(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体の１回転中に帯電、露光及び異なる色のトナーによる現像を複数回繰り返して前記像担持体上にカラー画像を形成する画像形成装置において、
キャリアに拘束されていない前記トナーを使用して正規現像で現像を行なう現像手段を備え、
ｎ（ｎ≧２）回目の均一帯電は、（ｎ−１）回目の現像に使用するトナーの比電荷がｎ回目の現像で使用するトナーの比電荷とほぼ同じになる範囲で行なう
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、前記現像手段は、トナーを移相電界によってホッピングさせて現像をするＥＨ現像装置であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記トナーの比電荷ｑ/ｍは後の現像に使用するトナーほど小さいことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置において、最終回の現像に使用するトナーの比電荷は、それより前に現像されたトナーの比電荷とほぼ同じであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置において、前記像担持体は電荷発生層が表面側にある感光体である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】
本発明は画像形成装置に関し、像担持体の１回転で色重ねで画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、プリンタ／ファックス／複写機複合機等の各種画像形成装置として、像担持体（以下、「感光体」ともいう。）を帯電させ、静電潜像を形成して、この静電潜像に着色体などの粉体（本明細書では「トナー」という。）を付着させて現像し、トナー像を被記録媒体に転写する電子写真プロセスを用いる画像形成装置が知られている。
【０００３】
このような電子写真方式の画像形成装置において、現在、フルカラーの画像形成装置は、一つの像担持体（感光体）を４回転させて、一回転ごとに、均一帯電、画像露光、カラートナー（シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックトナー）による各色の現像を行なって、感光体上に一色のトナー像を形成した後、位置を合わせて中間転写体又は被記録媒体への転写を行なうか、四個の感光体を並置して、それぞれの感光体に、均一帯電、画像露光、カラートナー（シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックトナー）による現像を行なって、各感光体上に一色ずつのトナー像を形成した後、このトナー像を中間転写体又は被記録媒体に位置を合わせて転写してフルカラー画像を作成している。
【０００４】
しかしながら、１感光体４回転方式で画像を形成するとプリント速度が遅くなるという問題がある。また、４感光体並置方式（タンデム方式）で画像を形成すると、装置が複雑で大型化し、コストも高くなるという問題がある。
【０００５】
そこで、１つの感光体の一回転の間に感光体上に各色の像を重ねる色重ね方式（以下、この方式を「１感光体１回転色重ね方式）という。）が提案されている（なお、１感光体４回転による感光体上色重ね方式もあるが、やはり速度が遅くなるという不都合がある。）。この１感光体１回転色重ね方式では、ベルト状又はドラム状の感光体の側面に、均一帯電器、画像露光器、現像器の組み合わせを４組並べて、各組で、それぞれ、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックのトナー画像を形成する。そのとき、１感光体４回転方式や４感光体並置方式と異なり、感光体上に形成したトナー像を、被記録媒体や中間転写体に転写することなく残したままで、次の色の画像を形成するために均一帯電、画像露光、現像に入る。
【０００６】
この方式は、反転現像により実用化されている。反転現像とは、例えば、感光体ドラム又はベルトを−７００Ｖに均一帯電し、画像露光で画像を形成する個所を露光してその部分の電位を−１００Ｖに下げ、−４００Ｖの現像バイアスが印加された現像器で負帯電トナーを表面電位−１００Ｖの露光部に静電力で付着させるものである。このような反転現像については種々の提案がなされている。
【０００７】
なお、従来の画像形成装置において、トナーを移相電界によって搬送して現像を行なう現像装置としては特許文献１に記載のようなものが、スコロトロン帯電器を用いて帯電を行なう帯電装置としては特許文献２に記載のようなものが知られている。
【特許文献１】特開２００３−２０２７５２号公報
【特許文献２】特許第３３８５００８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した反転現像に対して、先の現像時に負帯電トナーに代えて正帯電トナーを使用すると、正帯電トナーは、表面電位−７００Ｖの非露光部に静電力で付着する。そのため、画像露光時に、画像を形成すべき部分を残して地肌部分を露光すれば、この方式でもトナー画像を形成することができる。この現像方法を「正規現像」と呼ぶ。
【０００９】
ところが、上述した１感光体１回転色重ね方式には正規現像が使用されていない。その理由は、当業界の技術者には自明なことであるが、それは、トナーの帯電極性がトナーの色ごとに、正確には、何番目に現像されたかで変わって、その結果、トナーの色ごとの転写率が異なって正確な色再現ができなくなるからである。
【００１０】
たとえば、画像形成の順番を、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックとし、感光体の帯電極性をマイナス、トナーの帯電極性をプラスとすると、最初に現像されたイエロートナーはその後３回もマイナス帯電されるので、その帯電極性は大きくマイナスに反転する。一方、最後に現像されたブラックトナーの帯電極性はプラスのままである。
【００１１】
この状態でも、転写前に、一度、マイナス又はプラスの均一帯電を行なってトナーの帯電極性をマイナス又はプラスに統一しておけば４色トナーの一括転写は可能である。例えば、従前、正負に帯電した赤黒トナーを使用する二色複写機はこのようにして二色コピーを作成していたのである。
【００１２】
しかしながら、この場合は、片方のトナー、例えば、赤色トナーの転写率が少々悪くともまったく問題にならなかったが、フルカラーコピーの場合には、一色でも、転写率が悪いと色相が変わるので画像品質が大きな影響を受けることになる。このため、従来多くの１感光体１回転色重ね方式の画像形成装置に関する提案がなされているものの正規現像は使用されていないのである。
【００１３】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、１感光体１回転色重ね方式を正規現像で行なうときに後続の均一帯電でトナーの極性反転を生じない画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、
像担持体の１回転中に帯電、露光及び異なる色のトナーによる現像を複数回繰り返して前記像担持体上にカラー画像を形成する画像形成装置において、
キャリアに拘束されていない前記トナーを使用して正規現像で現像を行なう現像手段を備え、
ｎ（ｎ≧２）回目の均一帯電は、（ｎ−１）回目の現像に使用するトナーの比電荷がｎ回目の現像で使用するトナーの比電荷とほぼ同じになる範囲で行なう
構成とした。
【００１５】
ここで、現像手段は、トナーを移相電界によってホッピングさせて現像をするＥＨ現像装置である構成とできる。また、トナーの比電荷ｑ/ｍは後の現像に使用するトナーほど小さい構成とできる。また、最終回の現像に使用するトナーの比電荷は、それより前に現像されたトナーの比電荷とほぼ同じである構成とできる。さらに、像担持体は電荷発生層が表面側にある感光体である構成とできる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る画像形成装置によれば、キャリアに拘束されていないトナーを使用して正規現像を行なう現像手段を備え、ｎ（ｎ≧２）回目の均一帯電は、（ｎ−１）回目の現像に使用するトナーの比電荷がｎ回目の現像で使用するトナーの比電荷とほぼ同じになる範囲で行なう構成としたので、後続の帯電でトナーの帯電極性が反転することを防止でき、正規現像を適用した１感光体１回転色重ね方式による画像形成が可能になり、画像品質も向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。先ず、本発明に係るカラー画像を形成可能な画像形成装置の一例について図１及び図２を参照して説明する。なお、図１は同画像形成装置の構成図、図２は同画像形成装置の現像装置の構成図である。
【００１８】
この画像形成装置は、ベルト状感光体（ＯＰＣ）からなる像担持体１と、この像担持体１の周回方向（矢示方向）に沿って上流側から下流側に配置した、イエローの像を形成するために像担持体１を一様に帯電（均一帯電）させる帯電装置２Ｙ、像担持体１上に書込み装置３Ｙによって形成された潜像にイエローのトナーを付着させて現像する現像装置４Ｙと、マゼンタの像を形成するために像担持体１を一様に帯電させる帯電装置２Ｍ、像担持体１上に書込み装置３によって形成された潜像にマゼンタのトナーを付着させて現像する現像装置４Ｍと、シアンの像を形成するために像担持体１を一様に帯電させる帯電装置２Ｃ、像担持体１上に書込み装置３Ｃによって形成された潜像にシアンのトナーを付着させて現像する現像装置４Ｃと、ブラックの像を形成するために像担持体１を一様に帯電させる帯電装置２Ｋ、像担持体１上に書込み装置３Ｋによって形成された潜像にブラックのトナーを付着させて現像する現像装置４Ｋと、像担持体１上に各色のトナー像が重ね合わされて形成されたフルカラートナー像を転写する転写装置５と、定着装置６と、転写材７を収容する給紙装置８などとを備えている。
【００１９】
ここで、像担持体１は、シームレスのＯＰＣ感光体ベルトであり、搬送ローラ１１、従動ローラ１２、転写装置５を構成する転写対向ローラ５Ｂ、現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋに対向する対向ローラ１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの間に架け渡され、搬送ローラ１１の回転により矢示方向に例えば１００ｍｍ／secの速度で周回移動する。
【００２０】
帯電装置２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ（以下、区別しないときは「帯電装置２」という。なお、その他の部材及び手段の符号についても同様である。）は、スコロトロン帯電器を使用し、像担持体１表面を均一帯電する。帯電装置２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋは、図示しない電源より、例えば、図２に示すように、その中心に張られた直径80μｍのタングステンワイヤー２１に−５．０ｋＶ、ワイヤー２１と像担持体（ベルト状感光体）１間で像担持体１より１．５ｍｍ上に張られたグリッド電極（例えばエッチングされた金属薄板）２２に、−３００Ｖ、−２４０Ｖ、−１８０Ｖ、−１２０Ｖがそれぞれ印加される。
【００２１】
書込み装置３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋは、画像情報に従って帯電装置２によって均一帯電された像担持体１に対して潜像を書き込むものであり、レーザーを用いた光走査装置やＬＥＤアレイ等、種々のものを使用することができる。ここでは、各書込み装置３は、それぞれ、５ｍＷのレーザダイオードを１個使用し、露光光強度を相対値で、０．１２、０．１５、０．２１、０．４７と変えている。ただし、先行して現像されているトナーのある部分でそのトナーによる光吸収分、光強度を上げる等の補正はしていない。
【００２２】
転写装置５は、転写ローラ５Ａと転写対向ローラ５Ｂとを備えている。定着装置６は、加熱ローラ６Ａ及びこれに対向する加圧ローラ６Ｂを備えている。転写装置５の転写ローラ５Ａは、例えば−５００Ｖの転写バイアスが印加される金属ローラの周りに厚さ３ｍｍの半導電性ゴム層が形成されたものを用いている。
【００２３】
そして、この画像形成装置においては、複写機として機能するときには、図示しないスキャナから読み込まれた画像情報がＡ／Ｄ変換、ＭＴＦ補正、階調処理等の種々の画像処理を施されて書込みデータに変換される。また、プリンタとして機能するときには、コンピュータ等から転送されるページ記述言語やビットマップ等の形式の画像情報に対して画像処理が施され書込みデータに変換される。
【００２４】
そして、画像形成に先駆けて、像担持体１は表面の移動速度が所定の速度となるように、図１の矢印方向に周回移動を開始する。このとき、所定のタイミングで、帯電装置２Ｙによって像担持体１が均一に帯電され、帯電させられた像担持体１に対し、書込み装置３Ｙは、イエロー画像の書込みデータに応じてレーザー光３ａ（図２参照）を照射して露光を行なう。すなわち、光照射によって画像部の電位を変化させることで光照射されなかった非画像部の電位との差を発生させ、この電位コントラストによる静電潜像を形成する。その後、現像装置４Ｙによってイエローのトナーが像担持体１上に形成された静電潜像の画像部に付着されて、イエローのトナー像が像担持体１上に形成される。
【００２５】
次に、イエローのトナー像が形成された領域を含めて、帯電装置２Ｍによって像担持体１が均一に帯電され、帯電させられた像担持体１に対し、書込み装置３Ｍは、マゼンタ画像の書込みデータに応じてレーザー光３ａを照射して露光を行ない、マゼンタ画像の静電潜像を形成する。そして、現像装置４Ｍによってマゼンタのトナーが像担持体１上に形成された静電潜像の画像部に付着されて、イエローのトナー像にマゼンタのトナー像が重ね合わされたトナー像が像担持体１上に形成される。
【００２６】
以下、同様にして、帯電、露光（書込み）、現像が行なわれて、イエローとマゼンタのトナー像にシアンのトナー像が重ね合わされたトナー像が像担持体１上に形成され、これら３色が重ね合わされたトナー像にブラックのトナー像が重ね合わされたトナー像が像担持体１上に形成される。
【００２７】
一方、所定のタイミングで給紙装置８から転写材７が給紙されて搬送路９を介して搬送され、転写装置５によって像担持体１上の色重ねされたトナー像が転写材７に転写され、定着装置６で定着処理された後、フルカラー画像が形成された転写材７が排紙部１０に排紙される。
【００２８】
ここで、現像装置４の詳細について図２をも参照して説明する。なお、図２は同現像装置の拡大説明図である。
現像装置４は、ケース４１内に、像担持体１上の静電潜像を現像するために移相電界によって粉体であるトナーを移動させる静電搬送部材を構成するロール状の静電搬送部材（静電搬送ローラ）４２と、トナー等を収容する収容部４３と、収容部４３のトナー粒子を静電搬送ローラ４２に供給する供給手段を構成する供給ローラ（現像剤担持体）４４、静電搬送ローラ４２で移動されるトナーを回収するための回収ローラ４５などとを備えている。
【００２９】
供給ローラ（現像剤担持体）４４は、内部に、固定された磁石が配置されおり、供給ローラ４４の回転と磁力及び攪拌スクリュー４８によって収容部４３内の現像剤が供給ローラ４４表面に供給される。また、供給ローラ４４の外周側に対向して現像剤層規制部材４６を設け、供給ローラ４４上の現像剤を一定量の現像剤層厚に規制している。この供給ローラ４４に供給された現像剤は供給ローラ４４の回転に伴って静電搬送ローラ４２と対向する領域まで搬送される。
【００３０】
ここで、供給ローラ４４には図示しない電圧印加手段によって供給バイアスが印加されている。また、静電搬送ローラ４２には後述する電圧印加手段（駆動回路）によって電極に搬送電界を形成する電圧が印加されている。
【００３１】
これにより、供給ローラ４４と静電搬送ローラ４２が対向する領域においては静電搬送ローラ４２と供給ローラ４４との間に電界が生じている。その電界からの静電気力を受け、トナーはキャリアから解離し、静電搬送ローラ４２表面に移動する。そして、静電搬送ローラ４２表面に達したトナーは、電極に印加される電圧によって形成される搬送電界（移相電界）によって、静電搬送ローラ４２表面上をホッピングしながら搬送される（移動する）。なお、静電搬送ローラ４２への帯電トナーの供給は二成分現像器に限らず、一成分現像器でもよいし、電荷注入でもよいし、あるいは、帯電済みのトナーを蓄えておいて供給してもよい。
【００３２】
ここで、トナーを搬送、現像、回収する電界を発生するための複数の電極を有する静電搬送ローラ４２は、画像形成時には、像担持体１に対して最近接位置で、５０〜１０００μｍ、好ましくは１５０〜４００μｍ（ここでは３００μｍとしている。）の間隙をあけて非接触で対向している。
【００３３】
この静電搬送ローラ４２の構成について図３を参照して詳細に説明する。図3は、同静電搬送ローラ４２の像担持体１側表面を拡大した断面図である。静電搬送ローラ４２は、支持基板１０１上に、複数の電極１０２、１０２、１０２……を、ｎ本を１セットとして、トナー移動方向に沿って所要の間隔で配置し、この上に静電搬送面１０３ａを形成する絶縁性の静電搬送面形成部材となり、電極１０２の表面を覆う保護膜となる、無機又は有機の絶縁性材料で形成した表面保護層１０３を積層したものである。なお、ここでは、電極１０２のピッチは６０μｍ、電極１０２の幅は３０μｍとしている。
【００３４】
本実施形態における支持基板１０１としては、ガラス基板、樹脂基板或いはセラミックス基板等の絶縁性材料からなる基板、或いは、ＳＵＳなどの導電性材料からなる基板にＳｉＯ２等の絶縁膜を成膜したもの、ポリイミドフィルムなどのフレキシブルに変形可能な材料からなる基板などを用いることができる。電極１０２は、支持基板１０１上に、Ａｌ、Ｎｉ−Ｃｒ等の導電性材料を０．１〜１０μｍ厚、好ましくは０．５〜２．０μｍで成膜し、これをフォトリソ技術等を用いて所要の電極形状にパターン化して形成している。表面保護層１０３としては、例えばＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＴｉＯ４、ＳｉＯＮ、ＢＮ、ＴｉＮ、Ｔａ２Ｏ５などを厚さ０．５〜１０μｍ、好ましくは厚さ０．５〜３μｍで成膜して形成している。
【００３５】
図３において、各電極１０２から伸びる線は各電極１０２に電圧を印加するための導電線をあらわしており、各線の重なる部分のうち黒丸で示した部分だけが電気的に接続されており、他の部分は電気的に絶縁状態である。各電極１０２に対しては、本体側の駆動回路（電圧印加手段）１０４からｎ相の異なる駆動電圧Ｖ１１〜Ｖ１３、Ｖ２１〜Ｖ２３が印加される。なお、本実施形態では３相の駆動電圧が印加される場合（ｍ＝３）について説明するが、トナーが搬送される限りにおいて、ｍ＞２を満たす任意の自然数ｍについて適用可能である。
【００３６】
本実施形態では、各電極１０２は現像装置４側の接点Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３，Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ２３のいずれかに接続されており、各接点Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３，Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ２３は、現像装置４１が画像形成装置本体１０に装着された状態においては、それぞれ駆動波形Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ１３、Ｖ２１、Ｖ２２、Ｖ２３を与える本体側電圧印加手段１０４と接続される。
【００３７】
静電搬送ローラ４２は、トナーを像担持体１近傍まで移送し、また現像領域通過後の現像に寄与しなかったトナー粒子を回収するための搬送領域、像担持体１の潜像にトナーを付着させてトナー像を形成するための現像領域とに分けられる。
【００３８】
現像領域は、像担持体１に近接した領域のみに存在し、搬送領域は静電搬送ローラ４２の周上、現像領域以外の全域に存在する。本実施形態では、トナーが移相電界によって移動可能な領域を「静電搬送面」という。本実施形態の場合、静電搬送ローラ４２の表面全体が静電搬送面である。
【００３９】
搬送領域では電圧印加手段１０４によって各電極１０２に駆動波形Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ１３が印加され、現像領域では電圧印加手段１０４によって各電極１０２に駆動波形Ｖ２１、Ｖ２２、Ｖ２３が印加される。
【００４０】
そこで、静電搬送ローラ４２におけるトナーの静電搬送の原理について説明する。静電搬送ローラ４２の複数の電極１０２に対してｎ相の駆動波形を印加することにより、複数の電極１０２によって移相電界（進行波電界）が発生し、静電搬送ローラ４２上の帯電したトナー粒子は反発力及び／又は吸引力を受けて移送方向に移動する。
【００４１】
例えば、図４に示すように、Ａ相（ＶＡ）、Ｂ相（ＶＢ）、Ｃ相（ＶＣ）の３相の電圧を、ピーク間電圧１６０Ｖの矩形波（Duty＝５０％）、周波数３kHzで位相を１２０度ずらした電圧として、３本の電極１０２に各々印加すると、帯電トナーは、進行波電界に同期して、静電搬送ローラ４２の表面上をホッピングしながら移動する。なお、進行波電圧の平均値Ｖｂは、現像領域でいわゆる現像バイアスと同じ働きをする。なお、Ａ相（ＶＡ）、Ｂ相（ＶＢ）、Ｃ相（ＶＣ）は上記の電圧Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ１３、Ｖ２１、Ｖ２２、Ｖ２３に対応し、この例では現像領域と搬送領域とを区別していない。
【００４２】
このとき、ホッピングの高さは、２００〜３００μｍになるので、静電搬送ローラ４２より３００μｍの高さに静電潜像があると、ホッピングしたトナーは、像担持体１の潜像（画像部）の形成する電界に入って潜像に進みこれを現像する。逆に、地肌部では、潜像が、トナーを押し戻す方向の電界を形成しているので、地肌部（非画像部）に向かったトナーは像担持体１に到達することなく途中からUターンして静電搬送ローラ４２に戻り、さらに進んで、回収ローラ４５で回収される。このように、静電搬送でホッピングされたトナーで現像されるので、この現像方式を、Electrostatic  Hopping  現像、略してＥＨ現像と称する。
【００４３】
この現像の様子を図５ないし図８を参照して詳しく説明する。これらの各図は像担持体１と静電搬送ローラ４２とが形成する空間におけるトナー６０の位置の時間変化をシミュレーションした結果を模式的に示すものである。
ＯＰＣ（像担持体１）上には、６００ｄｐｉの１ドット（４２μｍ）の負潜像が形成され、この負潜像によってその上方の空間に現像空間６３が形成されている。なお、潜像がもっと大きければ、もっと上空まで現像空間は広がる。一方、静電搬送ローラ４２には、電極５２ａ〜５２ｌが配置されている。この静電搬送ローラ４２で搬送されてホッピングするトナー６０は粒径と帯電量に分布がある（ここでは大きさの異なる円で示している。）。
【００４４】
ここで、正帯電トナー６０がこの空間６３に到達すると、そこでは正帯電トナー６０を像担持体１に向かわせる静電力が働くので、正帯電トナー６０は像担持体１に向かいそこに着地して１ドット潜像を現像する。つまり、図５ないし図８の順に時間が経過すると、静電搬送ローラ４２でホッピングされたトナーの一部が１ドット潜像（画像部）の現像空間６３に到達し、これを現像しているのがわかる。これに対して、１ドット潜像以外の部分、すなわち、像担持体１の地肌部（非画像部）では、ホッピングされたトナー６０が、途中から静電搬送ローラ４２側へ引き返し始めているのが分かる。
【００４５】
この現象、即ちホッピングされたトナーが潜像部（画像部）に向かって引き込まれ、地肌部では反発される様子は、高速度カメラでも実際に確認されている。このため、ＥＨ現像では、地肌部にある、先行現像トナー像を乱すことなく、新しい潜像のみを、たとえそれが、微小な潜像でも確実に現像することができるのである。
【００４６】
次に、この画像形成装置における１感光体１回転色重ね方式によるフルカラー画像の形成プロセスの一例について図９ないし図１２を参照して説明する。なお、ここでは各行程におけるオリジナルカラーに対する表面電位は基本的には実測値を用いて説明しているが、一部実測できないところはシミュレーション値を用いて説明する。
【００４７】
先ず、図９（ａ）に示すように、ＯＰＣの厚さが３８μｍの像担持体（ＯＰＣベルト）１を１００ｍｍ／ｓｅｃで定速走行させている状態で、スコロトロン帯電器２Ｙのグリッド２２に対し、図示しない電源よって−１００Ｖを印加すると、像担持体（ここでは「ＯＰＣベルト」という。）１は−１００Ｖに均一に帯電する。
【００４８】
次に、図９（ｂ）に示すように、書込み装置３Ｙによって相対光強度ＬＩ＝０．５０で画像露光を行ない、イエロー潜像を形成する。このとき、イエロートナーで現像しない地肌部を選択的に露光する。
【００４９】
なお、すべての色について説明するのは非常に煩雑になるので、ここでは代表的に、イエロー、マゼンタ、シアンと、赤、青、緑のカラー６色とそれに加えて白と２種類の黒の９色について説明する。なお、イエロー、マゼンタ、シアントナーを重ねて形成する黒を「３Ｃ」、黒トナーのみで形成する黒を「Ｋ」と区別して表記する。
【００５０】
イエロー画像露光では、イエロートナーで現像する、イエロー（以下「Ｙ」とも表記する。）、赤（以下「Ｒ」とも表記する。）、緑（以下「Ｇ」とも表記する。）、３Ｃの４画素を露光せず、イエロートナーで現像しない、白（以下「Ｗ」とも表記する。）、マゼンタ（以下「Ｍ」とも表記する。）、シアン（以下「Ｃ」とも表記する。）、青（以下「Ｂ」とも表記する。）の４色画素とＫ画素を露光して、その電位を−１００Ｖから−１５Ｖに８５Ｖ下げる（なお、ここでの説明においては、絶対値で、「上げる」、「下げる」、「低くなる」、「高くなる」という表記をしている。）。
【００５１】
次に、図９（ｃ）に示すように、イエロー用の現像装置４Ｙの静電搬送ローラ４２に、−３０Ｖ±８０Ｖの矩形波を印加して、前記イエロー潜像を、比電荷ｑ／ｍ＝＋２０μＣ／ｇのイエロートナーｙｔで正規現像する。このとき、従来の現像電極に相当する静電搬送ローラ４２の電極１０２の時間的、場所的平均電位Ｖｂは−３０Ｖで、画像（非露光）電位は−１００Ｖであるので、ＯＰＣ（像担持１）と静電搬送ローラ４２間にホッピングされた正帯電トナーは、この間に形成されている電界が、この正帯電トナーに作用する静電力で画像（非露光）画素に向かいここに付着する。
【００５２】
このとき、ＯＰＣ（像担持体１）上に付着したトナーの電位Ｖｔは、＋６０Ｖである。すなわち、現像された部分の電位は、現像前の−１００Ｖより、現像後はそれにトナー電位＋６０Ｖを加えた−４０Ｖに低くなっている。
【００５３】
次に、図１０（ａ）に示すように、スコロトロン帯電器２Ｍのグリッドに−１００Ｖを加えて、イエロー現像されたＯＰＣベルト１を再度均一帯電する。なお、図中の点線は、再帯電前のその部分の電位を表示している。この帯電によって、先に現像されているイエロートナーｙｔの比電荷ｑ／ｍは、＋２０μＣ／ｇから＋１６μＣ／ｇに下がる。
【００５４】
すなわち、トナーの比電荷ｑ／ｍは＋２０μＣ／ｇで、その単位面積当たりの付着量、現像量ｍ／Ａは、０．５ｍｇ／ｃｍ２であるので、単位面積当たりのトナー電荷量ｑ／Ａは、１．０×１０―４Ｃ／ｍ２になる。一方、ＯＰＣベルト１のＯＰＣ層の厚さは３８μｍで、その比誘電率は３．０とすると、その電気容量は０．７μＦである。二色目の帯電でイエロートナーｙｔのある場所の電位は、−４０Ｖから−１００Ｖに６０Ｖ変化しているので、そのときのコロナ放電負イオンの単位面積当たりの電荷量は、約−０．４×１０―４Ｃ／ｍ２である。このうち、約半分はトナー層を抜けてＯＰＣ表面に到達するので（ミクロに見れば、トナー層が密にＯＰＣを覆っているわけではないので）、単位面積当たりのトナー電荷量ｑ／Ａは、０．２×１０−４Ｃ／ｍ２中和されて、０．８×１０―４Ｃ／ｍ２になる。比電荷ｑ／ｍにすると、上述したとおり＋１６μＣ／ｇである。
【００５５】
引き続いて、図１０（ｂ）に示すように、マゼンタ用書込み装置３Ｍで画像露光してマゼンタ潜像を形成する。マゼンタトナーｍｔを構成要素とするオリジナル色は、前記９色中の、Ｍ、Ｒ、Ｂ、３Ｃの４色であるので、この画素を露光せず、他５色の画素を、相対光強度ＬＩ＝０．５で露光して、その部分の電位を−１００Ｖより−１５Ｖに８５Ｖ下げる。ただし、ＹとＧの位置には正帯電のイエロートナーｙｔが存在しているため、この影響で０Ｖまで１００Ｖ下がる。なお、より正確には、トナー電位のみならず、ＯＰＣ電位やトナーの光透過率が関係する少し複雑な光減衰曲線近似式で計算するが、本発明との関係は少ないのでその説明は省略する。
【００５６】
そして、図１０（ｃ）に示すように、マゼンタ用現像装置４Ｍの静電搬送ローラ４２に―３０V±８０Vを印加してマゼンタトナーｍｔで現像する。イエローと同様に、正規現像で、バイアス電位−３０Vよりマイナス側に７０V高い−１００VになっているＭ、Ｒ、Ｂ、３Ｃに正帯電マゼンタトナーｍｔが付着する。このトナーの比電荷もイエロートナーｙｔと同様に＋２０μＣ／ｇで、そのトナー電位も＋６０Vで、その点の現像後の電位は−４０Vになる。
【００５７】
なお、この場合、地肌電位は、−１５Ｖ（オリジナル色Ｋ、Ｗ、Ｃ対応）と、−０Ｖ（オリジナル色Ｙ、Ｇ対応）の２種類あるが、先に述べたように、ＥＨ現像では、ホッピングされたトナーが地肌に到達することはないので、地肌に電位差があってもそこにトナーが付いて地汚れになることはない。以下、三色目、四色目と現像が進むにつれて、地肌中の電位差は拡大するが同じ理由で地肌汚れは問題にならない。
【００５８】
次に、図１１（ａ）に示すように、スコロトロン帯電器２Ｃのグリッドに−１００Ｖを印加して、イエロー及びマゼンタ現像されたＯＰＣベルト１を再々度−１００Ｖに均一帯電する。なお、同図中の破線は、前述したように、帯電前の電位である。このときの帯電で、このときの帯電で、イエロートナーｙｔとマゼンタトナーｍｔの比電荷ｑ／ｍは、それぞれ、＋１６μＣ／ｇから＋１０μＣ／ｇ、＋２０μＣ／ｇから＋１６μＣ／ｇに低下する。
【００５９】
次に、図１１（ｂ）に示すように、シアン用書き込み装置４Ｃによって、シアン潜像の地肌になる部分、すなわち、Ｗ、Ｙ、Ｍ、Ｒ、Ｋ対応部分を露光してその点の電位を図１１（ｂ）に示すように、−１５Ｖ（W，Ｋ）〜０Ｖ以上（Ｙ，Ｍ，Ｒ）にする。露光されなかったＣ、Ｇ、Ｂ、３Ｃ対応部分の電位は−１００Ｖのままである。
【００６０】
そして、図１１（ｃ）に示すように、シアン用現像装置４Ｃを使用して、イエロー現像やマゼンタ現像と同様に、ｑ／ｍ＝＋２０μＣ／ｇのシアントナーｃｔで、このシアン潜像を正規現像する。トナー電位は、やはり＋６０Ｖで、現像された部分の電位は、−４０Ｖになる。
【００６１】
次に、図１２（ａ）に示すように、ブラック用スコロトロン帯電器２Ｋのグリッド２２に−１００Ｖを印加してＯＰＣベルト１表面を−１００Ｖに４度目均一帯電する。このとき、イエロートナーｙｔ、マゼンタトナーｍｔ、シアントナーｃｔの比電荷ｑ／ｍは、それぞれ、＋１０→＋３μＣ／ｇ、＋１８→＋９μＣ／ｇ、＋２０→＋１６μＣ／ｇに下がる。
【００６２】
最後に、図１２（ｂ）に示すように、残されていた白地肌部（−１００Ｖ）に、ブラック用書き込み装置３Ｋで黒潜像を、その地肌対応部を露光して、露光後電位を露光後電位を−１５Ｖ（Ｗ）〜０Ｖ以上（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｒ，Ｇ，Ｂ，３Ｃ）にして形成する。なお、白地肌部でなくとも、すでに、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｒ、Ｇ、Ｂ、３Ｃの色が形成されている部分にも同様に黒潜像を書きこみ、黒トナーを加えることが可能である。
【００６３】
そして、図１２（ｃ）に示すように、ブラック用現像装置４Ｋの静電搬送ローラ４２に−３０Ｖ±８０Vを印加してブラックトナーｋｔで正規現像して白地肌部に黒トナー像を形成する。
【００６４】
このように、４回のスコロトロン帯電、画像露光、ＥＨ現像による正規現像で、ＯＰＣベルト１に形成したフルカラートナー像を、転写ローラ５に転写電圧−５００Ｖを印加して、普通紙（転写部材７）上に静電転写し、定着装置６で定着して色再現に優れたフルカラープリントを得る。
【００６５】
このようにして得られたフルカラープリントの画像濃度を、マクベス濃度計で測定したところ、各色とも、目標とする反射濃度１．４を越えて、１．６前後であった。地肌汚れはまったくなく、その反射濃度は、紙の反射濃度と同じく０．０６であった。
【００６６】
このように、帯電と露光及び現像を複数回繰り返して正規現像で各色のトナーの像を重ねて像担持体上に形成するとき、キャリアに拘束されていないトナーで現像を行なうことによって、後続の帯電によるトナーの帯電極性の反転を生じることなく、正規現像による１感光体１回転色重ね方式による画像形成が可能になるとともに、地肌汚れのない高品質画像が得られる。特に、現像手段として、トナーを移相電界によってホッピングさせて現像をするＥＨ現像を適用した現像装置を使用することによって、後述するように、高感度現像が可能になって、簡単な構成で、キャリアに拘束されていないトナーによる現像、地肌汚れのない現像を行なうことができる。
【００６７】
ところで、上記実施形態においては、理想原稿との色差は１０以上あり、完全な色再現を達成できていないことが確認された。この原因は、転写時のトナーの比電荷が＋３μＣ／ｇ（Ｙ）から＋２０μＣ／ｇ（Ｋ）と大きな差があり、同一の転写率が得られないことによるものと推測される。
【００６８】
また、上記実施形態においては、厚さ３８μｍのＯＰＣを使用したため、解像力も良くなかった。当業界で広く知られているように、電荷発生層（ＣＧＬ）を内部（下）に、電荷移動層（ＣＴＬ）を外部（上）にするＯＰＣにおいては、正孔がＣＧＬを移動中に互いに静電的に反発して拡散するため潜像がボケて解像力が劣化するのである。ただし、ＯＰＣ層の厚さが３８μｍでも、ＣＧＬが表面（上）側にあるタイプではこの問題は生じない。
【００６９】
このＣＧＬが像担持体の表面側にある像担持体を用いることで解像力については改善することができる。もっとも、ＣＧＬが像担持体の表面側にあるものについて耐久性が十分でない。
【００７０】
さらに、通常使用するＯＰＣの厚さは２５μｍ以下であるので、例えば、厚さ１９μｍのＯＰＣを使用すれば解像力の問題は生じないのであるが、この場合、同じ電位を得るために必要なコロナイオンが２倍となり、その結果、トナー電荷が中和されるのも２倍となり、一色目のトナーは、４色目の帯電でその極性が反転してしまうことになる。実際、この実施形態と同一条件で厚さ１９μｍのＯＰＣを使用したところ、一色目のイエロートナーの比電荷は＋２０μＣ／ｇから−１０μＣ／ｇに反転してしまった。厚さ２５μm以下のＯＰＣで、帯電電位とトナーの比電荷ｑ／ｍをいろいろ組み合わせて試みたが、最初に現像したトナーの帯電極性はすべて四色目に反転してしまった。
【００７１】
そこで、この画像形成装置における１感光体１回転色重ね方式によるフルカラー画像の形成プロセスの他の実施形態について図１３ないし図１６を参照して説明する。なお、ここでも各行程におけるオリジナルカラーに対する表面電位は基本的には実測値を用いて説明しているが、一部実測できないところはシミュレーション値を用いて説明する。
【００７２】
この例は、層厚２５μｍ以下のＯＰＣが使えて、更に四色目現像後のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナーの比電荷ｑ／ｍがほぼ同じになり、各色の転写率がそろって色差が１０以下となる１感光体１回転色重ね方式によるフルカラー画像形成の例である。
【００７３】
ここで、色ごとの転写率を揃えるためには、転写時に、四色のトナーの帯電量を狭い範囲で抑える必要がある。それは、一色目の現像を高帯電トナーで行ない、二色目以下順次帯電量の少ないトナーを使用することで実現できる。正帯電トナーの有する電荷量が十分あれば、後続のマイナス均一帯電でその電荷の一部が中和されても最後に現像される低帯電トナーと同程度の電荷が残るからである。
【００７４】
ただし、従来の現像方式では、感光体をプラス又は−７００Ｖくらいに帯電しなければならないので、いかに高帯電トナーでも、１回の均一帯電で、その帯電極性は大きく反転してしまう。そのため、この場合も、低電位で十分な画像濃度が得られる高感度の現像装置が必要であり、ＥＨ現像装置を用いることでこれに対応することができる。
【００７５】
先ず、図１３（ａ）に示すように、ＯＰＣの厚さが２１μｍの像担持体（ＯＰＣベルト）１を１００ｍｍ／ｓｅｃで定速走行させている状態で、スコロトロン帯電器２Ｙのグリッド２２に対し、図示しない電源よって−２００Ｖを印加すると、像担持体（ここでも「ＯＰＣベルト」という。）１は−２００Ｖに均一に帯電する。
【００７６】
次に、図１３（ｂ）に示すように、書込み装置３Ｙによって相対光強度ＬＩ＝０．５０で画像露光を行ない、イエロー潜像を形成する。このとき、イエロートナーで現像しない地肌部を選択的に露光する。すなわち、イエロートナーで現像する、Ｙ，Ｒ，Ｇ，３Ｃの４画素を露光せず、イエロートナーで現像しない、Ｗ、Ｍ、Ｃ、Ｂの４色画素とＫ画素を露光して、その電位を−２００Ｖから−２９Ｖに１７１Ｖ下げる。
【００７７】
次に、図１３（ｃ）に示すように、イエロー用の現像装置４Ｙの静電搬送ローラ４２に、−６０Ｖ±８０Ｖの矩形波を印加して、前記イエロー潜像を、比電荷ｑ／ｍ＝＋４０μＣ／ｇのイエロートナーｙｔで正規現像する。このとき、従来の現像電極に相当する静電搬送ローラ４２の電極１０２の時間的、場所的平均電位Ｖｂは−６０Ｖで、画像（非露光）電位は−２００Ｖであるので、ＯＰＣ（像担持体１）と静電搬送ローラ４２間にホッピングされた正帯電トナーは、この間に形成されている電界が、この正帯電トナーに作用する静電力で画像（非露光）画素に向かいここに付着する。
【００７８】
このとき、ＯＰＣ（像担持体１）上に付着したトナーの電位は、＋１２０Ｖである。すなわち、現像された部分の電位は、現像前の−２００Ｖより、現像後はそれにトナー電位＋１２０Ｖを加えた−８０Ｖに低くなっている。なお、図中、この現像後の電位を、露光後現像前の電位を示す実線と区別して破線で示している。
【００７９】
次に、図１４（ａ）に示すように、スコロトロン帯電器２Ｍのグリッドに−１２０Ｖを加えて、イエロー現像されたＯＰＣベルト１を−１２０Ｖに均一帯電する。なお、図中の点線は、再帯電前のその部分の電位を表示している。この帯電によって、先に現像されているイエロートナーｙｔの比電荷ｑ／ｍは、＋４０μＣ／ｇから＋３５μＣ／ｇに下がる。
【００８０】
すなわち、イエロートナーの比電荷ｑ／ｍは＋４０μＣ／ｇで、その単位面積当たりの付着量、現像量ｍ／Ａは、０．５ｍｇ／ｃｍ２であるので、単位面積当たりのトナー電荷量ｑ／Ａは、２．０×１０―４Ｃ／ｍ２になる。一方、ＯＰＣベルト１のＯＰＣ層の厚さは２１μｍで、その比誘電率は３．０とすると、その電気容量は１．２６μＦである。二色目の帯電でイエロートナーｙｔのある場所の電位は、−８０Ｖから−１２０Ｖに４０Ｖ変化しているので、そのときのコロナイオンの単位面積当たりの電荷量は、−０．５０×１０―４Ｃ／ｍ２である。このうち、約半分はトナー層を抜けてＯＰＣ表面に到達するので（ミクロに見れば、トナー層が密にＯＰＣを覆っているわけではないので）、単位面積当たりのトナー電荷量ｑ／Ａは、０．２５×１０−４Ｃ／ｍ２中和されて、１．７５×１０―４Ｃ／ｍ２になる。比電荷ｑ／ｍにすると、上述したとおり＋３５μＣ／ｇである。
【００８１】
引き続いて、図１４（ｂ）に示すように、マゼンタ用書込み装置３Ｍで画像露光してマゼンタ潜像を形成する。マゼンタトナーｍｔを構成要素とするオリジナル色は、前記９色中の、Ｍ、Ｒ、Ｂ、３Ｃの４色であるので、この画素を露光せず、他５色の画素を、相対光強度ＬＩ＝０．４１で露光して、その部分の電位を−１２０Ｖより−１２Ｖに１０８Ｖ下げる。ただし、ＹとＧの位置には正帯電のイエロートナーｙｔが存在しているため、この影響で＋１９Ｖまで１３９Ｖ下がる。
【００８２】
そして、図１４（ｃ）に示すように、マゼンタ用現像装置４Ｍの静電搬送ローラ４２に電圧を印加してマゼンタトナーｍｔで現像する。イエローと同様に、正規現像で、バイアス電位−２２Vよりマイナス側に９８Ｖ高い−１２０VになっているＭ、Ｒ、Ｂ、３Ｃに正帯電マゼンタトナーｍｔが付着する。
【００８３】
なお、この場合、地肌電位は、−１２Ｖ（オリジナル色Ｋ、Ｗ、Ｃ対応）と、＋１９Ｖ（オリジナル色Ｙ、Ｇ対応）の２種類あるが、先に述べたように、ＥＨ現像では、ホッピングされたトナーが地肌に到達することはないので、地肌に電位差があってもそこにトナーが付いて地汚れになることはない。以下、三色目、四色目と現像が進むにつれて、地肌中の電位差は拡大するが同じ理由で地肌汚れは問題にならない。
【００８４】
次に、図１５（ａ）に示すように、スコロトロン帯電器２Ｃのグリッドに−８０Ｖを印加して、イエロー及びマゼンタ現像されたＯＰＣベルト１を再々度−８０Ｖに均一帯電する。なお、同図中の破線は、前述したように、帯電前の電位である。このときの帯電で、このときの帯電で、イエロートナーｙｔとマゼンタトナーｍｔの比電荷ｑ／ｍは、それぞれ、＋３５μＣ／ｇから＋２３μＣ／ｇ、＋２８μＣ／ｇから＋２３μＣ／ｇに低下する。
【００８５】
次に、図１５（ｂ）に示すように、シアン用書き込み装置４Ｃによって、シアン潜像の地肌になる部分、すなわち、Ｗ、Ｙ、Ｍ、Ｒ、Ｋ対応部分を露光してその点の電位を図１５（ｂ）に示すように、−１２Ｖ（W，Ｋ）〜＞０Ｖ以上（Ｙ，Ｍ，Ｒ）にする。露光されなかったＣ、Ｇ、Ｂ、３Ｃ対応部分の電位は−８０Ｖのままである。
【００８６】
そして、図１５（ｃ）に示すように、シアン用現像装置４Ｃを使用して、現像バイアス−２４Ｖで、イエロー現像やマゼンタ現像と同様に、ｑ／ｍ＝＋１６μＣ／ｇのシアントナーｃｔで、このシアン潜像を正規現像する。トナー電位は、＋４８Ｖで、現像された部分の電位は、−２０Ｖになる。
【００８７】
次に、図１６（ａ）に示すように、ブラック用スコロトロン帯電器２Ｋのグリッド２２に−６０Ｖを印加してＯＰＣベルト１表面を−６０Ｖに４度目均一帯電する。このとき、イエロートナーｙｔ、マゼンタトナーｍｔ、シアントナーｃｔは、それぞれ負イオンを帯びて、その比電荷ｑ／ｍは、それぞれ、＋２３→＋１１μＣ／ｇ、＋２３→＋１１μＣ／ｇ、＋１６→＋１１μＣ／ｇに下がる。
【００８８】
最後に、図１６（ｂ）に示すように、残されていた白地肌部（−５０Ｖ）に、ブラック用書き込み装置３Ｋで黒潜像を、その地肌対応部を露光して、露光後電位を露光後電位を−９Ｖ（Ｗ）〜＞０Ｖ以上（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｒ，Ｇ，Ｂ，３Ｃ）にして形成する。なお、白地肌部でなくとも、すでに、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｒ、Ｇ、Ｂ、３Ｃの色が形成されている部分にも同様に黒潜像を書きこみ、黒トナーを加えることが可能である。
【００８９】
そして、図１６（ｃ）に示すように、ブラック用現像装置４Ｋによって現像バイアス−２２Ｖで、比電荷ｑ／ｍ＝＋１１μＣ／ｇの黒トナーｋｔで正規現像して白地肌部に黒トナー像を形成する。
【００９０】
この時点で、ＯＰＣベルト１（感光体）上に形成されたフルカラートナー像のイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナーの比電荷ｑ／ｍは、四色とも＋１１μＣ／ｇと揃っている。
【００９１】
つまり、ｎ（ｎ≧２）回目の均一帯電は、（ｎ−１）回目の現像に使用するトナーの比電荷がｎ回目の現像で使用するトナーの比電荷とほぼ同じになる範囲で行なうことによって、最終段でのトナーの比電荷を揃えることができるようになる。そして、最終回の現像において使用するトナーの比電荷がそれ以前に現像されたトナーの比電荷とほぼ同じであるようにする、そのようなトナーを使用することによって、すべての色のトナーの比電荷を揃えることができる。これによって、各トナーの転写率の差が低減して色差を小さくすることができ、画像品質が向上する。
【００９２】
このように、４回のスコロトロン帯電、画像露光、ＥＨ現像による正規現像で、ＯＰＣベルト１に形成したフルカラートナー像を、転写ローラ５に転写電圧−３００Ｖを印加して、普通紙（転写部材７）上に静電転写し、定着装置６で定着して色再現に優れたフルカラープリントを得る。
【００９３】
このようにして得られたフルカラープリントの画像濃度を、マクベス濃度計で測定したところ、各色とも、目標とする反射濃度１．４を越えて、１．６前後であった。地肌汚れはまったくなく、その反射濃度は、紙の反射濃度と同じく０．０６であった。また、基本６色の色差はすべて１０未満であって、色再現性も向上した。
【００９４】
上述した各実施形態で説明したようにキャリアに拘束されないトナーを用いて現像することによって地肌汚れをなくすることができる。そして、このようなキャリアに拘束されないトナーを用いて現像する現像手段としては、前述したようにＥＨ現像を行なうＥＨ現像装置が最も適している。すなわち、ＥＨ現像では、従来の現像方式に対して、静電搬送でトナーをホッピングさせて像担持体の潜像に近づけさせて、その地点で、潜像がそこに形成している電界で画像に引き込まれるか、地肌から反発されるかで現像するために高い現像感度が得られる。
【００９５】
このＥＨ現像が高感度現像方式であることについて従来の二成分現像方式との対比で説明する。
従来の現像方式の代表例である二成分現像（磁気ブラシ現像）の現像電位差に対するトナーの単位面積当たりの現像量ｍ／Ａは、例えば図１７に示すようなものである（「ゼログラフィーの原理と最適化」、著者：Merlin Scharfe 訳者：富士ゼロックス総合研究所  コロナ社  p.65）。
【００９６】
通常のプリントに必要な画像濃度は１．４で、その画像濃度を得るために必要な単位面積当たりのトナー質量ｍ／Ａは０．５ｍｇ／ｃｍ２である。すなわち、従来の磁気ブラシ現像では、画像の電位と現像バイアスとの差、現像電位差は３００Ｖ必要になる。これは、現像するために、すなわちキャリアよりトナーを剥離してＯＰＣ潜像の画像部に付着させるために必要な電位差で、実は、ＯＰＣの潜像の地肌部に何らかの理由で付着したトナーをＯＰＣより剥離して磁気ブラシに戻すために同じだけの電位差が必要になる。合わせると、６００Ｖの電位差が必要になる。
【００９７】
そこで、通常のプリンタや複写機などの画像形成装置にあっては、一般的に、像担持体を−７００Ｖに帯電して、画像露光により画像部の電位を−１００Ｖにして、現像バイアス−４００Ｖを印加して現像しているのである。
【００９８】
そのため、従来の現像方式で、正規現像による１感光体１回転色重ね方式で画像を形成しようとしても、像担持体の帯電電位を、少なくとも−７００Ｖにしなければならず、それに比例して、スコロトロン帯電器のコロナワイヤー近傍で発生し、グリッドを抜けて像担持体に到達する負イオンの量も増加するため、トナーの帯電極性は、ただ１回の帯電で反転してしまうことになり、正規現像による１感光体１回転色重ね方式で画像を形成することができない。
【００９９】
なお、非接触のジャンピング現像でも、実際には、磁気ブラシと同様にキャリアからトナーをはがし、また地肌に付いたトナー（非接触とはいえ、トナーはキャリアと像担持体間を激しく往復移動しているため地肌に付着するトナーも発生する）を逆に剥がすために、ほとんど同じ位の電位差が必要になる。
【０１００】
これに対して、ＥＨ現像方式においては、現像感度は、図１８に示すように非常に高い。この図１８より、必要とされる単位面積当たりのトナー質量ｍ／Ａ＝０．５ｍｇ／ｃｍ２を得るために必要な現像電位差は、わずか、７０Ｖであることが分かる。また、ＥＨ現像は、基本的に地肌にトナーを接触させないので、それを回収する強い電界は不要で、ただ、ホッピングしたトナーをゆるやかに戻す電界だけが必要である。このために、上記他の実施形態では、１０Ｖの電位を割いているが、０Ｖでも地汚れになることはない。
【０１０１】
次に、本発明の作用効果の理解を深めるために、比較例について説明する。
この比較例では、上記実施形態のＥＨ現像方式の現像装置４に代えて、二成分ソフト接触現像装置を備えた。なお、マグブラシのソフト接触は、マグブラシを伸ばし、ＯＰＣベルト１への食い込み量を減らして実現した。なお、使用したトナーは上記実施形態と同じで、その比電荷ｑ／ｍも＋２０μＣ／ｇで同じである。ＯＰＣベルト１のＯＰＣ層の厚さも３８μｍで同じである。
【０１０２】
まず、スコロトロン帯電器２Ｙで、ＯＰＣベルト１表面を、−８００Ｖに帯電する。次に、イエロー潜像を書き込み装置３Ｙによって相対光強度０．５４で、この帯電された表面に書き込む。このときの、地肌（露光）部電位は−１００Ｖである。次に、現像バイアス−４００Ｖで、イエロートナーを使い、ソフトタッチ二成分現像装置で正規現像を行なう。このとき、現像されたイエロートナー層の電位は、上記実施形態と同じく＋６０Ｖで、現像後の電位は−７４０Ｖとなる。
【０１０３】
続いて、スコロトロン帯電器２Ｍのグリッドに−８００Ｖを印加して、ＯＰＣベルト１表面を−８００Ｖに均一に再帯電する。このとき、イエロートナーの比電荷ｑ／ｍは、＋２０μＣ／ｇから＋１６μＣ／ｇに低下する。さほど大きな変化がないのは、イエロートナーの存在する部分の表面電位が−７４０Ｖで再帯電後の電位が−８００Ｖと６０Ｖの差しかないためである。
【０１０４】
続いて、書き込み装置３Ｍによって相対光強度０．５９で、マゼンタ潜像を書き込み、地肌部の電位を−１００Ｖまで下げる。次に、現像バイアス−４００Ｖで、イエロー現像と同様に、マゼンタトナーで、ソフトタッチ二成分現像装置で正規現像を行なう。
【０１０５】
続いて、スコロトロン帯電器２Ｃのグリッドに−８００Ｖを印加して、ＯＰＣベルト１表面を−８００Ｖに均一に再々帯電する。このときの、マゼンタ潜像の地肌部だった部分は、−１００Ｖから７００Ｖも電位が変わるため、その負コロナイオン密度は、−４．９×１０―４Ｃ／ｍ２と非常に大きい。そのため、その半分でも、そこに一色目の現像で付着しているイエロートナーの電荷１．０×１０―４Ｃ／ｍ２の２倍以上も有り、イエロートナーの比電荷ｑ／ｍは、＋１６μＣ／ｇから−２８μＣ／ｇに大きく反転してしまった。
【０１０６】
次に、書き込み装置３Ｃで、シアン潜像を書きこみ、現像バイアス−４００Ｖで、同様に、シアントナーで、ソフトタッチ二成分現像装置によって正規現像を行ない、シアントナー像を重ねて形成した。
【０１０７】
最後に、スコロトロン帯電器２Ｋのグリッド２２に−８００Ｖを印加して、３度目の再帯電を行い、ＯＰＣベルト１を−８００Ｖに均一帯電し、書き込み装置３Ｋによって地肌部を露光して黒潜像を書き込む。このとき、地肌に存在したイエロートナー、マゼンタトナーは、また多量の負イオンを受けて、その比電荷ｑ／ｍを、−７１μＣ／ｇ、−３１μＣ／ｇとさらにマイナス側にシフトした。
【０１０８】
図示していないが、黒現像後転写前に、コロトロン帯電器を置き、プラスイオンを降らせて、マイナスに反転したイエロートナー及びマゼンタトナーの帯電極性をプラスに戻してから転写した。
【０１０９】
その結果、フルカラープリントを得ることができたが、異色トナー間及び同色トナーでも単独で存在する部分と他色トナーと共存する部分でトナーｑ／ｍの違いによる転写率の差があり色ムラが確認された。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本発明に係るカラー画像を形成可能な画像形成装置の一例を示す構成図である。
【図２】同画像形成装置の現像装置を説明する説明図である。
【図３】同現像装置の静電搬送ローラの説明に供する要部拡大説明図である。
【図４】同静電搬送ローラに印加する駆動波形の一例を示す説明図である。
【図５】同じくＥＨ現像におけるトナーの位置の時間変化をシミュレーションした結果を模式的に示す説明図である。
【図６】同じく図５よりも後の時間の説明図である。
【図７】同じく図６よりも後の時間の説明図である。
【図８】同じく図７よりも後の時間の説明図である。
【図９】同画像形成装置による色重ね方式でカラー画像を形成するときの一色目の画像形成の説明に供する説明図である。
【図１０】同じく二色目の画像形成の説明に供する説明図である。
【図１１】同じく三色目の画像形成の説明に供する説明図である。
【図１２】同じく四色目の画像形成の説明に供する説明図である。
【図１３】他の実施形態における同画像形成装置による色重ね方式でカラー画像を形成するときの一色目の画像形成の説明に供する説明図である。
【図１４】同じく二色目の画像形成の説明に供する説明図である。
【図１５】同じく三色目の画像形成の説明に供する説明図である。
【図１６】同じく四色目の画像形成の説明に供する説明図である。
【図１７】従来の二成分現像装置における現像電位差に対するトナーの単位面積当たりの現像量の説明に供する説明図である。
【図１８】ＥＨ現像における現像電位差に対するトナーの単位面積当たりの現像量の説明に供する説明図である。
【符号の説明】
【０１１１】
１…像担持体（ＯＰＣベルト）
２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ…帯電器（帯電装置）
３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ…光書込み装置
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ…現像装置
５…転写装置
６…定着装置
７…転写材
８…給紙装置
【図１】
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【図２】
0004610432.tif 000003
【図３】
0004610432.tif 000004
【図４】
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【図５】
0004610432.tif 000006
【図６】
0004610432.tif 000007
【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】
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【図１７】
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【図１８】
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