(57)【要約】【課題】現像剤担持体に担持される現像剤の量や、現像剤担持体と像担持体とのギャップなどの現像条件が変化した場合であっても、比較的簡易に、ドット面積のバラツキが少なくて粒状性の良好な画像を形成することができる、現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供する。【解決手段】現像領域に対して下流側の位置であって転写位置に対して上流側の位置に、電極部材６０を像担持体１に対向するように配設する。そして、電極部材６０は、像担持体１との間に、電極部材６０の側にトナーを移動させるように作用する第１の電界と、像担持体１の側に再移動させるように作用する第２の電界と、が交互に形成されるように交流電圧が印加される。そして、交流電圧における交流周期に対して第２の電界が形成される時間の割合を５０％以上であって８５％未満とする。【選択図】図２
2013152405.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリアとトナーとを有する現像剤を収容するとともに、像担持体上に形成される潜像を現像してトナー像を形成する現像装置であって、
前記像担持体に対向する位置に現像領域が形成されるとともに、現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像領域に対して前記像担持体の走行方向下流側の位置であって、前記像担持体上のトナー像が転写される転写位置に対して前記像担持体の走行方向上流側の位置に対向するように配設された電極部材と、
を備え、
前記電極部材は、前記像担持体との間に、前記像担持体上のトナー像に対して当該電極部材の側にトナーを移動させるように作用する第１の電界と、当該電極部材の側に移動したトナーを前記像担持体の側に再移動させるように作用する第２の電界と、が交流周期において交互に形成されるように交流電圧が印加され、
前記交流電圧における前記交流周期に対して前記第２の電界が形成される時間の割合を５０％以上であって８５％未満としたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記交流電圧の周波数を５ｋＨｚ以上であって１１ｋＨｚ以下としたことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
装置内に収容された現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段を備え、
前記トナー濃度検知手段によって検知されるトナー濃度が高い場合に、前記トナー濃度検知手段によって検知されるトナー濃度が低い場合に比べて、前記電極部材に印加する前記交流電圧のピーク・ツー・ピーク電圧が大きくなるように制御されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記像担持体上を帯電する帯電部を備え、
前記帯電部によって帯電される前記像担持体上の帯電電位が高い場合に、前記帯電部によって帯電される前記像担持体上の帯電電位が低い場合に比べて、前記電極部材に印加する前記交流電圧のピーク・ツー・ピーク電圧が小さくなるように制御されることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の現像装置。
【請求項５】
画像形成装置本体に対して着脱可能に設置されるプロセスカートリッジであって、
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の現像装置と前記像担持体とが一体化されたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項６】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の現像装置を備えた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】
この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置とそこに設置される現像装置及びプロセスカートリッジとに関し、特に、２成分現像剤を用いた現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置において、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤（添加剤等を添加する場合も含むものとする。）を収容した現像装置における、現像剤担持体（現像ローラ）にＤＣ電圧にＡＣ電圧を重畳した現像バイアスを印加する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
２成分現像剤を用いた現像装置は、現像装置内におけるトナー消費に応じて、現像装置の一部に設けられたトナー補給口から現像装置内に適宜にトナーが補給される。補給されたトナーは、現像装置内の現像剤とともに、搬送スクリュ等の搬送部材によって撹拌・混合される。撹拌・混合された現像剤は、その一部が現像ローラ（現像剤担持体）に供給される。現像ローラに担持された現像剤は、現像ローラに対向するドクターブレード（現像剤規制部材）によって適量に規制された後に、その２成分現像剤中のトナーが感光体ドラム（像担持体）との対向位置（現像領域）で感光体ドラム上の潜像に付着する。
ここで、現像ローラに印加する現像バイアスとしてＡＣ電圧を重畳することで、現像領域において感光体ドラム上に形成された潜像に対してトナーが往復運動をするため、潜像が忠実に現像されてトナー像のドット面積のバラツキが低減され、画像のザラツキ感・粒状性が向上することになる。
【０００４】
一方、特許文献２には、ガサツキがなく濃度が均一な画像を形成することを目的として、現像領域に対して像担持体の走行方向下流側の位置に対向するように電極（電極部材）を設置して、｜Ｖｐｐ−２Ｖｃｏｎｔ｜／Ｖｆ2＜１６ｄ2／｜Ｑ｜を満足する交流電圧を電極に印加する技術が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の現像装置は、現像剤担持体（現像ローラ）に担持された現像剤の量が多い場合や、現像剤担持体と像担持体とのギャップを比較的狭く設定した場合などに、現像剤担持体に担持されたトナーが像担持体との間で往復移動する距離を充分に確保することができずに、現像バイアスに交流電圧を重畳することによってドット面積のバラツキが少なくて粒状性の良好な画像を形成する効果が充分に発揮されないことがあった。
また、特許文献２の技術は、電極に印加する交流電圧の設定が複雑であるとともに、ドット面積のバラツキが少なくて粒状性の良好な画像を形成する効果が充分に発揮されない可能性があった。
【０００６】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、現像剤担持体に担持される現像剤の量や、現像剤担持体と像担持体とのギャップなどの現像条件が変化した場合であっても、比較的簡易に、ドット面積のバラツキが少なくて粒状性の良好な画像を形成することができる、現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の請求項１記載の発明にかかる現像装置は、キャリアとトナーとを有する現像剤を収容するとともに、像担持体上に形成される潜像を現像してトナー像を形成する現像装置であって、前記像担持体に対向する位置に現像領域が形成されるとともに、現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像領域に対して前記像担持体の走行方向下流側の位置であって、前記像担持体上のトナー像が転写される転写位置に対して前記像担持体の走行方向上流側の位置に対向するように配設された電極部材と、を備え、前記電極部材は、前記像担持体との間に、前記像担持体上のトナー像に対して当該電極部材の側にトナーを移動させるように作用する第１の電界と、当該電極部材の側に移動したトナーを前記像担持体の側に再移動させるように作用する第２の電界と、が交流周期において交互に形成されるように交流電圧が印加され、前記交流電圧における前記交流周期に対して前記第２の電界が形成される時間の割合を５０％以上であって８５％未満としたものである。
【０００８】
なお、本願において、「プロセスカートリッジ」とは、像担持体を帯電する帯電部と、像担持体上に形成された潜像を現像する現像部（現像装置）と、像担持体上をクリーニングするクリーニング部、とのうち、少なくとも１つと、像担持体とが、一体化されて、画像形成装置本体に対して着脱可能に設置されるユニットと定義する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、現像領域の下流側の位置であって転写位置の上流側の位置において像担持体に対向するように電極部材を設置して、電極部材に印加する交流電圧のデューティ比を５０％以上であって８５％未満としている。これにより、現像剤担持体に担持される現像剤の量や、現像剤担持体と像担持体とのギャップなどの現像条件が変化した場合であっても、比較的簡易に、ドット面積のバラツキが少なくて粒状性の良好な画像が形成される、現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態における画像形成装置を示す全体構成図である。
【図２】作像部を示す構成図である。
【図３】現像装置及び感光体ドラムを上方からみた断面図である。
【図４】電極部材に印加される交流電圧の波形を示す図である。
【図５】電極部材に交流電圧を印加した場合と、印加しない場合と、の画像上のドット面積標準偏差の変化を示すグラフである。
【図６】２×２ドットの画像を示す概略図である。
【図７】電極部材に印加する交流電圧のデューティ比を可変したときの、画像上のドット面積標準偏差の変化を示すグラフである。
【図８】電極部材に印加する交流電圧の周波数を可変したときの、画像上のドット面積標準偏差の変化を示すグラフである。
【図９】感光体ドラム上の非画像部の電位と、電極部材に印加される交流電圧と、の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態．
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
【００１２】
まず、図１〜図３にて、画像形成装置について詳細に説明する。
図１は、画像形成装置としてのレーザプリンタを示す構成図である。図２は、そこに設置されるプロセスカートリッジ６（作像部）の近傍を示す断面図である。図３は、現像装置５及び感光体ドラム１を上方からみた長手方向（図２の紙面垂直方向である。）の断面図である。
【００１３】
図１に示すように、中間転写ユニット１５の中間転写ベルト８に対向するように、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像部としてのプロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋが並設されている。なお、装置本体１００に設置される４つのプロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋは、作像プロセスに用いられるトナーの色が異なる以外はほぼ同一構造であるので、図２及び図３において、プロセスカートリッジ６と感光体ドラム１と１次転写バイアスローラ９とにおける符号のアルファベット（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）を省略して図示する。
【００１４】
図２を参照して、作像部としてのプロセスカートリッジ６は、像担持体としての感光体ドラム１と、感光体ドラム１の周囲に配設された帯電部４、現像装置５（現像部）、クリーニング部２と、が一体化されたものであって、装置本体１００に対して着脱可能に構成されている。このように作像部の構成部を一体化することで、作像部のメンテナンス性が向上する。そして、感光体ドラム１上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程、除電工程）がおこなわれて、感光体ドラム１上に所望のトナー像が形成されることになる。
【００１５】
なお、本実施の形態では、感光体ドラム１、帯電部４、現像装置５（現像部）、クリーニング部２を、一体化してプロセスカートリッジ６を構成したが、各構成部を単独のユニットとして、装置本体１００に着脱可能に設置することもできる。具体的に、現像装置５（現像部）を、単独のユニットとして、装置本体１００に対して着脱可能に構成することもできる。さらに、感光体ドラム１、帯電部４、クリーニング部２のうち少なくとも１つと、現像装置５と、を一体化したユニットとして、装置本体１００に対して着脱可能に構成することもできる。
【００１６】
図２を参照して、感光体ドラム１は、不図示の駆動モータによって図２中の時計方向に回転駆動される。そして、帯電部４（帯電ローラ）の位置で、感光体ドラム１の表面が一様に帯電される（帯電工程である。）。
その後、感光体ドラム１の表面は、露光部７（図１を参照できる。）から発せられたレーザ光Ｌの照射位置に達して、この位置での露光走査によって静電潜像が形成される（露光工程である。）。
【００１７】
その後、感光体ドラム１の表面は、現像装置５との対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、所望のトナー像が形成される（現像工程である。）。
詳しくは、現像装置５内には、トナーとキャリア（磁性キャリア）とからなる２成分現像剤Ｇが収容されている。現像装置５内の現像剤Ｇは、トナー濃度検知手段としての磁気センサ５７によって検知されるトナー濃度（現像剤Ｇ中のトナーの割合である。）が所定の範囲内になるように調整される。すなわち、現像装置５内のトナー消費に応じて、トナー搬送パイプ４３（トナー補給手段）からトナー補給口４４を介して第２搬送経路５４（第２現像剤搬送部）内に、トナーが補給される。なお、磁気センサ５７は、その周囲を流動する現像剤の透磁率の変化からトナー濃度の変化を検知するセンサである。また、本実施の形態において、磁気センサ５７は、図３に示すように、第２搬送経路５４の下流側であって第２搬送スクリュ５６の下方（現像剤Ｇに埋没する位置である。）に設置されている。
【００１８】
トナー搬送パイプ４３は、図１を参照して、装置本体１００の上方のボトル収容部３１に設置されたトナーボトル３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋのうち対応するトナーボトルに連通している。トナー補給手段は、トナーボトル３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋを回転駆動するトナー補給モータ（不図示である。）や、トナー搬送パイプ４３や、トナー搬送パイプ４３に接続されたエアーポンプ（不図示である。）等で構成される。このように構成されたトナー補給手段によって、各色のトナーが収容されたトナーボトル３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋから、トナー搬送パイプ４３を介して、各現像装置５にそれぞれ各色のトナーが補給される。
なお、トナー補給手段は、上述した構成のものに限定されることなく、種々の構成のものを用いることができる。例えば、トナー搬送パイプを用いずに、トナーボトルから中継ホッパを介して現像装置５にトナーを供給する構成にすることもできる。
【００１９】
その後、第２搬送経路５４内に補給されたトナーは、第２搬送スクリュ５６及び第１搬送スクリュ５５によって、現像剤Ｇとともに混合・撹拌されながら、仕切部材５８で隔絶された第１搬送経路５３（第１現像剤搬送経部）、第２搬送経路５４を循環する（図３中の破線矢印方向の循環である。）。
【００２０】
詳しくは、図３を参照して、第１搬送経路５３（第１搬送スクリュ５５による搬送経路）内の現像剤Ｇは、第１搬送部材としての第１搬送スクリュ５５によって、紙面の左側から右側に現像ローラ５１の長手方向に沿って搬送される。これに対して、第２搬送経路５４（第２搬送スクリュ５６による搬送経路）内の現像剤Ｇは、第２搬送部材としての第２搬送スクリュ５６によって、紙面の右側から左側に第１搬送経路５３とは逆方向に搬送される。
なお、２つの搬送スクリュ５５、５６（搬送部材）は、それぞれ、軸部上にスクリュが巻装されたものであって、ギア列を介して現像ローラ５１とともに不図示の現像駆動モータによって図の矢印方向に回転駆動される。また、現像駆動モータは、装置本体１００におけるその他の回転部材（感光ドラム１等である、）を回転駆動する駆動モータとは独立した駆動系である。
【００２１】
また、第１搬送経路５３と第２搬送経路５４とは、長手方向両端部を除く領域に配設された仕切部材５８によって隔絶されるとともに、仕切部材５８の介在しない長手方向両端部（第１中継部Ａ及び第２中継部Ｂ）で連通する。すなわち、第１搬送スクリュ５５によって第１搬送経路５３の下流側に搬送された現像剤は、第１中継部Ａを介して第２搬送経路５４の上流側に流動して、その後に第２搬送スクリュ５６によって長手方向に搬送される。第２搬送スクリュ５６によって第２搬送経路５４の下流側に搬送された現像剤は、第２中継部Ｂを介して第１搬送経路５３の上流側に流動して、その後に第１搬送スクリュ５５によって長手方向に搬送される。こうして、２つの搬送経路５３、５４の間に現像剤の長手方向の循環経路が形成される。
【００２２】
このように循環経路中を循環する現像剤Ｇ中のトナーは、キャリアとの摩擦帯電によりキャリアに吸着して、現像ローラ５１上に形成された複数の磁極によってキャリアとともに現像ローラ５１上に担持される。
ここで、図３を参照して、現像ローラ５１は、内部に固設されてローラ周面に複数の磁極を形成するマグネット５１ｂと、マグネット２３ａ１の周囲を回転するスリーブ５１ａと、で構成される。そして、複数の磁極が形成されたマグネット５１ｂの周囲をスリーブ５１ａが回転することで、その回転にともない現像剤Ｇが現像ローラ５１上（スリーブ５１ａ上である。）を移動することになる。なお、現像ローラ５１（現像剤担持体）は、スリーブ５１ａの軸部に連結された現像駆動モータによって図２の矢印方向（反時計方向）に回転駆動される。
【００２３】
現像剤担持体としての現像ローラ５１上に担持された現像剤Ｇは、現像ローラ５１の矢印方向の回転（走行）にともなって搬送されて、現像剤規制部材としてのドクターブレード５２（現像ローラ５１の下方に配設されている。）の位置に達する。そして、現像ローラ５１上の現像剤Ｇは、この位置で適量に規制された後に、感光体ドラム１との対向位置（現像領域である。）まで搬送される。そして、現像領域に形成された現像電界（感光体ドラム１上に形成された潜像の電位と、現像ローラ５１に印加された現像バイアスと、の電位差によって形成される電界である。）によって、感光体ドラム１上に形成された潜像にトナーが吸着される。
ここで、本実施の形態では、現像ローラ５１に印加する現像バイアスとしてＤＣ電圧にＡＣ電圧を重畳したものを用いている。具体的に、現像バイアス電源７１から、現像ローラ５１の軸部を介してスリーブ５１ａに、ＤＣ電圧にＡＣ電圧を重畳した現像バイアスが印加される。これにより、現像領域において感光体ドラム１上に形成された潜像に対してトナーがある程度往復運動をするため、潜像がある程度忠実に現像されてトナー像のドット面積のバラツキが低減され、画像のザラツキ感・粒状性が向上することになる。
また、本実施の形態では、現像ローラ５１と感光体ドラム１とのギャップ（現像ギャップ）を、０．１ｍｍ〜１．０ｍｍ程度に設定している。
【００２４】
図示は省略するが、マグネット５１ｂによって現像ローラ５１（スリーブ５１ａ）の周囲には、複数の磁極が形成されている。複数の磁極は、感光体ドラム１との対向位置に形成された主磁極、第１搬送スクリュ５５との対向位置からドクターブレード５２との対向位置にかけて形成された汲上げ磁極（ドクタ対向磁極）、第１搬送経路５３の上方に形成された剤離れ磁極、主磁極と剤離れ磁極との間に形成された搬送磁極、等で構成される。
まず、汲上げ磁極が磁性体としてのキャリアに作用して、第１搬送経路５３内を移動する現像剤Ｇの一部が現像ローラ５１上に担持される。現像ローラ５１上に担持された現像剤Ｇは、その一部がドクターブレード５２（現像剤規制部材）の位置で掻き取られて、第１搬送経路５３に戻される。一方、汲上げ磁極による磁力が作用するドクターブレード５２の位置で、ドクターブレード５２と現像ローラ５１とのドクターギャップを通過して現像ローラ５１上に担持された現像剤Ｇは、主磁極の位置で穂立ちして現像領域において磁気ブラシとなって感光体ドラム１に摺接する。こうして、現像ローラ５１に担持された現像剤Ｇ中のトナーが感光体ドラム１上の潜像に付着する。その後、主磁極の位置を通過した現像剤Ｇは、搬送磁極によって剤離れ磁極の位置まで搬送される。そして、剤離れ磁極の位置で、反発磁界がキャリアに作用して、現像ローラ５１上に担持されていた現像工程後の現像剤Ｇが現像ローラ５１から脱離される。脱離後の現像剤Ｇは、再び第１搬送経路５３に戻されて、第１搬送経路５３の下流側に向けて搬送され、第１中継部Ａを介して第２搬送経路５４の上流側に移動する。さらに、第２搬送経路５４の上流側に移動した現像剤は、トナー補給口４４から補給された補給トナーとともに、第２搬送経路５４の下流側に達して、第２中継部Ｂを介して第１搬送経路５３の上流側に移動する。このような一連の現像剤Ｇの循環が繰り返される。
なお、本実施の形態において、トナー補給口４４は、図３に示すように、第２搬送経路５４の上流側であって第２搬送スクリュ５６の上方に設置されている。
【００２５】
上述した現像工程の後、感光体ドラム１の表面は、電極部材６０との対向位置を通過した後に、中間転写ベルト８及び第１転写バイアスローラ９との対向位置（転写位置である。）に達する。なお、電極部材６０の構成・動作については、後で詳しく説明する。
そして、この転写位置で感光体ドラム１上のトナー像が中間転写ベルト８上に転写される（１次転写工程である。）。このとき、感光体ドラム１上には、僅かながら未転写トナーが残存する。
その後、感光体１の表面は、クリーニング部２との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１上に残存した未転写トナーがクリーニングブレード２ａによって回収される（クリーニング工程である。）。
最後に、感光体ドラム１の表面は、不図示の除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１上の残留電位が除去される。
こうして、感光体ドラム１上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。
【００２６】
なお、上述した作像プロセスは、４つのプロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋで、それぞれおこなわれる。すなわち、図１を参照して、プロセスカートリッジの下方に配設された露光部７から、画像情報に基いたレーザ光Ｌが、各プロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの感光体ドラム上に向けて照射される。詳しくは、露光部７は、光源からレーザ光Ｌを発して、そのレーザ光Ｌを回転駆動されたポリゴンミラーで走査しながら、複数の光学素子を介して感光体ドラム上に照射する。その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト８上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト８上にカラー画像が形成される。
【００２７】
ここで、図１を参照して、中間転写ユニット１５は、中間転写ベルト８、４つの１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋ、２次転写バックアップローラ１２、対向ローラ１３、テンションローラ１４、クリーニング部１０等で構成される。中間転写ベルト８は、３つのローラ部材１２〜１４によって張架・支持されるとともに、１つのローラ部材１２の回転駆動によって図１中の矢印方向に無端移動される。
【００２８】
４つの１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト８を感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋとの間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。そして、１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋに、トナーの極性とは逆極性の転写バイアスが印加される。
そして、中間転写ベルト８は、矢印方向に走行して、各１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋの１次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト８上に重ねて１次転写される。
【００２９】
その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト８は、２次転写ローラ１９との対向位置に達する。この位置では、２次転写バックアップローラ１２が、２次転写ローラ１９との間に中間転写ベルト８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト８上に形成されたカラートナー像は、この２次転写ニップの位置に搬送された転写紙等の記録媒体Ｐ上に転写される。このとき、中間転写ベルト８には、記録媒体Ｐに転写されなかった未転写トナーが残存する。
その後、中間転写ベルト８は、中間転写ベルト８用のクリーニング部１０の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト８上の未転写トナーが回収される。
こうして、中間転写ベルト８上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。
【００３０】
ここで、２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Ｐは、装置本体１００の下方に配設された給紙部２６から、給紙ローラ２７やレジストローラ対２８等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、給紙部２６には、転写紙等の記録媒体Ｐが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ２７が図１中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の記録媒体Ｐがレジストローラ対２８のローラ間に向けて給送される。
【００３１】
レジストローラ対２８（タイミングローラ対）に搬送された記録媒体Ｐは、回転駆動を停止したレジストローラ対２８のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト８上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対２８が回転駆動されて、記録媒体Ｐが２次転写ニップに向けて搬送される。こうして、記録媒体Ｐ上に、所望のカラー画像が転写される。
【００３２】
その後、２次転写ニップの位置でカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、定着部２０の位置に搬送される。そして、この位置で、定着ローラ及び圧力ローラによる熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像が記録媒体Ｐ上に定着される。
その後、記録媒体Ｐは、排紙ローラ対２９のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対２９によって装置本体１００外に排出された記録媒体Ｐは、印刷後の画像（出力画像）として、スタック部３０上に順次スタックされる。
こうして、画像形成装置における、一連の画像形成動作（画像形成プロセス）が完了する。
【００３３】
以下、本実施の形態において特徴的な、現像装置５（現像部）の構成・動作について詳しく説明する。
図２を参照して、本実施の形態における現像装置５（現像部）には、現像領域（現像ローラ５１と感光体ドラム１との対向位置である。）に対して感光体ドラム１の走行方向下流側の位置であって、感光体ドラム１上のトナー像が転写される転写位置（感光体ドラム１と中間転写ベルト８との当接位置である。）に対して感光体ドラム１の走行方向上流側の位置に、感光体ドラム１に対向するように電極部材６０が配設されている。
この電極部材６０は、導電性を有する金属材料からなる円柱状部材であって、交流電源７２から所定の交流電圧が印加されて感光体ドラム１上に形成されたトナー像のドット面積のバラツキを減ずるトナー整列部材として機能することになる。
また、図示は省略するが、電極部材６０は、感光体ドラム１とのギャップが０．３ｍｍ程度になるように、現像装置５のケース（又は、プロセスカートリッジ６のケース）に固定保持されている。なお、本実施の形態では、電極部材６０が、現像装置５（又は、プロセスカートリッジ６）に保持されるように構成したが、電極部材６０を現像装置５とは別部材として装置本体１００に保持されるように構成することもできる。
【００３４】
ここで、図４を参照して、電極部材６０は、感光体ドラム１との間に、感光体ドラム１上のトナー像に対して電極部材６０の側にトナーを移動させるように作用する第１の電界（図４中のプラス側の電圧印加によって形成される電界である。）と、電極部材６０の側に移動したトナーを感光体ドラム１の側に再移動（再付着）させるように作用する第２の電界（図４中のマイナス側の電圧印加によって形成される電界である。）と、が交流周期において交互に形成されるように交流電圧が印加される。なお、本実施の形態１では、マイナス極性のトナーを用いていて、上述した第１の電界と第２の電界とによるトナーへの力が作用することになる。
【００３５】
そして、本実施の形態では、図４を参照して、交流電圧における交流周期に対して第２の電界が形成される時間の割合Ａ（これを「デューティ比」という。）を５０％以上であって８５％未満となるように設定している。すなわち、第１の電界が形成される時間の割合Ｂと、第２の電界が形成される時間の割合Ａと、を合わせた１周期分の時間を１００としたときに、５０≦Ａ＜８５となる。
なお、本実施の形態では、電極部材６０に印加する交流電圧として、ピーク・ツー・ピーク電圧（ｐ−ｐ電圧）が１ｋＶ、周波数が９ｋＨｚ、デューティ比が７５％の矩形波となるものを用いている。
【００３６】
図５は、本実施の形態における画像形成装置１００において、電極部材６０に交流電圧（ピーク・ツー・ピーク電圧が１ｋＶ、周波数が９ｋＨｚ、デューティ比が５０％の矩形波に設定されたものである。）を印加した場合と、電極部材６０に交流電圧を印加しなかった場合と、の画像上のドット面積標準偏差の変化を示すグラフである。
図５において、棒グラフＳ０は交流電圧を印加しなかった場合において感光体ドラム１上に形成した画像上のドット面積標準偏差を示し、棒グラフＳ１は交流電圧を印加した場合において感光体ドラム１上に形成した画像上のドット面積標準偏差を示す。ここで、「ドット面積標準偏差」とは、図６を参照して、感光体ドラム１上に２×２ドットの画像Ｄを形成して、そのドット部ＤＴ（画像部）のドット面積を合計７０個分について計測して、それらの標準偏差を算出したものである。
図５の結果からも、電極部材６０に交流電圧を印加することで、ドット面積標準偏差が低減されることがわかる。すなわち、電極部材６０に交流電圧を印加することで、ドット面積のバラツキが少なくて粒状性の良好な画像を形成することができる。これは、電極部材６０に交流電圧を印加することで、感光体ドラム１上に形成されたトナー像に対してトナーが電極部材６０との間で往復運動して、トナー像中のトナーが整列されるためと考えられる。そして、このように、現像領域の下流側でトナーの往復運動（整列動作）をおこなうことで、現像ローラ５１に担持される現像剤Ｇの量や、現像ローラ５１と感光体ドラム１とのギャップなどの現像条件が変化した場合であっても、ドット面積のバラツキが少なくて粒状性の良好な画像を形成する効果が確実に発揮されることになる。
【００３７】
さらに、本実施の形態では、上述したように、電極部材６０に印加する交流電圧のデューティ比Ａを５０〜８５％の範囲内に設定している。これは、本願発明者が、鋭意研究をおこなった結果、電極部材６０に印加する交流電圧のデューティ比によって、ドット面積標準偏差が変化することを知得したことによるものである。
図７は、本実施の形態における画像形成装置１００において、電極部材６０に印加する交流電圧のデューティ比Ａを可変したときの、画像上のドット面積標準偏差の変化を示すグラフである。
図７に示す実験結果から、電極部材６０に印加する交流電圧のデューティ比Ａが５０〜８５％の範囲内にあるとき（特に、デューティ比Ａが７５％程度に設定されているとき）、ドット面積標準偏差を比較的小さくすることができることがわかる。
デューティ比Ａが５０％未満のときにドット面積標準偏差が大きくなってしまうのは、第２の電界が作用する時間が短くなって、感光体ドラム１から電極部材６０側に移動したトナーが感光体ドラム１側に再付着しにくくなるためであると考えられる。このような場合には、感光体ドラム１から移動したトナーが電極部材６０に付着してしまう不具合も生じてしまうことになる。
また、デューティ比Ａが８５％以上のときにドット面積標準偏差が大きくなってしまうのは、第１の電界が作用する時間が短くなって、感光体ドラム１から電極部材６０側にトナーが移動する時間を充分に確保できなくなり、トナーの往復運動が充分におこなわれないためであると考えられる。
これに対して、本実施の形態では、電極部材６０に印加する交流電圧のデューティ比Ａを５０〜８５％の範囲内に設定しているため、ドット面積標準偏差が低減され、ドット面積のバラツキが少なくて粒状性の良好な画像を形成することができる。
【００３８】
また、本実施の形態において、電極部材６０に印加する交流電圧の周波数を、５ｋＨｚ以上であって１１ｋＨｚ以下とすることが好ましい。
図８は、本実施の形態における画像形成装置１００において、電極部材６０に印加する交流電圧の周波数を可変したときの、画像上のドット面積標準偏差の変化を示すグラフである。
図８に示す実験結果から、電極部材６０に印加する交流電圧の周波数が５〜１１ｋＨｚの範囲内にあるとき（特に、周波数が９ｋＨｚ程度に設定されているとき）、ドット面積標準偏差を比較的小さくすることができることがわかる。
これは、周波数が小さすぎると、感光体ドラム１から電極部材６０に向けて移動したトナーが、感光体ドラム１に再付着するまでの時間が長くなってしまい、感光体ドラム１への再付着が不充分になってしまうためであると考えられる。また、周波数が大きすぎると、トナーが電界の変化に追従できなくなって、トナーが感光体ドラム１から移動せずに、トナーの往復運動がおこなわれなくなってしまうためであると考えられる。
これに対して、本実施の形態では、極部材６０に印加する交流電圧の周波数を５〜１１ｋＨｚの範囲内に設定しているため、ドット面積標準偏差がさらに低減され、ドット面積のバラツキが少なくて粒状性の良好な画像を形成することができる。
【００３９】
なお、本実施の形態において、磁気センサ５７（トナー濃度検知手段）によって検知されるトナー濃度が高い場合に、磁気センサ５７によって検知されるトナー濃度が低い場合に比べて、電極部材６０に印加する交流電圧のピーク・ツー・ピーク電圧が大きくなるように制御することができる。
具体的に、図２を参照して、制御部７０によって交流電源７２のピーク・ツー・ピーク電圧を可変できるように、交流電源７２として可変型のものを用いる。そして、磁気センサ５７によって検知されたトナー濃度が所定値以上になったときに、電極部材６０に印加する交流電圧のピーク・ツー・ピーク電圧が大きくなるように制御する。
これは、現像装置５内に収容された現像剤Ｇのトナー濃度が高くなってしまうと、キャリアとの摩擦によって生じるトナーの帯電量が低下して、電極部材６０による交流電界による往復運動も低下してしまうためである。そのため、トナーの帯電量が低下した状態が磁気センサ５７で検知されたときに、交流電圧のピーク・ツー・ピーク電圧を大きくして、電極部材６０による交流電界を強めてトナーの往復運動の低下を抑止することが好ましい。
なお、本実施の形態では、磁気センサ５７を用いて現像装置５内に収容された現像剤Ｇのトナー濃度を直接的に検知したが、例えば、感光体ドラム１上に形成されるパッチパターンの画像濃度を検知するフォトセンサをトナー濃度検知手段として用いて現像装置５内に収容された現像剤Ｇのトナー濃度を間接的に検知することもできる。
また、磁気センサ５７によって検知されるトナー濃度の大きさに応じて、電極部材６０に印加する交流電圧のピーク・ツー・ピーク電圧の大きさを段階的（又は、連続的）に制御することもできる。
【００４０】
また、本実施の形態において、帯電部４によって帯電される感光体ドラム１上の帯電電位が高い場合に、帯電部４によって帯電される感光体ドラム１上の帯電電位が低い場合に比べて、電極部材６０に印加する交流電圧のピーク・ツー・ピーク電圧が小さくなるように制御することもできる。
具体的に、図２を参照して、制御部７０によって交流電源７２のピーク・ツー・ピーク電圧を可変できるように、交流電源７２として可変型のものを用いる。また、帯電部４によって帯電される感光体ドラム１上の帯電電位（本実施の形態の場合、非画像部の電位である。）を計測する表面電位計８０を、帯電部４の下流側の位置に感光体ドラム１に対向するように設置する。そして、表面電位計８０によって検知された非画像部電位（帯電電位）が所定値以上になったときに、電極部材６０に印加する交流電圧のピーク・ツー・ピーク電圧が小さくなるように制御する。
これは、図９を参照して、感光体ドラム１上の非画像部電位（帯電電位）が非常に高くなってしまうと、電極部材６０による第１の電界（プラス側のピーク電圧）との間で形成される最大電位差が許容値を超えて、電極部材６０と感光体ドラム１との間でリークが発生してしまう可能性があるからである。そして、このようなリークが発生してしまうと、感光体ドラム１の表面がダメージを受けて、異常画像が出力されてしまう可能性がある。そのため、感光体ドラム１上の非画像部電位（帯電電位）が非常に高くなってしまう状態が表面電位計８０で検知されたときには、交流電圧のピーク・ツー・ピーク電圧を小さくして、電極部材６０と感光体ドラム１との間に形成される最大電位差を小さくしてリークの発生を抑止することが好ましい。
なお、表面電位計８０によって検知される帯電電位の大きさに応じて、電極部材６０に印加する交流電圧のピーク・ツー・ピーク電圧の大きさを段階的（又は、連続的）に制御することもできる。
【００４１】
以上説明したように、本実施の形態では、現像領域の下流側の位置であって転写位置の上流側の位置において感光体ドラム１（像担持体）に対向するように電極部材６０を設置して、電極部材６０に印加する交流電圧のデューティ比Ａを５０％以上であって８５％未満としている。これにより、現像ローラ５１（現像剤担持体）に担持される現像剤Ｇの量や、現像ローラ５１と感光体ドラム１とのギャップなどの現像条件が変化した場合であっても、比較的簡易に、ドット面積のバラツキが少なくて粒状性の良好な画像を形成することができる。
【００４２】
なお、本実施の形態では、搬送部材としての搬送スクリュが２つ水平方向に並設された現像装置５に対して本発明を適用したが、搬送スクリュが３つ以上水平方向や上下方向に並設された現像装置や、搬送部材として搬送スクリュ以外の部材（例えば、現像剤を短手方向に搬送する撹拌パドル等である。）が設置された現像装置などに対しても本発明を適用することができる。
また、本実施の形態では、ドクターブレード５２（現像剤規制部材）が現像ローラ５１（現像剤担持体）の下方に対向するように配設された現像装置５に対して本発明を適用したが、ドクターブレード５２（現像剤規制部材）が現像ローラ５１（現像剤担持体）の上方に対向するように配設された現像装置５に対しても当然に本発明を適用することができる。
そして、それらの場合にも、本実施の形態と同様に交流電圧が印加される電極部材６０を設けることで、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００４３】
なお、本発明が本実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、本実施の形態の中で示唆した以外にも、本実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。
【符号の説明】
【００４４】
１、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ  感光体ドラム（像担持体）、
４  帯電部（帯電ローラ）、
５  現像装置（現像部）、
５１  現像ローラ（現像剤担持体）、
５７  磁気センサ（トナー濃度検知手段）、
６０  電極部材、
７２  交流電源、
８０  表面電位計、
１００  画像形成装置本体（装置本体）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４５】
【特許文献１】特開２００２−１２３０７２号公報
【特許文献２】特開平６−２７４０４０号公報
【図１】
2013152405.tif 000003
【図２】
2013152405.tif 000004
【図３】
2013152405.tif 000005
【図４】
2013152405.tif 000006
【図５】
2013152405.tif 000007
【図６】
2013152405.tif 000008
【図７】
2013152405.tif 000009
【図８】
2013152405.tif 000010
【図９】
2013152405.tif 000011