると共に、該現像ローラ表面のトナーを規制する現像ブレード２２によって摩擦帯電電荷を付与したトナー層を該現像ローラ２１の表面に形成し、そのトナーを前記静電潜像に応じて感光ドラム１へ転移させることによってトナー像を形成して可視像化する。感光ドラムと現像ローラの間にはギャップがあり、現像ローラ上の現像剤層と感光ドラムも接触していない。現像ローラに交流バイアスを印加することで現像ローラ上の現像剤は感光ドラムに向かって転移する。
【００４７】
そして、転写バイアス印加用の電源７から転写ローラ５に前記トナー像と逆極性の電圧を印加してトナー像を紙Ｐに転写する。
【００４８】
転写されずに感光ドラム１上に残留したトナーは現像装置２によって、現像装置内に回収される。
【００４９】
（１−３）画像形成装置１００の特性
画像形成装置１００において、画像形成動作を繰り返し行うことによって、感光ドラム１表面には転写残トナーが存在してくる。この転写残トナーにおいて、以下に示す特性がある。
【００５０】
図２に帯電ローラを通過後現像手段前までの感光ドラム上のかぶりトナー（以下、現像前のかぶりと呼ぶ）と、現像手段を通過後転写手段前までの感光ドラム上のかぶりトナー（以下、現像後のかぶりと呼ぶ）の関係を示す。実線が現像ローラに印加する交流バイアスの振幅Ｖｐｐが１３００Ｖの場合であり、破線（点線）が９００Ｖのときである。このかぶりは、ある一定枚数を印字した後、全面白画像印字中に感光ドラムを強制停止させ、その時の感光ドラム表面を反射方式のカブリ測定器　ＤＥＮＳＩＴＯＭＥＴＥＲ　ＴＣ−６ＤＳ（東京電飾（株）製）を用いて計測した。
【００５１】
図２から、現像前のかぶりが少ないＡのときは、Ｖｐｐが１３００Ｖより、９００Ｖのときの方が現像後のかぶりは少ない。つまり、感光ドラム上がきれいなときは、かぶりの影響が大きく、現像バイアスの振幅が大きいほど、かぶりが多い結果となる。それに対し、現像前のかぶりが多いＢのときは、Ｖｐｐが９００Ｖより、１３００Ｖのときの方が現像後のかぶりは少ない。これは、以下のような現象であると推測する。
【００５２】
まず、現像バイアスの振幅が大きくなるほど、トナーはそれ自体の帯電量（以下、トリボと呼ぶ）が小さくても感光ドラム上に飛翔される。しかし、トリボが小さいトナーは感光ドラム表面との相互作用で、現像器（現像ローラ）側にもどるのに必要な力が作用せず、そのまま、感光ドラム上にとどまり、かぶりトナーになり易い。よって、現像前のかぶりが少ないとき、すなわち、感光ドラム表面付着しているトナーが元々少ない時に振幅が大きい１３００Ｖのバイアスを印加するときれいな感光ドラム表面を汚してしまう作用が大きく、現像後のかぶりは多くなる。
【００５３】
しかし、現像バイアスの振幅が大きくなるほど、現像器から感光ドラムへ飛翔するトナー量が多い。そして、現像器側へ飛翔する電位がかかるとき、現像器から飛翔してきたトナーが感光ドラムに概存していたトナーを引き連れて現像器側に戻っていく。いわゆる粉圧によって感光ドラム上のトナーは現像器に戻される。よって、９００Ｖより１３００Ｖの方の粉圧が高いため、現像前のかぶりが多いとき、すなわち、感光ドラム表面に付着しているトナーが多い時に振幅が大きい１３００Ｖのバイアスを印加すると汚れた感光ドラム表面をクリーニングする作用が大きく、現像後のかぶりは少なくなる。つまり、感光ドラム上にトナーが多量にある場合、粉圧回収力が大きいほど、現像後のかぶりが減少することになる。
【００５４】
（１−４）本実施例の画像形成装置の動作及びバイアス値
上記現象を基に本実施例のバイアスを決定している。帯電能力を維持し、且つかぶりを抑えるためには、帯電ローラ上のトナーを適切に吐き出し、吐き出されたトナーをほとんど現像器に回収させる必要がある。ただし、感光ドラム上に多量にトナーを吐き出してしまうと、回収できない場合があるため、帯電部材からトナーを吐き出すバイアスと、現像装置の回収バイアスには、それぞれ最適なバイアス値が存在することが解る。これらを考慮して、帯電ローラ上のトナー吐き出し時の帯電部材の吐き出しバイアス振幅を１００Ｖ（−６２０Ｖ〜−７２０Ｖ）、さらに、そのバイアスに合わせて、感光ドラムからトナーを回収する（清掃する）際の現像装置のトナー回収バイアスの振幅を１３００Ｖ（＋２００Ｖ〜−１１００Ｖ）とした。
【００５５】
本実施例における現像バイアスと帯電バイアスの動作を図３に示す。また、画像形成時、清掃時の帯電バイアス及び現像バイアスの値を表１に示す。また、図３において、帯電から現像までの位相をずらして表している。更に図８に画像形成時と清掃時の、帯電バイアスと現像バイアスのバイアス波形を示す。
【００５６】
この画像形成時と清掃時の帯電バイアスと現像バイアスの変更は、帯電バイアス印加用の電源６の電源切換えスイッチ６ｃと、現像バイアス印加用の電源８の電源切換えスイッチ８ｃが不図示の制御回路により所定のシーケンスプログラムに従って関連して切換えられることでなされる。
【００５７】
図３に示すように、帯電バイアスが画像形成時から清掃時に移るときに、表１に示すような交流電圧を追加させるのと連動して、現像バイアスの交流振幅を増加させている。なお、清掃時における帯電バイアス波形を矩形波、周波数を２００Ｈｚとし、清掃時及び画像形成時における現像バイアス波形を矩形波、周波数を１８００Ｈｚとした。
【００５８】
【表１】
2004004732.tif 000003
【００５９】
（１−５）本実施例におけるバイアス決定理由
表１に示すバイアス値及び波形を決定するにあたり以下の事情を考慮した。
【００６０】
▲１▼．バイアスリークによる欠陥画像
現像ローラと感光ドラム間に電圧を印加するとき、高電圧を印加するとリーク現象が発生し、感光ドラム上のトナー像に欠陥が生じる場合がある。
【００６１】
本実施例の画像形成装置において、特に、７０ｋＰａ程度の低気圧雰囲気下では、全面黒画像印字中の現像バイアス交流振幅が約９５０Ｖでリーク現象が発生した。
【００６２】
また、同様の条件における全面白画像印字中において約１３５０Ｖでリーク現象が発生した。
【００６３】
これを考慮して、最適な画像を出力するために画像形成時の交流振幅を９００Ｖ、清掃時を１３００Ｖとした。
【００６４】
▲２▼．粉圧回収効率
前述したように、現像器が感光ドラム上のトナーの回収を行う際、粉圧を高める方が回収効率がよい。そのとき、現像バイアス波形が三角波、正弦波のように徐々に切り替わるものよりも、矩形波のように急激に切り替わるものの方が好ましい。そこで、本実施例においては、矩形波とした。
【００６５】
（１−６）実施例１の効果
図４に本実施例の画像形成装置と、従来構成の画像形成装置における通紙枚数と画像かぶりの関係を示す。
【００６６】
ここで述べる従来構成とは、帯電部材の吐き出しバイアスを印加したとき、現像バイアスの変化を行わないものである。すなわち、感光ドラムからトナーを回収する時の現像バイアスが画像形成時と同じ場合である。
【００６７】
図４に示すように、従来構成において通紙枚数が増えるごとにかぶりの値は急激に増加していく。それに対し、本実施例の画像形成装置では、多少増加するもののかぶりを低減することができている。
【００６８】
さらに、画像を評価すると、画像ムラも低減することができた。
【００６９】
この実験の差を以下のように考察する。
【００７０】
通紙枚数が増加すると、転写残トナーが帯電ローラに蓄積し、清掃時に帯電器から吐き出されるトナーも増加する。この時、感光ドラム上では図２のＢ付近の状態であるため、現像バイアスの交流振幅が９００Ｖのままでは、感光ドラム上のトナーを回収しきれず、現像後かぶりも多い。そして、さらに通紙枚数が増すに連れ感光ドラム上に残るトナーも増し、かぶりが急激に増加してしまう。
【００７１】
また、清掃時だけでなく画像形成時もトナー回収性の良い交流振幅−１３００Ｖにすると、前述したバイアスリークによる欠陥画像が発生し易くなるため使用できない。
【００７２】
それに対して本実施例においては、画像形成時は−４５０Ｖの直流成分と、Ｖｐｐ＝９００Ｖの交流成分を重畳した交流バイアスを用いてバイアスリークが発生しないようにし、清掃時には−４５０Ｖの直流成分と、Ｖｐｐ＝１３００Ｖの交流成分を重畳した交流バイアスを用いてバイアスリークの発生を防止しつつ、粉圧回収の効果によって、結果的に９００Ｖの時よりも現像後かぶりが減少する。つまり、帯電バイアスの変化と連動して現像バイアスを変化させることで、画像形成時の画質を補償しつつ、清掃時に吐き出しトナー量が増した分だけ回収能力を上げ、現像位置通過後に感光ドラム上に残るトナーをできるだけ少量にしている。その結果、耐久枚数が増してもかぶりが発生しにくい。また、感光ドラム上の概存トナーをできるだけ少量にすることは、帯電ローラと感光ドラムの間に存在するトナーが少量であることになる。そのため、上記したような帯電不良による画像ムラを従来の構成よりも低減させることができた。これにより、画像形成動作を繰り返し行っても、安定した高画質画像を提供することができた。
【００７３】
（１−７）実施例１−２
本実施例において、帯電吐き出しバイアスに連動して、現像の交流電圧振幅を大きく変化させることで、言い換えると粉圧回収力を大きくすることで、かぶり、遮光等の画像不良を低減できた。本発明者らの実験によれば、交流振幅だけでなく、現像電圧の交流電圧積分平均値（デューティー比：（Ａ／Ａ＋Ｂ）×１００（％）、図１２参照）や周波数を変化させることで、粉圧回収力を増加でき、かぶりや画像ムラ、遮光を低減可能である。
【００７４】
清掃時に帯電吐き出しバイアスと連動して現像印加電圧のデューティー比を高める。そうすることで、粉圧回収力を高め、かぶり、遮光等の画像不良を低減できた。下表２に実施例１−２におけるバイアス値を示す。また、画像形成時と清掃時のバイアス波形を図９に示す。表２及び図９に示すように、清掃時に現像ローラに印加するバイアスのデューティー比を画像形成時の５０％から６５％に上げている。すなわち、トナーを現像ローラから感光ドラムに移動させる電位の割合を画像形成時より多くしている。
【００７５】
【表２】
2004004732.tif 000004
【００７６】
（１−８）実施例１−３
清掃時に帯電吐き出しバイアスと連動して現像印加電圧の周波数を高める。そうすることで、かぶり、遮光等の画像不良を低減できた。下表３に実施例１−３におけるバイアス値を示す。また、画像形成時と清掃時のバイアス波形を図１０に示す。
【００７７】
【表３】
2004004732.tif 000005
【００７８】
（１−９）実施例１−４
更に上記した現像バイアス変化成分である振幅、デューティー比、周波数をすべて組み合わせた場合では、かぶり、遮光、画像ムラをより一層低減することができた。下表４に実施例１−４におけるバイアス値を示す。また、画像形成時と清掃時のバイアス波形を図１１に示す。
【００７９】
【表４】
2004004732.tif 000006
【００８０】
〈実施例２〉
図５は本実施例における画像形成装置の概略構成図である。本実施例における画像形成装置は、前記実施例１の画像形成装置（図１）との対比において、現像装置２の現像剤としてトナーＴに所定の割合で導電性粉体Ｃ（帯電極性はトナーと逆極性）を混合したものを用いた点で異なり、その他の装置構成は実施例１の画像形成装置と同じである。実施例１に係るものと同一の機能を有するものについては同一符号を付しその説明を省略する。
【００８１】
本実施例２において、現像装置２の現像剤Ｔに混合した導電性粉体Ｃは感光ドラム１面の静電潜像の現像時にトナーと共に感光ドラム１面に付着し、感光ドラムの回転で転写ニップ部ｄを通って帯電ニップ部ａに持ち運ばれて帯電ローラ３の面に捕獲されることで帯電ローラ３の周面に供給される。この導電性粉体Ｃは帯電ローラと感光ドラムのニップ部に介在して帯電促進材として機能し、クリーナーレス方式において、画像形成動作を繰り返し行っても安定した感光ドラム帯電機構を可能にするものである。
【００８２】
本実施例の画像形成装置の構成及び動作については、実施例１と同様であるために省略する。本実施例２で使用する感光ドラム、帯電ローラ及び、導電性粉体に関して、以下に説明する。
【００８３】
（２−１）感光ドラム１
感光ドラム１は、アルミドラム基体上に下引き層、電荷発生層、電荷輸送層、の順に重ねて塗工された有機感光体ドラムに、さらに電荷注入層を塗布することにより、帯電性能を向上させたものである。
【００８４】
（２−２）帯電ローラ３
接触帯電部材としての帯電ローラ３は、芯金と芯金の外周に同心一体となるようローラ状に形成した抵抗１０４〜１０７Ω程度の抵抗をもつ発泡体を用いて形成されている。そして、装置使用開始前に予め帯電ローラに導電性粉体Ｃを０．２ｇ塗布し、感光ドラム１に対して周速１５０％の速さでカウンター方向に回転させている。
【００８５】
（２−３）導電性粉体Ｃ
導電性粉体Ｃの材質として、導電性酸化亜鉛を用いている。ただし、このほかに、他の金属酸化物などの導電性無機粉体が使用可能である。粒子抵抗は粒子を介した電荷の授与を行うため、比抵抗として１０６Ω・ｃｍであり、平均粒径は３μｍである。
【００８６】
導電性粉体Ｃの帯電特性の測定は、試料管にフッ素コート樹脂９ｇと導電性粉体１ｇを混ぜ、約３０回振ることで、導電性粉体を帯電させ、その帯電量を測定する。そして、同様の測定をトナーとフッ素コート樹脂で行い、トナーの帯電量に対する極性を測定した。本実施例の導電性粉体はトナーと逆極性の傾向を示した。
【００８７】
そのため、現像バイアスとして直流成分−４５０Ｖ、交流成分Ｖｐｐ＝９００Ｖの重畳バイアスを印加した場合、現像剤中でトナーに付着していない導電性粉体は、現像ローラ２１から感光ドラム１へ６００Ｖのコントラスト（｜Ｖｍｉｎ−Ｖｄ｜＝（｜０−（−６００）｜））をもって非画像領域（電位Ｖｄ＝−６００Ｖ）へ飛翔する。また、トナーＴに付着している導電性粉体はトナーと共に７３０Ｖのコントラスト（｜Ｖｍａｘ−Ｖｌ｜＝（｜−９００−（−１７０）｜））をもって露光領域（電位Ｖｌ＝−１７０Ｖ）へ飛翔する。
【００８８】
これら感光ドラム１へ飛翔した導電性粉体Ｃは、トナーの帯電極性とは逆極性であるため転写工程後、転写残トナーと伴に感光ドラム１上に残留する。その後感光ドラム１に対してカウンター方向に回転する帯電ローラ３の表面にその多くを供給することができる。このようにして、装置使用開始前に予め帯電ローラ３に塗布してある導電性粉体Ｃが画像形成動作を繰り返すことによって減少しても、現像装置２内から導電性粉体を供給するため帯電性能を維持できるのである。なお、導電性粉体が逆極性でなくとも、帯電量がトナーに対して極少の場合は転写材に転写されずに帯電ローラへ供給され帯電ローラによる帯電に寄与する。
【００８９】
本実施例２の画像形成装置の動作及び電圧値は実施例１と同様である。
【００９０】
（２−４）実施例２−１
帯電ローラ３に吐き出しバイアスを印加するのと同期して、現像バイアス交流振幅を大きくした場合について説明する。バイアス値は表１と同値である。
【００９１】
上記したように、帯電ローラにはトナーと導電性粉体が混在しているため、帯電ローラに吐き出しバイアスを印加すると、トナーと導電性粉体が同時に感光ドラム上に吐き出される。この時、帯電ローラ３と感光ドラム１のニップ間に良好な帯電を作り出すために必要な導電性粉体Ｃの量が足りなくなる場合がある。
【００９２】
そこで、現像バイアスの交流振幅を大きくすることで、トナーの回収能力を高めると同時に、導電性粉体の供給を高めることができる。それにより、帯電ローラ３と感光ドラム１のニップ間に十分な導電性粉体量を供給でき、安定した帯電能力を維持することが可能となる。
【００９３】
清掃時の現像交流電圧振幅において、リーク限界振幅値をＶｏｖｅｒとするならば、使用する振幅値は０．８×Ｖｏｖｅｒ〜０．９９×Ｖｏｖｅｒが好ましい。
【００９４】
（２−５）実施例２−２
次に、帯電ローラに吐き出しバイアスを印加するのと同期して、現像バイアスの積分平均値（デューティー比）を変化させた場合について説明する。バイアス値は表２と同値である。
【００９５】
前記したように、トナーはネガ性、導電性粉体はポジ性を示すために、トナー単体における帯電性能よりも、トナーと導電性粉体を混ぜ合わせた場合の帯電性能の方が劣る。そのため、帯電ローラに吐き出しバイアスを印加させ、感光ドラム上にトナーと導電性粉体とが混在している状態では、現像器内への回収能力もトナー単体の時よりも劣る。しかし、現像器側のトナーが感光ドラムへ飛翔する時間を長くするように、現像の回収バイアスの積分平均値を変化させることで、感光ドラム上のトナーと導電性粉体をより回収させることができる。これは、現像器から来るトナーが、感光ドラムに概存するトナー及び導電性粉体を引き連れて、再度現像器側に飛翔しているためと考えられる。
【００９６】
この効果は、本実施例のようにトナーと導電性粉体の混在した画像形成装置に特に有効である。
【００９７】
実施例１においては、トナー単体の画像形成装置であり、現像の交流積分平均値を変化させた時の現像剤回収率は、交流積分平均値を変化させない場合に比べ１．２倍増加したのに対し、本実施例２の導電性粉体とトナーが混在した画像形成装置における現像の交流積分平均値を変化させた時の現像剤回収率は、交流積分平均値を変化させない場合に比べ２．２倍増加した。
【００９８】
感光ドラム上の非露光部の電位をＶｄとするならば、現像の交流積分平均値Ｖｄｃを０Ｖ＜｜Ｖｄ−Ｖｄｃ｜≦２５０Ｖの範囲になるように、デューティー比を調節するのが好ましい。｜Ｖｄ−Ｖｄｃ｜＞２５０Ｖの場合、現像ローラ上のトナーを感光ドラムへ飛ばすための電位差が小さくなり、現像ローラと感光ドラムとの間におけるトナーの往復運動量が少なくなる。そのため、感光ドラム上の残トナーを十分現像容器内に回収できない恐れがある。さらに、現像ローラ上の導電性粉体を感光ドラムへ飛ばすための電位差が大きくなり、現像容器内の導電性粉体が過剰に感光ドラムへ供給されてしまい、耐久後半に導電性粉体不足による帯電不良を生じてしまう恐れがあるので、現像の交流積分平均値Ｖｄｃは０Ｖ＜｜Ｖｄ−Ｖｄｃ｜≦２５０Ｖの範囲が好ましい。
【００９９】
（２−６）実施例２−３
次に、帯電ローラに吐き出しバイアスを印加するのと同期して、現像バイアスの周波数を変化させた場合について説明する。バイアス値は表３と同値である。
【０１００】
現像ローラ２１上のトナーＴもしくは導電性粉体Ｃのほとんどは、印加電圧が切り替わった瞬間に飛翔する。そのため、周波数を大きくして飛翔回数を増やすことで、感光ドラム上のトナーを現像装置に回収する能力を高めることができる。ただし、周波数が大きすぎると、現像ローラ上のトナーが感光ドラム表面へとどく前に現像ローラ側へ引き戻されてしまうため、現像ローラと感光ドラムとの間におけるトナーの往復運動量が少なくなる。そのため、感光ドラム上の残トナーを十分現像容器内に回収できない恐れがある。望ましくは、良好な画像を得ることができている画像形成時の現像バイアスの周波数をｆ１、清掃時の周波数をｆ２とするならば、
１．０×ｆ１＜ｆ２≦１．５×ｆ１
の範囲になるようにｆ２を変化させるのが好ましい。さらに、上記の周波数のｆ２を用いることで、現像時と清掃時の高圧回路基板を同一のもので行えるため、周波数の変化による回路基板のコストアップを抑えることができる。
【０１０１】
（２−７）実施例２−４
また、上記した現像バイアス変化成分である振幅、デューティー比、周波数をすべて組み合わせた場合では、かぶり、遮光、画像ムラをより一層低減可能とする。バイアス値は表４と同値である。
【０１０２】
上記のような特性を示す導電性粉体として、トナーと逆極性に帯電し、粒子抵抗が１０−１Ω・ｃｍ〜１０９Ω・ｃｍであり、重量平均粒径が０．５μｍ〜１０μｍであることが望ましい。
【０１０３】
〈本発明を用いない他の構成との比較〉
以下の比較例で用いた画像形成装置は実施例１のものと同様であり、清掃時における現像バイアスシーケンスが従来の技術と同様のものである。なお、実施例の番号は上述の実施例に対応している。
【０１０４】
（比較例１）
清掃時に帯電吐き出しバイアス印加無し、現像バイアス変化無し。
【０１０５】
（比較例２）
清掃時に帯電吐き出しバイアス（−６２０Ｖから−７２０Ｖ）を印加して、現像バイアス変化無し。
【０１０６】
（比較例３）
清掃時に帯電吐き出しバイアス印加無し、現像回収バイアス（交流振幅を９００Ｖから１３００Ｖに増加する）を印加するもの。
【０１０７】
（実施例１）
清掃時に帯電吐き出しバイアス（−６２０Ｖから−７２０Ｖ）を印加するのと同期して、現像回収バイアスを変化したもの（交流振幅を９００Ｖから１３００Ｖに増加する）。
【０１０８】
（実施例１−２）
清掃時に帯電吐き出しバイアス（−６２０Ｖから−７２０Ｖ）を印加するのと同期して、現像回収バイアスを変化したもの（デューティー比を５０％から６５％に増加する）。
【０１０９】
（実施例１−３）
清掃時に帯電吐き出しバイアス（−６２０Ｖから−７２０Ｖ）を印加するのと同期して、現像回収バイアスを変化したもの（交流周波数を１８００Ｈｚから２５００Ｈｚに増加する）。
【０１１０】
（実施例１−４）
清掃時に帯電吐き出しバイアス（−６２０Ｖから−７２０Ｖ）を印加するのと同期して、現像回収バイアスを変化したもの（交流振幅を９００Ｖから１３００Ｖに増加する、デューティー比を５０％から６５％に増加する、交流周波数を１８００Ｈｚから２５００Ｈｚに増加する）。
【０１１１】
（実施例２−１）
導電性粉体を有する現像剤を用いた画像形成装置において、清掃時に帯電吐き出しバイアス（−６２０Ｖから−７２０Ｖ）を印加するのと同期して、現像回収バイアスを変化したもの（交流振幅を９００Ｖから１３００Ｖに増加する）。
【０１１２】
（実施例２−２）
導電性粉体を有する現像剤を用いた画像形成装置において、清掃時に帯電吐き出しバイアス（−６２０Ｖから−７２０Ｖ）を印加するのと同期して、現像回収バイアスを変化したもの（デューティー比を５０％から６５％に増加する）。
【０１１３】
（実施例２−３）
導電性粉体を有する現像剤を用いた画像形成装置において、清掃時に帯電吐き出しバイアス（−６２０Ｖから−７２０Ｖ）を印加するのと同期して、現像回収バイアスを変化したもの（交流周波数を１８００Ｈｚから２５００Ｈｚに増加する）。
【０１１４】
（実施例２−４）
導電性粉体を有する現像剤を用いた画像形成装置において、清掃時に帯電吐き出しバイアス（−６２０Ｖから−７２０Ｖ）を印加するのと同期して、現像回収バイアスを変化したもの（交流振幅を９００Ｖから１３００Ｖに増加する、デューティー比を５０％から６５％に増加する、交流周波数を１８００Ｈｚから２５００Ｈｚに増加する）。
【０１１５】
（比較実験結果）
実験方法：室温３２．５℃、湿度８０％の環境下において、印字率４％の画像を２０００枚通紙した後にサンプル画像を評価した。
【０１１６】
１：紙上かぶり評価
かぶりとは、本来印字しない白部（未露光部）においてトナーが現像されてしまい地汚れのように紙上に現れる画像不良である。かぶり量は上述の測定器ＤＥＮＳＩＴＯＭＥＴＥＲ　ＴＣ−６ＤＳを用いてグリーンフィルタによる光学反射率を測定し、紙のみの反射率から差し引いた反射量を求め、かぶり量とした。この際、紙上を１０点以上測定しその平均値を求めた。
【０１１７】
◎・・・１％未満
○・・・１％〜３％
△・・・３％〜５％
×・・・５％以上
２：遮光評価
遮光とは、帯電ローラ後の感光ドラム表面上にトナー等の粒子が多量に存在すると、露光を遮ってしまう。そのため、遮られた位置にはトナー像が形成されないという画像不良である。
【０１１８】
遮光量は、横線１ドット１スペースのハーフトーン画像において目視評価とした。
【０１１９】
◎・・・確認できない
○・・・多少確認できるがほとんど目立たない
△・・・全体的にやや目立つ
×・・・かなり目立つ
３：画像ムラ
画像ムラとは帯電部材に吐き出しバイアスを印可していてもそれに取り込まれたすべてのトナーを吐き出せない。そのため、画像形成動作を繰り返し行うと、帯電部材に転写残トナーが蓄積されてゆく。一般的にトナーは絶縁物であるため、帯電部材と感光ドラムの接触部に存在してしまうと、感光ドラム表面の帯電がさえぎられてしまう。その結果、感光ドラム上のトナー像にムラが生じてしまい、その部分が、画像ムラと呼ばれる画像不良となる。この画像ムラは、帯電部材に転写残トナーが蓄積されていくと非常に発生し易い。
【０１２０】
遮光量は、横線１ドット２スペースのハーフトーン画像において目視評価とした。
【０１２１】
◎・・・確認できない
○・・・多少確認できるがほとんど目立たない
△・・・全体的にやや目立つ
×・・・かなり目立つ
比較実験結果を以下表５に示す。
【０１２２】
【表５】
2004004732.tif 000007
【０１２３】
比較例１、２、３において、いずれも通紙枚数５００枚前後から、帯電部材のトナー汚れが目立つようになり、画像ムラ、かぶりが悪くなりはじめ、２０００枚後には、画像不良がかなり目立つ状態であった。
【０１２４】
実施例１、１−２、１−３において、帯電部材は汚れが目立つものの比較例と比べると、上記画像不良を低減できていた。
【０１２５】
また、実施例１−４においては、かぶり、遮光に関しては発明の効果がかなり見られた。
【０１２６】
実施例２−１〜２−４は導電性粉体を用いたことによって、実施例１−１〜１−４よりも画像ムラの低減が可能となった。そして、実施例２−４においては、すべての画像不良を低減できていることが解る。
【０１２７】
〈他の実施形態〉
１）上述の実施例では感光ドラム上において、帯電バイアスの印加領域と現像バイアスの印加領域が１００％重なっているが、帯電バイアスの変化領域内に現像バイアスの変化部分が存在していることで、かぶり、及び遮光を低減可能である。以下に図６を用いて説明する。
【０１２８】
図６は清掃時、帯電バイアスの変化部分に対する現像バイアスの変化部分の状態を示した。
【０１２９】
Ａは、上述の実施例に示した構成であり、帯電バイアスの変化部分と現像バイアスの変化部分とが１００％重なっているものである。
【０１３０】
また、Ｂは現像バイアス変化部分の前半が重なっており、Ｃは後半部分が重なっている。
【０１３１】
そして、Ｄは帯電バイアス変化部分に現像バイアス変化部分が含まれているものである。
【０１３２】
また、Ｅは現像バイアス変化部分内に帯電バイアス変化部分が含まれているものである。
【０１３３】
上記した５つのパターンＡ〜Ｅすべてにおいて、本実施例で述べた効果を得ることができる。
【０１３４】
ただし、ＢからＤに関して、現像バイアスの変化部分の３０％以上重なっていることで効果が現れ、５０％以上が帯電バイアスの変化部分に重なっていることが望ましい。そして、Ｅに関して、重なっていない部分において、かぶりが発生する場合があるため、帯電バイアス変化部分の１５０％以下であることが望ましい。
【０１３５】
２）帯電部材において、実施例のようなローラ形状及び接触方式に限らず、ブラシ、ブレード等の形状であったり、非接触等であったりする帯電部材を有する画像形成装置においても、清掃時に帯電バイアスを変化させて、帯電部材に蓄積したトナー等の粒子を感光ドラムへ再度戻す構成であるならば、帯電バイアスの変化と連動して、現像のバイアスを変化させることで、本実施例と同じような効果を出すことが可能である。
【０１３６】
３）静電潜像形成のための露光手段としては、実施形態例の様にデジタル的な潜像を形成するレーザー走査露光手段４に限定されるものではなく、通常のアナログ的な画像露光やＬＥＤなどの他の発光素子でも構わないし、蛍光燈等の発光素子と液晶シャッター等の組み合わせによるものなど、画像情報に対応した静電潜像を形成できるものであるなら構わない。
【０１３７】
４）像担持体は静電記録誘電体等であっても良い。この場合は、該誘電体面を所定の極性・電位に一様に一次帯電した後、除電針ヘッド、電子銃等の除電手段で選択的に除電して目的の静電潜像を書き込み形成する。
【０１３８】
５）転写手段はローラ転写に限られず、ベルト転写、コロナ転写などにすることもできる。転写ドラムや転写ベルト等の中間転写体（中間被転写部材）などを用いて、単色画像ばかりでなく、多重転写等により多色やフルカラー画像を形成する画像形成装置であってもよい。
【０１３９】
６）直接注入帯電は接触帯電部材から被帯電体部分に電荷が直接移動することをその帯電機構とするから、接触帯電部材が十分に被帯電体表面に接触する必要があり、被帯電体に対して接触帯電部材を周速差を持たせて回転させることが望ましい。接触帯電部材と被帯電体との速度差は、具体的には接触帯電部材面を移動駆動して被帯電体との間に速度差を設けることになる。好ましくは接触帯電部材を回転駆動し、さらにその回転方向は被帯電体表面の移動方向とは逆方向に回転するように構成するのがよい。接触帯電部材面を被帯電体表面の移動方向と同じ方向に移動させて速度差をもたせることも可能であるが、直接注入帯電の帯電性は被帯電体の周速と接触帯電部材の周速の比に依存するため、逆方向と同じ周速比を得るには順方向では接触帯電部材の回転数が逆方向の時に比べて大きくなるので、接触帯電部材を逆方向に移動させる方が回転数の点で有利である。ここで記述した周速比は周速比（％）＝（接触帯電部材周速−被帯電体周速）／被帯電体周速×１００である（接触帯電部材周速は接触部において接触帯電部材表面が被帯電体表面と同じ方向に移動するとき正の値である）。
【０１４０】
７）帯電部材や現像剤担持部材に印加するバイアスの交番電圧成分（ＡＣ成分、周期的に電圧値が変化する電圧）の波形としては、正弦波、矩形波、三角波等適宜使用可能である。直流電源を周期的にオン／オフすることによって形成された矩形波であってもよい。また、交流波形を生成する手段としては、上述した直流電源と交流電源を用いるものに限らず、直流電源だけで生成しても良い。
【０１４１】
本発明は上述の実施例にとらわれるものではなく、技術思想内の変形例を含むものである。
【０１４２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、現像器でトナーを回収する画像形成装置において、かぶりと画像ムラ、帯電帯の画像不良を低減可能とし、画像形成動作を繰り返し行っても、安定した高画質画像を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に係る画像形成装置の構成説明図である。
【図２】本発明の実施例１に係る現像前かぶりと現像後かぶりの関係を示す図である。
【図３】本発明の実施例１に係る現像バイアスと帯電バイアスの動作を示す図である。
【図４】本発明の実施例１の画像形成装置と、従来の画像形成装置における通紙枚数と画像かぶりの関係を示す図である。
【図５】本発明の実施例２に係る画像形成装置の構成説明図である。
【図６】本実施例にかかる帯電バイアス変化部分と現像バイアス変化部分のパターンを示した図である。
【図７】本発明を理解する上で参考となる電子写真装置の概略構成図である。
【図８】実施例１及び２の帯電バイアス波形と現像バイアス波形を示した図である。
【図９】実施例１−２及び２−２の現像バイアス波形を示した図である。
【図１０】実施例１−３及び２−３の現像バイアス波形を示した図である。
【図１１】実施例１−４及び２−４の現像バイアス波形を示した図である。
【図１２】現像バイアスのデューティー比を説明するための図である。
【符号の説明】
１００：画像形成装置
１　　：感光ドラム
２　　：現像装置
３　　：帯電部材
４　　：露光手段
５　　：転写部材
６、８：高圧電源
２１　：現像ローラ
２２　：トナー規制部材
Ｔ　　：磁性トナー
Ｃ　　：導電性粉体
【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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