(57)【要約】【課題】高解像度の画像形成においても低濃度部では粒状感なく、安定して小さなドットを形成することにより安定した階調性を実現し、かつ高濃度部では十分な濃度を得ることにより画質の向上、現像の安定性を図ることのできる現像方法および画像形成装置を提供する。【解決手段】感光体１と現像ローラ４１との電位差の増加に対する現像濃度の増加率が、その電位差が小さい領域とその電位差が大きい領域とで異なり、その電位差が小さい領域での現像濃度の増加率の方がその電位差が大きい領域での現像濃度の増加率より小さく、現像濃度の増加率が小さい領域の現像濃度の上限が０．３以上である現像特性で現像することを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像を担持する静電潜像担持体と、表面に現像剤を担持し現像部にて前記静電潜像担持体に対向する現像剤担持体とを備えた画像形成装置による現像方法において、前記静電潜像担持体と前記現像剤担持体との電位差の増加に対する現像濃度の増加率が、前記電位差が小さい領域と前記電位差が大きい領域とで異なり、前記電位差が小さい領域での前記現像濃度の増加率の方が前記電位差が大きい領域での前記現像濃度の増加率より小さく、前記現像濃度の増加率が小さい領域の前記現像濃度の上限が０．３以上である現像特性で現像することを特徴とする、現像方法。
【請求項２】
前記現像濃度の増加率が小さい領域の前記現像濃度の上限が０．５以上である現像特性で現像することを特徴とする、請求項１に記載の現像方法。
【請求項３】
静電潜像を担持する静電潜像担持体と、表面に現像剤を担持し現像部にて前記静電潜像担持体に対向する現像剤担持体とを備えた画像形成装置による現像方法において、前記静電潜像担持体と前記現像剤担持体との電位差の増加に対する現像濃度の増加率が小さい現像剤で現像した後に、前記電位差の増加に対する現像濃度の増加率が大きい現像剤で現像することを特徴とする、現像方法。
【請求項４】
静電潜像を担持する静電潜像担持体と、それぞれが表面に現像剤を担持し現像部にて前記静電潜像担持体に対向する第１および第２の現像剤担持体とを備え、前記第１の現像剤担持体と前記静電潜像担持体との電位差の増加に対する現像濃度の増加率は、前記第２の現像剤担持体と前記静電潜像担持体との電位差の増加に対する現像濃度の増加率よりも小さく、前記第１の現像剤担持体は前記静電潜像担持体の移動方向に対して前記第２の現像剤担持体より上流側に配置されていることを特徴とする、画像形成装置。
【請求項５】
前記第１の現像剤担持体上の現像剤の比電荷量は、前記第２の現像剤担持体上の比電荷量より大きいことを特徴とする、請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第１の現像剤担持体上の現像剤と前記第２の現像剤担持体上の現像剤との少なくとも一方の現像剤に、単極性の電荷を付与することにより所望の帯電量を与える電荷発生装置をさらに備えたことを特徴とする、請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記第１の現像剤担持体の抵抗値は前記第２の現像剤担持体の抵抗値より小さ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】
静電潜像を担持する静電潜像担持体と、表面に現像剤を担持し現像部にて前記静電潜像担持体に対向する現像剤担持体とを備えた画像形成装置において、前記静電潜像担持体と前記現像剤担持体との電位差の増加に対する現像濃度の増加率が小さい現像剤と、前記電位差の増加に対する現像濃度の増加率が大きい現像剤とが、単一の前記現像剤担持体上に形成され、前記増加率が小さい現像剤を現像した後に前記増加率が大きい現像剤を現像することを特徴とする、画像形成装置。
【請求項９】
静電潜像を担持する静電潜像担持体と、表面に現像剤を担持し現像部にて前記静電潜像担持体に対向する現像剤担持体とを備えた画像形成装置において、前記現像剤担持体は前記現像剤担持体の移動方向に対して交互に設けられた高抵抗部と低抵抗部とを有し、単極性の電荷を前記現像剤担持体上の現像剤に付与する電荷発生装置を備え、前記静電潜像担持体と前記現像剤担持体との電位差の増加に対する現像濃度の増加率が小さい現像剤と前記電位差の増加に対する現像濃度の増加率が大きい現像剤とが単一の前記現像剤担持体上に形成されることを特徴とする、画像形成装置。
【請求項１０】
静電潜像を担持する静電潜像担持体と、表面に現像剤を担持し現像部にて前記静電潜像担持体に対向する現像剤担持体とを備えた画像形成装置において、前記現像剤担持体は、前記現像剤担持体の移動方向に対して交互に設けられた高静電容量部と低静電容量部とを有し、単極性の電荷を前記現像剤担持体上の現像剤に付与する電荷発生装置を備え、前記静電潜像担持体と前記現像剤担持体との電位差の増加に対する現像濃度の増加率が小さい現像剤と前記電位差の増加に対する現像濃度の増加率が大きい現像剤とが単一の前記現像剤担持体上に形成されることを特徴とする、画像形成装置。
【請求項１１】
静電潜像を担持する静電潜像担持体と、表面に現像剤を担持し現像部にて前記静電潜像担持体に対向する現像剤担持体とを備えた画像形成装置において、前記現像剤担持体が前記電荷発生装置と対向する面とは反対の面に前記現像剤担持体と接触して移動可能な支持部材を備え、前記支持部材は、前記支持部材の移動方向に対して設けられた２組の電極パターンを有し、前記２組の電極パターンに異なる電圧が印加されており、単極性の電荷を前記現像剤担持体上の現像剤に付与する電荷発生装置を備え、前記静電潜像担持体と前記現像剤担持体との電位差の増加に対する現像濃度の増加率が小さい現像剤と前記電位差の増加に対する現像濃度の増加率が大きい現像剤とが単一の前記現像剤担持体上に形成されることを特徴とする、画像形成装置。
【請求項１２】
静電潜像を担持する静電潜像担持体と、表面に現像剤を担持し現像部にて前記静電潜像担持体に対向する現像剤担持体とを備えた画像形成装置において、前記現像剤担持体上に担持される現像剤は平均粒径の異なる２セットの現像剤が混合されたものであり、平均粒径の小さな現像剤のセットの方が平均粒径の大きな現像剤のセットに比べて流動性が大きく、前記静電潜像担持体と前記現像剤担持体との電位差の増加に対する現像濃度の増加率が小さい現像剤と前記電位差の増加に対する現像濃度の増加率が大きい現像剤とが単一の前記現像剤担持体上に形成されることを特徴とする、画像形成装置。
【請求項１３】
静電潜像を担持する静電潜像担持体と、表面に現像剤を担持し現像部にて前記静電潜像担持体に対向する現像剤担持体とを備えた画像形成装置において、前記現像剤担持体上の担持される現像剤は平均比電荷量の異なる２セットの現像剤が混合されたものであり、平均比電荷量の大きな現像剤のセットの方が平均比電荷量の小さな現像剤のセットに比べて流動性が大きく、前記静電潜像担持体と前記現像剤担持体との電位差の増加に対する現像濃度の増加率が小さい現像剤と前記電位差の増加に対する現像濃度の増加率が大きい現像剤とが単一の前記現像剤担持体上に形成されることを特徴とする、画像形成装置。
【請求項１４】
前記現像剤担持体には直流電圧に交流電圧が重畳された電圧が印加されることを特徴とする、請求項８〜１３のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタなどの画像形成装置およびその画像形成装置を用いた現像方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
まず従来の画像形成装置について説明する。
図１２は、従来の電子写真方式を用いた画像形成装置の概要図である。図１２を参照して、画像形成装置は、感光体１と、帯電装置２と、露光装置３と、現像装置４と、転写装置６と、クリーナ７と、光除電ランプ８とを主に有している。感光体１はほぼ中央部に配置され、その感光体１の周囲に対向するように帯電装置２、露光装置３、現像装置４、転写装置６、クリーナ７および光除電ランプ８が感光体１の回転方向にこの順序で配置されている。
【０００３】
なお、露光装置３は、半導体レーザ３０１と、レーザビームを走査するポリゴンミラー３０２と、レーザビームを感光体１上に所望の形状および走査速度で結像させるためのレンズ系３０３とからなっている。
【０００４】
この画像形成装置の動作においては、まず感光体１が帯電装置２によって予め所望の電位まで表面を帯電される。この後、露光装置３によって、画像情報に応じた潜像ポテンシャルが感光体１に形成される。この後、感光体１上に形成された静電潜像が、感光体１の回転により現像装置４との対向領域である現像領域に搬送される。
【０００５】
この現像領域では、表面に予め所望の値に帯電・層厚規制された現像剤（以下、トナーと称する）を担持した現像ローラが感光体１に対向して配置されており、そのトナーが潜像パターンに従って感光体１に移動して顕像化される。感光体１の潜像ポテンシャルをトナーにより顕像化した後、感光体１の回転によりトナー像が転写装置６の設置されている転写領域に搬送される。
【０００６】
そして、図示しない給紙装置によって給紙された転写紙Ｐが、転写領域に搬送されて感光体１上のトナー像と同期して接触する。転写装置６には感光体１のトナーを転写紙Ｐに移動する側の極性の電圧が印加され、感光体１のトナー像が転写紙Ｐに移動する。転写紙Ｐはトナー像が転写された後に搬送されて、一般には熱定着装置（図示せず）によって転写紙Ｐ上に融解・定着されて排紙されていく。一方、転写領域通過後の感光体１上に残留した未転写トナーはクリーナ７によって感光体１から除去され、感光体１の残留電荷をイレースする光除電ランプ８によって電位のリフレッシュが行なわれて、初めの工程に戻る。
【０００７】
このような電子写真方式の画像形成装置において、文字などはトナーによるドットの有無により２値記録され、写真画像などの場合にはディザ法などにより複数の２値記録されたドットからなる画素単位によって中間調が表現されていた。しかしながら、表現できる階調数を多くするために１画素内のドット数を多くすると、画素サイズが大きくなり、画素数で規定される解像度が下がってしまう。
【０００８】
この点に対処するために、１ドットの潜像を形成する際のレーザビームの点灯時間を変調して１ドットのサイズを変調したり、レーザビームの強度を変調して１ドットの濃度を変調することにより、画素サイズを変えることなく１画素で表現できる階調数を多くする方法が用いられている。そして前記レーザビームの点灯時間を変調するパルス幅変調に関
する技術が、たとえば特開平３−４２４４号公報に開示されている。この公報では、レーザビームのスポット径をドットピッチ（４００ｄｐｉの場合６３．５μｍ）の０．７倍以下にすることにより、潜像ポテンシャルのコントラストが大きくなり、画像濃度の低い画像部での階調の制御性および安定性を向上することができるとされている。
【特許文献１】特開平３−４２４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
近年、高解像度化に対する市場の要求が高まり、たとえば文字などの斜め線の部分がスムーズに見えるよう１２００ｄｐｉ程度の解像度が望まれている。またハイライト部の粒状感を向上するために１ドットが２０μｍ程度で形成されることが望まれている。
【００１０】
高解像度化に伴ってレーザでの書込ピッチが小さくなると、孤立したドットでは、たとえレーザの露光スポットが書込ピッチより小さくまたはそのエネルギ分布がシャープであったとしても、レーザによる露光後に感光体内に発生した電荷の拡散などにより電位分布がなだらかなものになる。つまり、図１３（ａ）に示すように孤立ドットに対応した感光体表面の電位は、図１３（ｂ）の実線で示すように角型性がよい方が望ましいが、電荷の拡散などにより一点鎖線で示すようになだらかなものになる。さらに、ドットピッチが小さくなるほど感光体表面の電位が形成する電位分布もなだらかになり、電位のピーク値（＝現像電位差）も図１３（ｂ）の一点鎖線で示すように小さくなる。このため、孤立ドットでは、もはやデジタル的な現像は不可能となりアナログ的に現像が行なわれるようになる。
【００１１】
この点を図１４〜図１７を用いて説明する。
図１４は、ドットピッチおよび露光スポットが比較的大きい場合のパルス幅変調によって形成された感光体上の潜像による１ドットのトナー層面の電位分布を示している。図１４中の破線ｔは図１７に示す一般的な現像特性に対応する現像開始レベルの電位を示し、破線ｓは同じく現像量飽和レベルの電位を示している。
【００１２】
ドットピッチ、露光スポットがともに比較的大きい場合、この図１４に示すように階調の下位レベルのドットは現像開始レベルｔに達しないため現像されない。特開平３−４２４４号公報に記載された発明では、この点を解決するためにレーザスポットを小さくすることにより、図１５に示すように階調の下位レベルのドットにおいても現像量飽和レベルｓを超えることができるため、安定に現像することが可能となる。
【００１３】
しかし、特開平３−４２４４号公報の技術を用いても、１２００ｄｐｉ程度の解像度を実現できる程度にドットピッチが小さくなると、レーザスポットを小さくしても潜像によるトナー層面の電位分布は図１６に示すように階調の上位レベルのドットでさえ濃度飽和領域ではなく濃度立上がり領域で現像することとなる。この濃度立上がり領域では潜像によるトナー層内での電位分布やトナーの帯電量や付着量で決まるトナー層の電位の微小なばらつきがドット径のばらつきとなるため、特に低濃度領域において安定した階調性を実現することが困難となる。
【００１４】
本発明は上記の事情に鑑み、高解像度の画像形成においても低濃度部では粒状感なく、安定して小さなドットを形成することにより安定した階調性を実現し、かつ高濃度部では十分な濃度を得ることにより、画質の向上、現像の安定性を図ることのできる現像方法および画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の一の局面に従う現像方法は、静電潜像を担持する静電潜像担持体と、表面に現
像剤を担持し現像部にて静電潜像担持体に対向する現像剤担持体とを備えた画像形成装置による現像方法において、静電潜像担持体と現像剤担持体との電位差の増加に対する現像濃度の増加率が、電位差が小さい領域と電位差が大きい領域とで異なり、電位差が小さい領域での現像濃度の増加率の方が電位差が大きい領域での現像濃度の増加率より小さく、現像濃度の増加率が小さい領域の現像濃度の上限が０．３以上である現像特性で現像することを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の一の局面に従う現像方法では、静電潜像担持体と現像剤担持体との電位差が小さい領域で現像濃度の増加率が小さいため、ドットのばらつきを抑えることができる。また、静電潜像担持体と現像剤担持体との電位差が大きい領域で現像濃度の増加率が大きいため、十分な画像濃度を得ることができる。
【００１７】
これにより、高解像度の画像形成においても低濃度部では粒状感なく、安定して小さなドットを形成することで安定した階調性を実現でき、かつ高濃度部では十分な濃度を得ることにより、画質の向上、現像の安定性を図ることができる。
【００１８】
なお、現像濃度の増加率の小さい領域の現像濃度の上限を０．３以上としたのは、０．３以上であれば孤立したドットを安定して形成することができるからである。
【００１９】
上記一の局面に従う現像方法において好ましくは、現像濃度の増加率が小さい領域の現像濃度の上限値が０．５以上である現像特性で現像が行われる。
【００２０】
これにより、環境の変動などにより大きな電位変動が生じても、孤立したドットを安定して形成することができる。
【００２１】
本発明の他の局面に従う現像方法は、静電潜像を担持する静電潜像担持体と、表面に現像剤を担持し現像部にて静電潜像担持体に対向する現像剤担持体とを備えた画像形成装置による現像方法において、静電潜像担持体と現像剤担持体との電位差の増加に対する現像濃度の増加率が小さい現像剤で現像した後に、電位差の増加に対する現像濃度の増加率が大きい現像剤で現像することを特徴とするものである。
【００２２】
本発明の他の局面に従う現像方法では、静電潜像担持体と現像剤担持体との電位差の増加に対する現像濃度の増加率が小さい現像剤で現像した後に、その増加率の大きい現像剤で現像するため、その電位差が小さい領域での現像濃度の増加率をその電位差が大きい領域での現像濃度の増加率より小さくすることができる。このように静電潜像担持体と現像剤担持体との電位差が小さい領域で現像濃度の増加率が小さいため、ドットのばらつきを抑えることができる。また、静電潜像担持体と現像剤担持体との電位差が大きい領域で現像濃度の増加率が大きいため、十分な画像濃度を得ることができる。
【００２３】
これにより、高解像度の画像形成においても低濃度部では粒状感なく、安定して小さなドットを形成することで安定した階調性を実現でき、かつ高濃度部では十分な濃度を得ることにより、画質の向上、現像の安定性を図ることができる。
【００２４】
本発明の一の局面に従う画像形成装置は、静電潜像を担持する静電潜像担持体と、それぞれが表面に現像剤を担持し現像部にて静電潜像担持体に対向する第１および第２の現像剤担持体とを備え、第１の現像剤担持体と静電潜像担持体との電位差の増加に対する現像濃度の増加率は、第２の現像剤担持体と静電潜像担持体との電位差の増加に対する現像濃度の増加率よりも小さく、第１の現像剤担持体は静電潜像担持体の移動方向に対して第２の現像剤担持体より上流側に配置されていることを特徴とするものである。
【００２５】
本発明の一の局面に従う画像形成装置では、静電潜像担持体の移動方向に対して第１の現像剤担持体を第２の現像剤担持体よりも上流側に配設することにより、静電潜像担持体と現像剤担持体との電位差の増加に対する現像濃度の増加率が小さい現像剤で現像した後に、その電位差の増加に対する現像濃度の増加率が大きい現像剤で現像することができる。これにより、静電潜像担持体と現像剤担持体との電位差が小さい領域での現像濃度の増加率の方がその電位差が大きい領域での現像濃度の増加率より小さくなる。静電潜像担持体と現像剤担持体との電位差が小さい領域で現像濃度の増加率が小さいため、ドットのばらつきを抑えることができる。また、その電位差が大きい領域で現像濃度の増加率が大きいため、十分な画像濃度を得ることができる。
【００２６】
これにより、高解像度の画像形成においても低濃度部では粒状感なく、安定して小さなドットを形成することで安定した階調性を実現でき、かつ高濃度部では十分な濃度を得ることにより、画質の向上、現像の安定性を図ることができる。
【００２７】
上記一の局面に従う画像形成装置において好ましくは、第１の現像剤担持体上の現像剤の比電荷量は、第２の現像剤担持体上の比電荷量より大きい。
【００２８】
これにより、第１の現像剤担持体と静電潜像担持体との電位差の増加に対する現像濃度の増加率を小さくでき、かつ第２の現像剤担持体と静電潜像担持体との電位差の増加に対する現像濃度の増加率を大きくすることができる。
【００２９】
上記一の局面に従う画像形成装置において好ましくは、第１の現像剤担持体上の現像剤と第２の現像剤担持体上の現像剤との少なくとも一方の現像剤に、単極性の電荷を付与することにより所望の帯電量を与える電荷発生装置がさらに備えられている。
【００３０】
これにより、２つの現像装置に同じトナーを用いても、電荷発生装置によって第１の現像剤担持体上の現像剤の比電荷量を第２の現像剤担持体上の比電荷量より大きくなるように電荷を付与することができる。
【００３１】
上記一の局面に従う画像形成装置において好ましくは、第１の現像剤担持体の抵抗値は第２の現像剤担持体の抵抗値より小さい。
【００３２】
現像剤担持体の抵抗値が大きいほど、その現像剤担持体上の現像剤の電位が小さくなる。このため、第１の現像剤担持体の抵抗値を第２の現像剤担持体の抵抗値より小さくすることで、２つの現像装置に同じトナーを用いても、第１の現像剤担持体上の現像剤の比電荷量を第２の現像剤担持体上の比電荷量を大きくすることができる。
【００３３】
本発明の他の局面に従う画像形成装置は、静電潜像を担持する静電潜像担持体と、表面に現像剤を担持し現像部にて静電潜像担持体に対向する現像剤担持体とを備えた画像形成装置において、静電潜像担持体と現像剤担持体との電位差の増加に対する現像濃度の増加率が小さい現像剤と、その電位差の増加に対する現像濃度の増加率が大きい現像剤とが、単一の現像剤担持体上に形成され、増加率が小さい現像剤を現像した後に増加率が大きい現像剤を現像することを特徴とするものである。
【００３４】
本発明の他の局面に従う画像形成装置では、１つの現像装置で小さなドットの均一形成と黒ベタ画像の光学濃度を両立することができるため、部品点数を少なくできるだけでなく装置全体のサイズを小型化することができる。
【００３５】
本発明のさらに他の局面に従う画像形成装置は、静電潜像を担持する静電潜像担持体と、表面に現像剤を担持し現像部にて静電潜像担持体に対向する現像剤担持体とを備えた画
像形成装置において、現像剤担持体は現像剤担持体の移動方向に対して交互に設けられた高抵抗部と低抵抗部とを有し、単極性の電荷を現像剤担持体上の現像剤に付与する電荷発生装置を備え、静電潜像担持体と現像剤担持体との電位差の増加に対する現像濃度の増加率が小さい現像剤と電位差の増加に対する現像濃度の増加率が大きい現像剤とが単一の現像剤担持体上に形成されることを特徴とするものである。
【００３６】
このように高抵抗部と低抵抗部とが交互に設けられた現像剤担持体を用いることによって、１つの現像装置で小さなドットの均一形成と黒ベタ画像の光学濃度を両立することができるため、部品点数を少なくできるだけでなく装置全体のサイズを小型化することができる。
【００３７】
本発明のさらに他の局面に従う画像形成装置は、静電潜像を担持する静電潜像担持体と、表面に現像剤を担持し現像部にて静電潜像担持体に対向する現像剤担持体とを備えた画像形成装置において、現像剤担持体は現像剤担持体の移動方向に対して交互に設けられた高静電容量部と低静電容量部とを有し、単極性の電荷を現像剤担持体上の現像剤に付与する電荷発生装置を備え、静電潜像担持体と現像剤担持体との電位差の増加に対する現像濃度の増加率が小さい現像剤と電位差の増加に対する現像濃度の増加率が大きい現像剤とが単一の現像剤担持体上に形成されることを特徴とするものである。
【００３８】
このように高静電容量部と低静電容量部とが交互に設けられた現像剤担持体を用いることによって、１つの現像装置で小さなドットの均一形成と黒ベタ画像の光学濃度を両立することができるため、部品点数を少なくできるだけでなく装置全体のサイズを小型化することができる。
【００３９】
本発明のさらに他の局面に従う画像形成装置は、静電潜像を担持する静電潜像担持体と、表面に現像剤を担持し現像部にて静電潜像担持体に対向する現像剤担持体とを備えた画像形成装置において、現像剤担持体が電荷発生装置と対向する面とは反対の面に現像剤担持体と接触して移動可能な支持部材を備え、支持部材は支持部材の移動方向に対して設けられた２組の電極パターンを有し、２組の電極パターンに異なる電圧が印加されており、単極性の電荷を現像剤担持体上の現像剤に付与する電荷発生装置を備え、静電潜像担持体と現像剤担持体との電位差の増加に対する現像濃度の増加率が小さい現像剤と電位差の増加に対する現像濃度の増加率が大きい現像剤とが単一の現像剤担持体上に形成されることを特徴とするものである。
【００４０】
このように２組の電極パターンに異なる電圧を印加することによって、１つの現像装置で小さなドットの均一形成と黒ベタ画像の光学濃度を両立することができるため、部品点数を少なくできるだけでなく装置全体のサイズを小型化することができる。
【００４１】
本発明のさらに他の局面に従う画像形成装置は、静電潜像を担持する静電潜像担持体と、表面に現像剤を担持し現像部にて静電潜像担持体に対向する現像剤担持体とを備えた画像形成装置において、現像剤担持体上に担持される現像剤は平均粒径の異なる２セットの現像剤が混合されたものであり、平均粒径の小さな現像剤のセットの方が平均粒径の大きな現像剤のセットに比べて流動性が大きく、静電潜像担持体と現像剤担持体との電位差の増加に対する現像濃度の増加率が小さい現像剤と電位差の増加に対する現像濃度の増加率が大きい現像剤とが単一の現像剤担持体上に形成されることを特徴とするものである。
【００４２】
これにより、比電荷の大きい現像剤で微小ドットを形成した後、比電荷の小さい現像剤で現像することができるため、低濃度部での微小ドットを安定的に形成でき、かつ高濃度部において十分な黒ベタ濃度を得ることができる。
【００４３】
本発明のさらに他の局面に従う画像形成装置は、静電潜像を担持する静電潜像担持体と、表面に現像剤を担持し現像部にて静電潜像担持体に対向する現像剤担持体とを備えた画像形成装置において、現像剤担持体上の担持される現像剤は平均比電荷量の異なる２セットの現像剤が混合されたものであり、平均比電荷量の大きな現像剤のセットの方が平均比電荷量の小さな現像剤のセットに比べて流動性が大きく、静電潜像担持体と現像剤担持体との電位差の増加に対する現像濃度の増加率が小さい現像剤と電位差の増加に対する現像濃度の増加率が大きい現像剤とが単一の現像剤担持体上に形成されることを特徴とするものである。
【００４４】
これにより、比電荷の大きい現像剤で微小ドットを形成した後、比電荷の小さい現像剤で現像することができるため、低濃度部での微小ドットを安定的に形成でき、かつ高濃度部において十分な黒ベタ濃度を得ることができる。
【００４５】
上記他の局面に従う画像形成装置において好ましくは、現像剤担持体には直流電圧に交流電圧が重畳された電圧が印加される。
【００４６】
これにより、比電荷の大きい現像剤で微小ドットを形成した後、比電荷の小さい現像剤で現像することができるため、低濃度部での微小ドットを安定的に形成でき、かつ高濃度部において十分な黒ベタ濃度を得ることができる。
【発明の効果】
【００４７】
以上説明したように、本発明の現像方法および画像形成装置によれば、光学系に過度な負担をかけることなく、低濃度部で粒状感を感じない程度の微小あるいは低濃度ドットを安定に形成することができ、かつ高濃度部で十分な濃度を得ることができるため、現像の安定性、画像の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における電子写真方式を用いた画像形成装置の概要図である。図１を参照して、画像形成装置は、感光体１と、帯電装置２と、露光装置３と、現像装置４ａ、４ｂと、転写装置６と、クリーナ７と、光除電ランプ８とを主に有している。感光体１は、ほぼ中央部に配置され、その感光体１の周囲に対向するように、帯電装置２、露光装置３、現像装置４ａ、４ｂ、転写装置６、クリーナ７および光除電ランプ８が感光体１の回転方向にこの順序で配置されている。
【００４９】
感光体１は、金属もしくは樹脂の導電性基体の上にアンダーレイヤとキャリア発生層ＣＧＬとキャリア移動層ＣＴＬが順に塗布されている。最外層に位置するキャリア移動層ＣＴＬは、ポリカーボネートを主成分として薄膜に塗布されており、露光量に対する電荷発生量の傾きが比較的緩やかな材質から形成されている。
【００５０】
本実施の形態の画像形成装置の動作においては、まず感光体１が、帯電装置２によって所望の電位、たとえば−６００Ｖに帯電され、露光装置３によって画像情報に応じた潜像ポテンシャルが形成される。
【００５１】
その後、感光体１上に形成された静電潜像は回転して現像装置４ａの現像ローラ４１との対向領域に搬送され、次いで現像装置４ｂの現像ローラ４１の対向領域に搬送される。現像領域では感光体１に、その表面が弾性部材で形成された導電性の現像ローラ４１が圧接されており、後述の工程により予め所望の値に帯電・層厚規制されたトナーが潜像パターンに従って感光体１に移動し、顕像化される。感光体１の潜像ポテンシャルをトナーに
より顕像化した後、感光体１の回転によりトナー像が転写装置６の設置されている転写領域に搬送される。
【００５２】
そして、図示しない給紙装置によって給紙された転写紙Ｐが、転写領域に搬送されて感光体１上のトナー像と同期して接触する。転写装置６には感光体１のトナーを転写紙Ｐに移動する側の極性の電圧が印加され、その電圧により感光体１のトナー像が転写紙Ｐに移動する。転写紙Ｐはトナー像が転写された後に搬送されて、一般には熱定着装置（図示せず）によって転写紙Ｐ上に融解・定着されて排紙されていく。一方、転写領域通過後の感光体１上に残留した未転写トナーはクリーナ７によって感光体１から除去され、感光体１の残留電荷をイレースする光除電ランプ８によって電位のリフレッシュが行なわれて、初めの工程に戻る。
【００５３】
次に、現像装置４ａ、４ｂの構成について詳細に説明する。
図２は、現像装置４ａ、４ｂの構成を概略的に示す断面図である。図２を参照して、現像装置４ａ、４ｂのトナータンク（以下、ホッパ）４０に収められたトナー１０は、スクリュー４７によって現像ローラ４１近傍に搬送される。
【００５４】
現像ローラ４１は、たとえば直径１８ｍｍのステンレス製の回転軸表面上に厚さ８ｍｍの半導電性弾性層が被覆された構成を有している。この半導電性弾性層の基材はウレタン樹脂にカーボンブラックを分散させた材質よりなっており、カーボンブラックの分散量によりその抵抗値が調整されている。
【００５５】
現像ローラ４１にはトナー供給ローラ４２が圧接されており、トナー供給ローラ４２は現像ローラ４１との対向部で現像ローラ４１の回転方向と逆方向に回転している。また、トナー供給ローラ４２は現像ローラ４１と同様な素材から構成されており、電気的抵抗の調整も現像ローラ４１と同様の抵抗調整材料で行なわれている。また、トナー供給ローラ４２には弾性力をさらに大きくするために発泡させた素材が用いられており、発泡剤の量は現像ローラ４１よりも多くされている。
【００５６】
トナー供給ローラ４２には、図示しないバイアス電源から電圧が印加されており、一般にはトナー１０を現像ローラ４１に押す方向、たとえば負極性トナーであればより負極側に大きなバイアス電圧がトナー供給ローラ４２に印加される。
【００５７】
トナー供給ローラ４２によって現像ローラ４１に供給されたトナー１０は、現像ローラ４１の回転動作によってトナー層厚規制部材であるブレード４３と現像ローラ４１との当接位置に搬送される。
【００５８】
０．１ｍｍのステンレス板で作られたブレード４３は片持ち板バネ構造を有しており、その自由端が現像ローラ４１に当接されている。これにより、現像ローラ４１に供給されたトナー１０はブレード４３の所定の設定圧力や設定位置によって所定の帯電量と厚みに規制される。また、ブレード４３は図示しないバイアス電源から電圧を印加されており、トナー１０が現像ローラ４１を押す方向、たとえば負極性トナーであればより負極側に大きなバイアス電圧、または現像ローラ４１と同電位となるようなバイアス電圧を印加される。
【００５９】
現像工程で使用されなかった現像ローラ４１上の未現像トナーは、現像ローラ４１の回転によって現像装置４に戻っていく。このとき、トナー供給ローラ４２の手前に設置された電荷除電装置４４によって、現像ローラ４１上の未現像トナーはその帯電電荷を除去され、供給ローラ４２の圧接によってホッパ４０に剥離回収されて再利用される。
【００６０】
電荷除電装置４４は、弾性を有する薄板状部材であり、現像剤層を介して現像剤担持体と接触する部分における抵抗値が１０ｋΩ以下の低抵抗材料もしくは金属材料から構成されている。また電荷除電装置４４は、ローラ状部材でもよく、現像剤層を介して現像剤担持体と接触する部分における抵抗値が１０ｋΩ以下の低抵抗材料もしくは金属材料から構成されている。電荷除電装置４４をローラ状部材とすることにより、現像ローラ４１上の誘電体層に存在する電荷を除去するだけでなく、現像に供されなかった残留トナーを現像ローラ４１から除去することができる。
【００６１】
電荷除電装置４４に板状の弾性部材を用いる場合、適度に現像ローラ４１に圧接するように、板状の弾性部材の一端部分が現像層４ａまたは４ｂに固定され、自由端側の腹はそのバネ性を利用して現像ローラ４１に圧接される。また、図示しない電源回路からのバイアス電圧Ｖｄがこの板状の弾性部材に供給され、それにより現像後の現像ローラ４１上の電荷が除去され、また回収トナーが除電・除去される。電圧Ｖｄは接地電位（０Ｖ）であってもよく、あるいは現像ローラ４１との電位差が±８００Ｖ程度の交流であってもよい。
【００６２】
現像ローラ４１は、体積抵抗が１０7Ωｃｍ、ゴム硬度がアスカＣ硬度において５４度、表面粗さＲｚが２であり、感光体１との接触幅が約２．０ｍｍとなっており、７０ｍｍ／秒の周速で回転している。
【００６３】
トナー１０はスチレン−アクリル共重合体の基材にカーボンブラックおよび帯電制御剤が添加された平均粒径７μｍの微粒子であり、ブレード４３により約１層分、充填率約５０％のトナー層に形成される。
【００６４】
現像装置４ａのトナー１０は平均比電荷量が約−５０μＣ／ｇ、現像装置４ｂのトナー１０は平均比電荷量が約−２０μＣ／ｇとなるように帯電制御剤により調整されている。表１に現像装置の異なる点を示す。なお、表１には、後述する実施の形態２〜５のトナー帯電方法および比電荷量も併せて示す。
【００６５】
【表１】
2007004206.tif 000003
【００６６】
このように平均比電荷量が異なる２種類のトナーを個別に収容した２つの現像装置４ａおよび４ｂを有する点が、本実施の形態の特徴である。
【００６７】
画像形成時の各部材の印加電圧の例としては、現像ローラ４１は−３００Ｖに、供給ローラ４２は−４００Ｖ（現像ローラ電位−１００Ｖ）に、現像装置４ａのブレード４３は−３５０Ｖ（現像ローラ電位−５０Ｖ）、現像装置４ｂのブレード４３は−３２０Ｖ（現像ローラ電位−２０Ｖ）に設定されている。
【００６８】
上記の画像形成装置において、感光体面でのスポット径（１／ｅ2）が約３０μｍのレーザを用いて、レーザの走査方向１５０ｍｍ、感光体１の回転方向１０ｍｍの範囲に露光ピッチ２１μｍで４ピッチおきにドットを形成し、レーザの走査方向の左端、中央、右端の３ヵ所でそれぞれ１００点のドット径とそのばらつきを算出した。なお、露光エネルギはドット径が約２０μｍになるように調整した。
【００６９】
中央部での平均ドット径（ドット現像部の面積と等価な円の直径として算出）、平均ドット径のばらつき（実質的には右端の平均ドット径−左端の平均ドット径）、３ヵ所のドット径のばらつき（３σ／平均ドット径）の平均値の結果を表２に示す。なお、表２には、後述する他の実施の形態における各数値も併せて示す。
【００７０】
【表２】
2007004206.tif 000004
【００７１】
場所による平均ドット径のばらつきが３μｍで、ドット径のばらつき（３σ／平均ドット径）の３ヵ所の平均値が０．４９と、小さなドットであるにも関わらず場所によるドット径のばらつきも小さく、ドット径のよく揃った画像が得られた。また、感光体１全面の電位を０Ｖにしたときの黒ベタ画像の光学濃度は１．５２であり、黒色としての所望値を満たしていた。
【００７２】
以上より本実施の形態では、粒状感の改善された低濃度画像部を安定して形成することが可能になるとともに、黒ベタ部の濃度を十分に得ることが可能となった。
【００７３】
この結果と比較のため、以下のような比較例の実験も行なった。
現像装置４ａのみを用いた場合と現像装置４ｂのみを用いた場合とで、現像ローラの回転周速を１４０ｍｍ／秒に設定して同様の評価を行なった。その結果を、表２に併せて示す。
【００７４】
表２の結果より、現像装置４ａのみを用いた場合、平均ドット径のばらつきが３μｍで、ばらつきの平均値は０．４８と良好であったが、黒ベタ画像の光学濃度は１．０５と所望値に到達しなかった。
【００７５】
また、現像装置４ｂのみを用いた場合、黒ベタ部の光学濃度は１．５５と十分な濃度が得られたものの、平均ドット径のばらつきが１２μｍでばらつきの平均値は０．６１と、場所による平均ドット径のばらつきおよび近傍のドット径ばらつきがともに大きくなり、安定した低濃度画像の形成を行なうことができなかった。
【００７６】
次に、現像装置４ａのみ、現像装置４ｂのみ、現像装置４ａおよび４ｂの双方の各場合において、それぞれ動作させたときの現像電位差に対する現像量（以下、現像γと称する）を別途調べた。その結果、現像装置４ａのみの場合、現像装置４ｂのみの場合については図３に示す特性が得られ、また現像装置４ａおよび４ｂの双方を動作させた場合には図４に示す特性が得られた。
【００７７】
図３および図４において、本測定では感光体１を帯電せずに０Ｖに保ったまま現像ローラ４１への印加電圧を順次変えて、（感光体電位（０Ｖ））−（現像ローラ電位）を横軸に、全面同一濃度に画像形成された用紙の光学濃度（ＯＤ値：現像濃度）を縦軸に示している。なお、現像ローラ４１の電位を固定し、感光体１の帯電電位を順次変えても横軸に（感光体電位（０Ｖ））−（現像ローラ電位）をとれば同じ図になることは周知のことである。
【００７８】
なお、現像されたドットの濃度から実質的な現像電位差は約５０〜１００Ｖであると推定した。
【００７９】
まず図３より、現像装置４ｂのみで現像した場合は、ドットの現像電位差付近では現像γの傾きが大きいため、現像量が感光体１の電位分布あるいはトナー１０の帯電量分布に鋭敏に反応した結果、ドット径のばらつきが大きくなったと考えられる。一方、現像装置４ａのみで現像した場合は、ドットの現像電位差付近では現像γの傾きが小さいため、上記分布に対する反応が鈍く結果的にドット径ばらつきは小さくなるが、一方で現像γの傾きが小さいため黒ベタの電位差においても十分な濃度が得られなかったと考えられる。
【００８０】
これらと比べて、現像装置４ａおよび４ｂの両方を動作させて現像した場合、図４に示すように、現像電位差の小さい領域では現像γの傾きが小さく、現像電位差の大きい領域では現像γの傾きが大きくなっている。このような現像γ特性を形成することにより、低濃度画像部のようなドット密度が小さい領域（すなわち現像電位差の小さい領域）ではドットが安定して形成でき、高濃度画像部のようにドット密度が大きい領域（すなわち現像電位差が大きい領域）では、十分な画像濃度を得ることができたと考えられる。
【００８１】
なお、現像γの傾きが小さい場合にばらつきが小さくなることは、図５を用いて以下のように説明される。
【００８２】
図５を参照して、実線は実際の測定値を示しており、一点鎖線はその実際の測定値に対してばらつきの生じる範囲を示している。ここで、現像装置４ｂのみを用いる場合のように傾きが大きいと、ある現像電位差で見たときのばらつきが生じる範囲ΔＯＤ2は比較的大きくなる。これに対して、現像装置４ａおよび４ｂの両方を用いる場合のように傾きが小さいと、ある現像電位差で見たときの一点鎖線で示すばらつきが生じる範囲ΔＯＤ1は比較的小さくなる。このことから、現像γの傾きが小さい場合にばらつきが小さくなることがわかる。
【００８３】
また本実験結果より、現像γの傾きの小さい領域が光学濃度０．３程度以上あれば孤立したドットを安定して形成できることがわかった。また、環境による変動などの大きな電位変動まで考慮すると、その現像γの小さい領域は光学濃度０．５程度以上あればより好ましいこともわかった。
【００８４】
（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２に用いられる現像装置の構成を概略的に示す断面図である。図６を参照して、本実施の形態の現像装置の構成は、実施の形態１の構成と比較して、トナー層厚規制部材であるブレード４３の現像ローラ４１の回転方向下流側に電荷発生
装置４５が設けられている点において異なる。
【００８５】
電荷発生装置４５は、絶縁性の支持基板４５ａ上に、電極４５ｂと、絶縁層４５ｃと、電極４５ｄとが順に積層された構成を有している。この電荷発生装置４５は、帯電時には電極４５ｄ近傍で生成された電荷がバイアス電圧とトナー層の表面電位とに基づく電界によりトナー層表面方向に引出され、トナー１０に付加されることによってトナー１０の帯電量を増加する役割をなすものである。
【００８６】
なお、これ以外の本実施の形態の構成については上述した実施の形態１の構成とほぼ同じであるため、同一の部材については同一の符号を付しその説明を省略する。
【００８７】
本実施の形態の動作においては、電荷発生装置４５の電極４５ｂには２ｋＨｚの±２ｋＶの交流電圧に−４００Ｖ（現像ローラ電位−１００Ｖ）のバイアス電圧が印加され、電極４５ｄには電極４５ｂと同じバイアス電圧（つまり−４００Ｖ）が印加される。トナー１０は先述の現像装置４ｂに用いたトナー１０と同じものであり、ブレード４３により層形成されたトナー層は約−２０μＣ／ｇに帯電している。このトナー層は電荷発生装置４５と対向する位置に搬送され、その対向位置を通過する間にトナー層の表面電位が約６０Ｖ（約−６０μＣ／ｇ）になるまで帯電され、現像領域に搬送されて現像工程に入る。その後の動作は実施の形態１と同様である。
【００８８】
この現像装置４ｃを図１に示す実施の形態１の現像装置４ａと置き換えて、実施の形態１と同様のドット径ばらつきの評価を行なった。この結果、平均ドット径のばらつきが２μｍで、ばらつきの平均値は０．４３と小さなドットを安定して均一に形成することができた。また、黒ベタ画像の光学濃度は１．５０であり、黒色としての所望値を満たしていた。
【００８９】
電荷発生装置４５を設けた現像装置４ｃを用いることにより、２つの現像装置４ｃおよび４ｂに同じトナー１０を用いることができるため、２種類のトナー１０を用意する必要がなくなるだけでなく、たとえばトナー１０の補給時にトナー１０を取り違えてしまうようなミスが起こり得なくなる。また僅かではあるがドット径ばらつきが改善され、より良好な画像が形成された。このばらつきの改善については、現像装置４ｃの電荷発生装置４５を用いてトナー１０の帯電量を増加することにより、現像装置４ａのトナー１０より比電荷が大きくなり現像γの傾きがさらに小さくなったため、および層形成時の摩擦帯電による帯電量ばらつきが改善され、現像装置４ａの摩擦帯電によるトナー１０の帯電量ばらつきよりも小さくなったため、現像されたドットのばらつきも小さくなったと考えられる。
【００９０】
（実施の形態３）
本実施の形態の画像形成装置に用いられる現像装置４ｄの構成は、実施の形態２における現像装置４ｃの構成と比較して、現像ローラ４１の抵抗値が１０9Ω・ｃｍである点のみにおいて異なる。この現像装置４ｄでは、電荷発生装置４５によって帯電されたトナー１０の比電荷は約−３５μＣ／ｇであった。
【００９１】
なお、これ以外の本実施の形態の構成については、上述した実施の形態１の構成とほぼ同じであるため、その説明は省略する。
【００９２】
この現像装置４ｄを図１に示す実施の形態１の現像装置４ｂと置き換えて、実施の形態１と同様のドット径ばらつきの評価を行なった。この結果、平均ドット径のばらつきが４μｍで、ばらつきの平均値は０．４０と小さなドットを安定して均一に形成することができた。また、黒ベタ画像の光学濃度は１．４５であり、黒色としての所望値を満たしてい
た。
【００９３】
トナー帯電時にはトナー層に供給した単極性電荷の一部（Ｉｒ）が、トナー１０に付着することなく現像ローラ表面まで到達し弾性層を通って回転軸に流れ出すため、現像ローラの抵抗値（Ｒｒ）に応じた電位が発生する。一方、電荷発生装置４５は、現像ローラ４１の電位（Ｖｒ）とトナー層電位（Ｖｔ）とによるトナー層表面電位（Ｖｓ）がバイアス電圧（Ｖｂ）に到達するまで電荷を供給するため、Ｖｓ＝Ｖｂ＝Ｖｒ＋Ｖｔの関係が成り立つ。
【００９４】
ここで、Ｖｒ＝Ｒｒ×Ｉｒであるため、現像ローラ４１の抵抗値（Ｒｒ）が大きい方が現像ローラ４１の電位（Ｖｒ）が大きくなり、トナー層電位（Ｖｔ）が小さくなる。トナー層電位（Ｖｔ）はトナー帯電量にほぼ比例するため、結果として抵抗値（Ｒｒ）の大きい現像ローラ４１上のトナー１０は比電荷量が小さくなる。この作用により現像装置４ｄの電荷発生装置４５の各設定電圧などは全く同じであっても、異なる比電荷のトナー層を作ることが可能となる。
【００９５】
電荷発生装置４５を設けた現像装置４ｃ（図６）および４ｄを用いることにより、２つの現像装置４ｃおよび４ｄに同じトナー１０を用いることができるため、２種類のトナー１０を用意する必要がなくなるだけでなく、たとえばトナー１０の補給時にトナー１０を取り違えてしまうようなミスが起こり得なくなる。また、これらの現像装置４ｃ、４ｄは、現像ローラ４１の抵抗値が異なるだけであるので、作りやすさやコストの点においても優れている。
【００９６】
なお、現像装置４ｄの現像ローラ４１の抵抗値が高すぎると、弾性層を流れる電流が、現像時までに流れ出してしまわないことによる電位や、現像時の現像ローラ４１から感光体１へのトナー１０の移動に伴う電流による電位の影響を受けるため好ましくない。その上限値は、現像ローラ４１と感光体１との容量成分、トナー層の帯電から現像部までへの移動時間によって決まる。また、トナー層が厚すぎると電荷発生装置４５から供給した電荷が現像ローラ４１表面まで到達せず、抵抗の異なるところでトナー層電位に差がつかず、異なる比電荷のトナー層を作ることができないため、現像ローラ４１上のトナー層の厚さはトナー１０の１〜２．５層分程度が好ましい。
【００９７】
（実施の形態４）
図７は、本発明の実施の形態４に用いられる現像装置の構成を概略的に示す断面図である。図７を参照して、本実施の形態の構成は、図６に示す実施の形態２の構成と比較して、現像ローラ４１がその回転方向に抵抗値の異なる部分を交互に有している点において異なる。
【００９８】
図８は現像ローラ４１の弾性層を拡大して示す斜視図である。図８を参照して、回転軸４１ａの表面に、１０5Ω・ｃｍの低抵抗弾性層４１ｂ1をベースとして１ｍｍピッチの縞状に１０9Ω・ｃｍの高抵抗弾性層４１ｂ2が設けられたシートが巻付けられている。
【００９９】
なお、これ以外の本実施の形態の構成については、上述した実施の形態２の構成とほぼ同じであるため、同一の部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１００】
本実施の形態においては、この現像装置４ｅのみを用い、現像ローラ４１を１４０ｍｍ／秒の速度で回転させて、実施の形態１と同様のドット径ばらつきの評価を行なった。この結果、平均ドット径のばらつきが４μｍでばらつきの平均値は０．５０と小さなドットを幾分均一に形成することができた。また、黒ベタ画像の光学濃度は１．４１であり、黒色としての所望値を満たしていた。
【０１０１】
現像ローラ４１の抵抗値に対応したトナー層の比電荷は不明であるが、電荷発生装置４５で帯電した後のトナー層全体の比電荷が約−４５μＣ／ｇであったことを考えると、実施の形態３で記載した効果と同様の効果が得られていると思われる。
【０１０２】
上記現像装置４ｅを上記の動作条件で、かつ現像ローラ４１に与える現像バイアス電圧に周期１．５ｋＨｚ、デューティ比１：１、±２００Ｖの矩形電圧と−３００Ｖの直流電圧とを重畳した電圧を与えて上記と同様のドット径ばらつきの評価を行なった。その結果、平均ドット径のばらつきが３μｍで、ばらつきの平均値が０．４６と、直流電圧のみで現像したときよりもばらつきが改善され、小さなドットを安定して均一に形成することができた。また、黒ベタ画像の光学濃度は１．４２であり、黒色としての所望値を満たしていた。
【０１０３】
ばらつきが改善された理由は定かではないが、矩形電圧を重畳することにより現像部突入前の狭ギャップ部で比電荷の大きいトナー１０が飛翔・現像された後に、つまり現像電位差の増加に対して現像濃度の増加率が小さいトナー層で小さなドットが確実に現像された後に、現像部で比電荷の小さいトナー１０により現像されたため（実質的には現像ローラ４１から感光体１へのトナー１０の移動はほとんどないと思われる）、上記実施の形態３での現像状態とよく似た現象となり、ばらつきが改善されたものと推測される。
【０１０４】
この現像装置４ｅでは、１つの現像装置４ｅで小さなドットの均一形成と黒ベタ画像の光学濃度とを両立できるため、部品点数を少なくできるだけでなく、装置全体のサイズを小型化することができる。
【０１０５】
上記では、現像ローラ４１の移動方向に対して直角方向に低抵抗部と高抵抗部とを交互に設けたが、図９に示すように角度を持たせて（つまり螺旋状に）低抵抗部と高抵抗部とを交互に設けた方が良い。現像軸方向にドット部と黒ベタ部とが混在する場合、黒ベタ部では現像電流が多く流れるため、現像ローラ４１の移動方向に対して直角方向に低抵抗部と高抵抗部とを交互に設けた場合には、現像電流がこのピッチに合わせて移動し、これにより実効的な現像バイアスが変動するためドットのサイズや濃度が変動することがある。これに対して、現像ローラ４１の移動方向に対して角度を持たせて低抵抗部と高抵抗部とを交互に設けることにより、この変動をかなり緩和することが可能となる。
【０１０６】
また、低抵抗部材と高抵抗部材との代わりに高誘電率部材と低誘電率部材とを用いても、高誘電率部材上の大きな比電荷のトナー１０と低誘電率部材上の小さな比電荷のトナー１０とからなるトナー層を形成することができるため、上記と同様の効果を得ることができる。
【０１０７】
また、上記では弾性シートを回転軸４１ａに巻付けた現像ローラ４１を用いたが、ベルト状にした弾性シートを駆動することにより、上記と同様の動作が実現されてもよい。
【０１０８】
（実施の形態５）
図１０は、本発明の実施の形態５に用いられる現像装置の構成を概略的に示す断面図である。図１０を参照して、本実施の形態の構成は、実施の形態１の構成と比較して、現像剤担持体として現像ベルト４１ｅが用いられ、この現像ベルト４１ｅがベルト支持ローラ４１ｃおよび現像バイアスローラ４１ｄに懸架されている点において異なる。
【０１０９】
この現像ベルト４１ｅは、ベルト支持ローラ４１ｃと現像バイアスローラ４１ｄとが回転することにより移動可能となっている。この現像ベルト４１ｅは、厚さ３００μｍで抵抗値が１０8Ω・ｃｍ程度のシリコンゴムシートからなっている。ベルト支持ローラ４１
ｃは、絶縁性の樹脂により成形されたローラであり、図１１に示すようにその表面に２００μｍの線幅で１．５ｍｍピッチで電極ＡおよびＢが印刷されており、１ライン置きの２組の電極ラインＡおよびＢがローラ４１ｃの左右の端面でそれぞれ接続されている。
【０１１０】
現像バイアスローラ４１ｄは、金属シャフトの周囲に導電性かつ低弾性の層を設けた構成を有しており、感光体１と対向する位置に配置されている。この金属シャフトには現像バイアス電圧が印加される。電荷発生装置４５は現像ベルト４１ｅがベルト支持ローラ４１ｃに密着して支持されている領域に対向して設けられている。この電荷発生装置４５は、実施の形態２で説明した構成と同じ構成を有している。
【０１１１】
なお、これ以外の本実施の形態の構成については、上述した実施の形態１の構成とほぼ同じであるため、同一の部材については同一の符号を付し、その説明は省略する。
【０１１２】
次に、トナーの帯電部の動作中の様子を図１１を用いて説明する。
図１１を参照して、ベルト支持ローラ４１ｃ上の電極Ａの組には−１００Ｖ、電極Ｂの組には０Ｖの電圧が図の反対側の端面で印加されている。ローラ４１ｃが現像ベルト４１ｅと密着しているところでは電極Ａから電極Ｂへ電流が流れ、この電流の電位降下のため現像ベルト４１ｅの電極Ａに接するところから電極Ｂに接するところまでが−１００Ｖから０Ｖにほぼ直線的に変化している。
【０１１３】
一方、電荷発生装置４５にはバイアス電圧として−１００Ｖの電圧が印加されているため、現像ベルト４１ｅ上のトナー１０のうち、現像ベルト４１ｅが−１００Ｖであるところのトナー１０にはほとんど電荷が付与されず、０Ｖであるところのトナー１０には多くの電荷が付与されて帯電量が増加される。電荷発生装置４５を動作させないときの現像ベルト４１ｅ上のトナー１０の比電荷は約−２０μＣ／ｇであるのに対して、上記動作をしたときの平均比電荷は約−４５μＣ／ｇであったことより、現像ベルト４１ｅ上には約−２０〜−７０μＣ／ｇのトナー層が形成されていると推察される。
【０１１４】
このように大きい比電荷のトナー１０と小さい比電荷のトナー１０とを単一の現像剤担持体４１ｅ上に作ることにより、上述した実施の形態１〜４と同様の効果を得ることができる。また、この現像装置４ｆを用いて画像を形成したところ良好な画質を得ることができた。
【０１１５】
また、１つの現像剤担持体上のトナーの比電荷を変調する他の実施の形態として、平均粒径の異なる２種類のトナー、あるいは帯電制御剤が異なる２種類のトナーを混合することにより、位置的にはランダムであるが上記と同様の効果を得ることが可能となる。このとき、比電荷量の大きいトナーの流動性が大きくなるようにシリカ微粒子などの外添剤により調整され、現像バイアスとして上記に示したような直流電圧に交流電圧を重畳することによって、比電荷の大きいトナー（すなわち現像電位差の増加に対する現像濃度の増加率が小さいトナー）で微小ドットを形成した後、比電荷の小さいトナー（すなわち現像電位差の増加に対する現像濃度の増加率が大きいトナー）で現像することができるため、低濃度部での微小ドットを安定に形成し、かつ高濃度部で十分な黒ベタ濃度を得ることができる。
【０１１６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】本発明の実施の形態１における画像形成装置の概要図である。
【図２】本発明の実施の形態１における画像形成装置に用いられる現像装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図３】現像装置４ａのみを用いた場合および現像装置４ｂのみを用いた場合の現像電位差と光学濃度との関係を示す図である。
【図４】現像装置４ａと現像装置４ｂとの両方を用いた場合の現像電位差と光学濃度との関係を示す図である。
【図５】現像γの傾きが小さくなることによりばらつきが小さくなることを説明するための図である。
【図６】本発明の実施の形態２における画像形成装置に用いられる現像装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態４における画像形成装置に用いられる現像装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図８】現像ローラの弾性層を拡大して示す斜視図である。
【図９】低抵抗部と高抵抗部に角度を持たせて交互に設けた構成を示す斜視図である。
【図１０】本発明の実施の形態５における画像形成装置に用いられる現像装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図１１】ベルト支持ローラの構成を拡大して示す図である。
【図１２】従来の画像形成装置の概要図である。
【図１３】孤立ドット部における感光体表面の電位を説明するための図である。
【図１４】ドットピッチおよび露光スポットが大きい場合のパルス幅変調によって形成された感光体上の潜像による１ドットのトナー層面の電位分布を示す図である。
【図１５】レーザスポットを小さくすることにより、階調の下位レベルのドットにおいても現像飽和レベルを超えることができることを説明するための図である。
【図１６】ドットピッチが小さい場合のパルス幅変調によって形成された感光体上の潜像による１ドットのトナー層面の電位分布を示す図である。
【図１７】一般的な現像特性を示す図である。
【符号の説明】
【０１１８】
１  感光体、２  帯電装置、３  露光装置、４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ  現像装置、６  転写装置、７  クリーナ、８  光除電ランプ、１０  トナー、４０  ホッパ、４１  現像ローラ、４１ａ  回転軸、４１ｂ1  低抵抗弾性層、４１ｂ2  高抵抗弾性層、４１ｃ  ベルト支持ローラ、４１ｄ  現像バイアスローラ、４１ｅ  現像ベルト、４２
トナー供給ローラ、４３  ブレード、４４  電荷除電装置、４５  電荷発生装置、４５ａ  支持基板、４５ｂ，４５ｄ  電極、４５ｃ  絶縁層、４７  スクリュー。
【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】
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【図１７】
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