(57)【要約】【課題】白抜けを十分に抑制することができる。【解決手段】感光体２などの潜像担持体に対して対向配置され現像剤を表面に担持する現像ローラ４２Ａ，４２Ｂなどの現像剤担持体と、直流成分に交流成分を重畳する交番電圧を上記現像剤担持体に印加する電源部５１０などの交番電圧印加手段とを有する現像装置において、前記交流成分として、互いに周波数の異なる二つの交流成分が選択的に用いられるようにし、前記二つの交流成分のうち、周波数が高い方の交流成分が現像工程で潜像担持体から現像担持体に向けてトナーが移動する過程に、他方の交流成分が現像工程で現像剤担持体から潜像担持体に向けてトナーが移動する過程において用いられるようにした。【選択図】図３
2016090713.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像担持体に対して対向配置され現像剤を表面に担持する現像剤担持体と、
直流成分に交流成分を重畳する交番電圧を上記現像剤担持体に印加する交番電圧印加手段とを有する現像装置において、
前記交流成分として、互いに周波数の異なる二つの交流成分が選択的に用いられるようにし、前記二つの交流成分のうち、周波数が高い方の交流成分が現像工程で潜像担持体から現像担持体に向けてトナーが移動する過程に、他方の交流成分が現像工程で現像剤担持体から潜像担持体に向けてトナーが移動する過程において用いられるようにしたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の現像装置において、
前記周波数が高い方の交流成分の周波数が前記他方の交流成分の周波数に対し四倍以上高い周波数であり、前記交流成分として、前記周波数が高い方の交流成分が用いられるときには前記交番電圧を少なくとも二周期分印加するようにしたことを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１または２のいずれかに記載の現像装置において、
前記第一交流成分の周波数が、０．５[ｋＨｚ]以上２０[ｋＨｚ]以下であることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
潜像担持体と、該潜像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像担持体上の潜像にトナーを付着させる現像処理を行う現像手段とを有し、該現像処理によって該潜像担持体上に形成されたトナー像を最終的に記録材へ転移させて、該記録材上に画像を形成する画像形成装置において、
上記現像手段として、請求項１乃至３のいずれか一の現像装置を用い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】
本発明は、交番電圧を印加することによって現像処理を行う現像装置及びこれを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を採用した複写機、プリンタ等の画像形成装置においては、潜像担持体の表面を一様に帯電した後、潜像担持体の表面に像光を照射して静電潜像を形成し、現像装置によりこの静電潜像上にトナー像を形成する現像処理を行っている。上記現像装置における現像方式としては、直流成分に交流成分を重畳した交番電圧によって交番電界を現像領域に形成し、トナーを往復運動させながら現像剤担持体側から潜像担持体側へ移動させるものが知らされている。
【０００３】
特許文献１には、係る現像装置において印加する交番電圧の交流成分の周波数域を２．０〜８．０[ｋＨｚ]にすることで、ベタ画像部に隣接するハーフトーン画像部の白抜けの発生を抑制する技術が記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、本発明者らによる鋭意研究により、特許文献１の技術では、ベタ画像に隣接するハーフトーン画像部の白抜けの発生を十分には抑制できない場合のあることが分かった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するために、本発明は、潜像担持体に対して対向配置され現像剤を表面に担持する現像剤担持体と、直流成分に交流成分を重畳する交番電圧を上記現像剤担持体に印加する交番電圧印加手段とを有する現像装置において、前記交流成分として、互いに周波数の異なる二つの交流成分が選択的に用いられるようにし、前記二つの交流成分のうち、周波数が高い方の交流成分が現像工程で潜像担持体から現像担持体に向けてトナーが移動する過程に、他方の交流成分が現像工程で現像剤担持体から潜像担持体に向けてトナーが移動する過程において用いられるようにしたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、白抜けを十分に抑制することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。
【図２】同画像形成装置における現像装置の概略構成図。
【図３】同現像装置の電源部の斜視図。
【図４】同現像装置と同電源部の接触箇所の拡大図。
【図５】同現像装置に印加する交番電圧の波形の一例を示す図。
【図６】従来の画像形成装置の現像装置において印加される、一種類の交流成分のみ直流成分に印加した交番電圧の波形の例を示す図。
【図７】粒状性の感度評価における判定基準についての説明図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明を、画像形成装置としての複写機に適用した一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態の複写機５００の概略構成図である。
複写機５００は、複写装置本体（以下「プリンタ部」という。）１００、給紙テーブル（以下「給紙部」という。）２００及びプリンタ部１００上に取り付けるスキャナ（以下「スキャナ部」という。）３００から構成される。
【０００９】
プリンタ部１００は、４つのプロセスユニットとしてのプロセスカートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ、複数の張架ローラに張架されて図１中の矢印Ａ方向に移動する中間転写体としての中間転写ベルト７、露光手段としての露光装置６、定着手段としての定着装置１２等を備えている。４つのプロセスカートリッジ１の、符号の後に付されたＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋという添字は、イエロー、マゼンタ、シアン、黒用の仕様であることを示している。４つのプロセスカートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、それぞれ使用するトナーの色が異なる他はほぼ同様の構成になっているので、以下、Ｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃという添字を省略して説明する。
【００１０】
プロセスカートリッジ１は、潜像担持体である感光体２、帯電手段である帯電部材３、現像手段である現像装置４、及び、クリーニング手段である感光体クリーニング装置５を一体的に支持してユニット状とした構成となっている。各プロセスカートリッジ１は、それぞれの不図示のストッパーを解除することにより、複写機５００本体に対して着脱可能となっている。
【００１１】
感光体２は、図中の矢印で示すように、図中の時計周り方向に回転する。帯電部材３は、ローラ状の帯電ローラであり、感光体２の表面に圧接されており、感光体２の回転により従動回転する。作像時には、帯電部材３には図示しない高圧電源により所定のバイアスが印加され、感光体２の表面を帯電する。本実施形態のプロセスカートリッジ１は、帯電手段として、感光体２の表面に接触するローラ状の帯電部材３を用いているが、帯電手段としてはこれに限るものではなく、コロナ帯電などの非接触帯電方式を用いてもよい。
【００１２】
露光装置６は、潜像形成手段として機能し、スキャナ部３００で読み込んだ原稿画像の画像情報またはパーソナルコンピュータ等の外部装置から入力される画像情報に基づいて、感光体２の表面に対して露光し、感光体２の表面に静電潜像を形成する。プリンタ部１００が備える露光装置６は、レーザーダイオードを用いたレーザービームスキャナ方式を用いているが、露光手段としてはＬＥＤアレイを用いるものなど他の構成でも良い。感光体クリーニング装置５は、中間転写ベルト７と対向する位置を通過した感光体２の表面上に残留する転写残トナーのクリーニングを行う。
【００１３】
４つのプロセスカートリッジ１は、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナー像を感光体２上に形成する。４つのプロセスカートリッジ１は、中間転写ベルト７の表面移動方向に並列に配設され、それぞれの感光体２上に形成されたトナー像を中間転写ベルト７に順に重ね合わせるように転写し、中間転写ベルト７上に可視像を形成する。
【００１４】
図１において、各感光体２に対して中間転写ベルト７を挟んで対向する位置には一次転写手段としての一次転写ローラ８が配置されている。一次転写ローラ８には不図示の高圧電源により一次転写バイアスが印加され、感光体２との間で一次転写電界を形成する。感光体２と一次転写ローラ８との間で一次転写電界が形成されることにより、感光体２の表面上に形成されたトナー像が中間転写ベルト７の表面に転写される。中間転写ベルト７を張架する複数の張架ローラのうちの１つが不図示の駆動モータによって回転することによって中間転写ベルト７が図中の矢印Ａ方向に表面移動する。表面移動する中間転写ベルト７の表面上に各色のトナー像が順次重ねて転写されることによって、中間転写ベルト７の表面上にフルカラー画像が形成される。
【００１５】
４つのプロセスカートリッジ１が中間転写ベルト７と対向する位置に対して、中間転写ベルト７の表面移動方向下流側には、張架ローラの１つである二次転写対向ローラ９ａに対して中間転写ベルト７を挟んで対向する位置に二次転写ローラ９が配置され、中間転写ベルト７との間で二次転写ニップを形成する。二次転写ローラ９と二次転写対向ローラ９ａとの間に所定の電圧を印加して二次転写電界を形成する。給紙部２００から給紙され、図１中の矢印Ｓ方向に搬送される記録材である記録紙Ｐが二次転写ニップを通過する際に、中間転写ベルト７の表面上に形成されたフルカラー画像が、二次転写ローラ９と二次転写対向ローラ９ａとの間に形成された二次転写電界によって記録紙Ｐに転写される。
【００１６】
二次転写ニップに対して記録紙Ｐの搬送方向下流側に、定着装置１２が配置されている。二次転写ニップを通過した記録紙Ｐは定着装置１２に到達し、定着装置１２における加熱及び加圧によって記録紙Ｐ上に転写されたフルカラー画像が定着され、画像が定着された記録紙Ｐは複写機５００の装置外に出力される。一方、二次転写ニップで記録紙Ｐに転写されず中間転写ベルト７の表面上に残留したトナーは、転写ベルトクリーニング装置１１によって回収される。
【００１７】
図１に示すように、中間転写ベルト７の上方には、各色トナーを収容するトナーボトル４００Ｙ，４００Ｍ，４００Ｃ，４００Ｋが複写機５００本体に対して着脱可能に配置されている。各色トナーボトル４００に収容されたトナーは、各色に対応する不図示のトナー補給装置によって、各色の現像装置４に供給される。
【００１８】
図２は、本実施形態の現像装置４の概略構成を示す図であり、図１中の紙面奥側から見た断面図である。
図２に示すように、現像装置４には、現像剤担持体としての２つの現像ローラ４２Ａ，４２Ｂと、ドクタブレード４５、攪拌パドル４６、搬送スクリュー４８、トナー濃度センサ４９等が設けられている。これらの構成部材を収容する現像ケース４１は、感光体２と対向する箇所が開口しており、その開口を介して、感光体２の表面と２つの現像ローラ４２Ａ，４２Ｂとが対向するように構成されている。現像ケース４１内に収容されている現像剤４３として、トナーとキャリアからなる二成分現像剤を用いているが、トナーからなる一成分現像剤を用いてもよい。現像ケース４１内の現像剤４３は、攪拌パドル４６や搬送スクリュー４８によって攪拌される。
【００１９】
現像ケース４１内の現像剤４３は、現像ローラ４２Ａ，４２Ｂの内部に設置されている磁界発生手段としてのマグネットローラの磁力によって表面に担持され、各現像ローラ４２Ａ，４２Ｂの回転駆動により、各現像ローラと感光体２とが対向して現像処理が行われるそれぞれの現像領域へ搬送される。第１現像ローラ４２Ａ上の現像剤４３は、ドクタブレード４５によって所定量に規制された後に第１現像領域へ搬送され、現像処理に用いられる。その後、現像領域を通過した第１現像ローラ４２Ａ上の現像剤４３は、第１現像ローラ４２Ａと第２現像ローラ４２Ｂとが対向する箇所で第２現像ローラ４２Ｂ側へ受け渡される。そして、第２現像ローラ４２Ｂの回転駆動により第２現像領域へ搬送され、再び現像処理に用いられる。
【００２０】
図３は、現像装置４と複写機５００本体に設けられる電源部５１０とを示す斜視図である。
図３に示すように、電源部５１０には、電源ケーブル５１３を介して、直流成分印加用の直流電源５１４が接続されている。直流電源５１４には、交流成分印加用の第１交流電源５１５及び第２交流電源５１６が接続され、これら２つの交流電源と電源部５１０の途中には切り替えスイッチ５１７が設けられている。制御部５１８が、切り返えスイッチ５１７の切り替えを制御することにより、第１交流電源５１５によって形成される交流成分、または第２交流電源５１６によって形成される交流成分のうちのいずれかが直流成分に重畳されるようになっている。切り返えスイッチ５１７のによる切り替え制御については後述する。
【００２１】
また、第１交流電源５１５及び第２交流電源５１６には、任意の周波数と波形を持った交流電圧信号の生成が可能なファンクションジェネレータがそれぞれ搭載されている。また、ファンクションジェネレータにより、デューティー比を変化させることもできる。二つの現像ローラ４２Ａ，４２Ｂには、それぞれ同じ交番電圧が印加される。
【００２２】
図４は、図３中符号Ａで示す現像装置４と電源部５１０との接続箇所を拡大した拡大視図である。
プロセスカートリッジ１の複写機５００本体への装着に伴い、そのプロセスカートリッジ１内の現像装置４の電源入力端子４４Ａ，４４Ｂは、複写機５００本体における電源部５１０の各端子孔５１１Ａ，５１１Ｂに挿入される。これにより、現像装置４の電源入力端子４４Ａ，４４Ｂは、複写機５００本体の電源部５１０の電源出力端子５１２に接触し、電気的に接続される。この電源出力端子５１２には、電源ケーブル５１３を介して、直流電圧印加用のＤＣ電源５１４及び交流電圧印加用のＡＣ電源５１５が接続されている。
【００２３】
ここで、本実施形態における現像装置４に印加する交番電圧の波形、および切り返えスイッチ５１７のによる切り替え制御について、図５を用いて説明する。なお、以下の説明においては適宜、図３を参照するものとする。
【００２４】
図５は、本実施形態における現像装置４に印加する交番電圧の波形の一例を示す図である。
図５（ｂ）は、第１交流電源５１５により生成した交流成分（第一交流成分）が直流成分に重畳されたときの交番電圧の波形を示している。図５（ｃ）は、第２交流電源５１６により生成した交流成分（第二交流成分）が直流成分に重畳されたときの交番電圧の波形を示している。第一交流成分が周波数の低い方の交流成分、第二交流成分が周波数の高いほうの交流成分である。第二交流成分の周波数は、第一交流成分の周波数よりも四倍以上高くなるようにしている。図中、Ｔ１で示す期間において図５（ｂ）に示す交番電圧が、Ｔ２で示す期間において図５（ｃ）に示す交番電圧が印加されるように切り替えスイッチ５１７（図３参照）を制御することにより、図５（ａ）に示す交番電圧の波形が得られる。
【００２５】
図５（ａ）において、オフセット電圧Ｖｂは、直流電源５１４によって印加される電圧を示す。また、送り電位ピーク値Ｖｔは、帯電電位Ｖｄと潜像部電位Ｖｌとの差の絶対値（｜Ｖｄ−Ｖｌ｜）を、戻り電位ピーク値Ｖｒは、戻し電位Ｖｅと潜像部電位Ｖｌとの差の絶対値（｜Ｖｅ−Ｖｌ｜）を示す。交番電圧において、ＶｔがＶｒよりも大きくなる（Ｖｔ＞Ｖｒ）ようにする。
【００２６】
図５（ａ）において、図中のＴ１は第一交流成分が重畳されている期間を、図中のＴ２は第二交流成分が重畳されている期間をそれぞれ示している。第一交流成分が重畳されている期間は、主に、現像工程で現像ローラから感光体に向けてトナーが移動する過程（以下、「送り過程」という）に関わる。また、第二交流成分が重畳されている期間は、主に、現像工程で感光体から現像ローラに向けてトナーが移動する過程（以下、「戻り過程」という）に関わる。第一交流成分が重畳されている期間には第１交流電源５１５と電源部５１０とが通電されるように、第二交流成分が重畳されている期間には第２交流電源５１６と電源部５１０とが通電されるように、切り替えスイッチ５１７の切り替えがなされる。交流成分として第二交流成分が選択されているときには交番電圧は少なくとも二周期分印加するようにしている。
【００２７】
ここで、白抜けが発生する要因とその抑制方法について説明する。
白抜けが発生する要因として考えられている主なものには、「吸い込み」と「再配置」がある。
ベタ画像部の電位はハーフトーン画像部の電位よりも絶対値が大きい。このため、送り過程において、現像ローラから感光体に向けて飛翔したトナー粒子が飛翔中に曲げられてより電位の高いベタ画像部の方へと引きつけられる。これが吸い込みである。
戻り過程において、ベタ画像部とハーフトーン画像部の境界付近にあるトナー粒子は、交流成分の極性が反転することによって離脱する。この離脱したトナー粒子は、空中でベタ画像部またはハーフトーン画像部の中央付近の直上の位置へと移動する。そして、次に交流成分の極性が反転した際に、このトナー粒子はその位置（ベタ画像部またはハーフトーン画像部の中央付近の直上の位置）のまま感光体上に引き寄せられ、感光体上に付着する。これが再配置である。
【００２８】
吸い込みや再配置が生じると、ベタ画像部の近傍におけるハーフトーン画像部のドットは感光体の副走査方向に対しては通常より狭くなり、主走査方向に対しては通常より長くなる。つまり、ベタ画像部の近傍におけるハーフトーン画像部のドットは副走査方向に細長く延びた状態になる。ベタ画像部の近傍では、副走査方向に狭くなった分、スペースができるが、このスペースが白く抜けて見えるようになる。
【００２９】
再配置が生じることを抑えるためには、戻り過程において、感光体上から離脱するトナー粒子の移動量を減少させる必要がある。トナー粒子は、印加する交番電圧の交流成分の影響により振動する。トナー粒子の移動量Ｄ’は、トナー粒子の振動における振幅を計算することで求めることができる。トナー粒子の振幅は、振幅｜Ｄ｜＝ｂ／｛ω・（ａ２＋ω２）０．５｝で表される。ここで、ａは空気抵抗、ωは角周波数、ｂはトナーにかかる電界の力である。空気抵抗ａは、ηを空気の粘性抵抗、Ｒをトナー粒子の半径、ｍをトナー粒子の質量とすると、ａ＝６πηＲ／ｍで表される。角周波数ωは、ｆを交流成分の周波数とすると、ω＝２πｆで表される。電界の力ｂは、ｑをトナーの電荷量、Ｅ０を最大電界強度、ｍをトナー粒子の質量とすると、ｂ＝ｑＥ０／ｍで表される。トナー粒子の移動量Ｄ’は、振幅Ｄに２分の１を乗ずることにより求められる。表１には、周波数ごとに移動量Ｄ’を計算した結果を示す。
【００３０】
【表１】
2016090713.tif 000003
【００３１】
表１より、交流成分の周波数が高くなるほどトナー粒子の移動量が減少していくことが分かる。つまり、戻り過程において交流成分の周波数を高くし、感光体から現像装置へと移動するトナーの移動量を減少させることによって再配置を抑えることができる。
【００３２】
一方、吸い込みの発生を抑制するためには、送り過程のいて、現像ローラから感光体に向かって飛翔するトナー粒子の移動量を十分に大きくする必要がある。トナー粒子の移動量が十分に大きくなれば、ハーフトーン画像部に該当する感光体上の目的の位置に向かって飛翔しているトナー粒子が途中でベタ画像部の方へ引き寄せられることなく、上記位置に到達することができるからである。表２には、交流成分の周波数を振ったときの、ベタ画像部近傍のハーフトーン画像部におけるドットへ到着したトナー粒子の個数を測定した結果を示している。
【００３３】
【表２】
2016090713.tif 000004
【００３４】
表２より、交流成分の周波数を２０［Ｈｚ］まで下げるとトナー粒子の移動量Ｄ‘が２［μｍ］を超えるようになり、ベタ画像部近傍のハーフトーン画像部におけるドットへ到着したトナー粒子の個数が０以上になる。交流成分の周波数を２０［Ｈｚ］からさらに下げていくと、ベタ画像部近傍のハーフトーン画像部におけるドットへ到着したトナー粒子の個数は飛躍的に上昇していく。つまり、交流成分の周波数を２０［Ｈｚ］からさらに下げていくと、飛翔中にベタ画像部の方へと引き寄せられるトナー粒子の個数を減少させることができる。これにより、吸い込みを抑えることができる。
【００３５】
ベタ画像部に隣接するハーフトーン画像部の白抜けを目視で判別できないレベルに低減するためには、上述した再配置と吸い込みとのいずれをも抑える必要がある。再配置と吸い込みとのいずれをも抑えるためには、戻り過程に関わる交流成分の周波数を、送り過程に関わる交流成分の周波数よりも高くする必要がある。
【００３６】
上述したように、本実施形態では、現像装置に印加する交番電圧において、主に送り過程に関わる交番電圧に重畳される第一交流成分と、主に戻り過程に関わる交番電圧に重畳されている第二交流成分との、２つの交流成分を用いるようにしている。第二交流成分の周波数を第一交流成分の周波数よりも高くしたときに、ベタ画像部に隣接するハーフトーン画像部の白抜けを目視で判別できないレベルに低減できることを確認した。
【００３７】
［実験例]
現像装置に印加する交番電圧において、第一交流成分と第二交流成分との２つの交流成分を用いるようにしたことによる、白抜けを低減させる効果について確認する評価をした。本評価では、白抜けの大小は「白抜け幅」により判断した。白抜け幅とは、ベタ画像部近傍のハーフトーン画像部を観察した際における、白く抜けた領域の幅を測定した値である。また、粒状性についての評価も併せて行った。これらを評価するために行った実験例について以下で説明する。
【００３８】
上記実験には、図３の装置を用いた。また、現像装置に印加する交番電圧において、ピークツウピーク電圧は８００[Ｖ]、オフセット電圧は−１８２［Ｖ］に設定した。第二交流成分のデューティー比は５０［％］に設定としている。実験では、１５［ｍｍ］角のベタ画像部（全面にトナーが付着した状態）と１５［ｍｍ］角のハーフトーン画像部（ベタに対して２５［％］のトナーが付着している状態で、４２［μｍ］角のドットが４２［μｍ］間隔で配置された状態）が交互に配列したパターンを現像し、現像結果について白抜け幅の測定を行った。ここで、ベタ画像部とは、全面にトナーが付着した状態をいう。ハーフトーン画像部とは、ベタ画像部に対し２５[％]のトナーが付着している（４２[μｍ]角のドットが４２[μｍ]間隔で配置された）状態をいう。
【００３９】
白抜け幅の測定には、ベタ画像部とハーフトーン画像部の境界を倍率１００倍の顕微鏡を用いた。白抜け幅をハーフトーン画像部のドットに換算すると、２．０[ｍｍ]は４２[μｍ]角のドット約２５列分になり、０．２[ｍｍ]はドット約３列分になる。つまり、白抜け幅が２．０[ｍｍ]になると、４２[μｍ]角のドット約２５列分にあたる空白ができることになるので、目視でも判別が可能になる。白抜けが目視で判別できないようにするためには、白抜け幅が２．０[ｍｍ]よりも小さくなるようにする必要がある。白抜け幅が０．２ｍｍ以下であることがより望ましい。
【００４０】
粒状性の感度評価は、現像結果を倍率１００倍の顕微鏡で撮影したときの画像により判断した。判断基準はランク５〜１の５段階とした。
図７は、粒状性の感度評価における判定基準について説明する図である。
図７（ａ）に示す画像は、粒状性の感度評価の判断がランク５であるものの一例である。図７（ａ）に示すように、ベタ画像およびハーフトーン画像のいずれも整っている。また、図７（ｂ）に示す画像は、粒状性の感度評価の判断がランク１であるものの一例である。図７（ｂ）に示すように、ベタ画像やハーフトーン画像に大きな乱れがある。ランク４〜２はこの中間として判断した。粒状性の感度評価がランク４以上であれば、実用上は問題ないレベルであると考えられる。
【００４１】
まず、２つの異なる周波数の交流成分を交互に直流成分に重畳した交番電圧を印加する場合と、一つの周波数の交流成分を直流成分に重畳した交番電圧を印加する場合とを比較した結果について表３に示す。
【００４２】
【表３】
2016090713.tif 000005
【００４３】
実施例１−１では、第一交流成分の周波数は０．５[ｋＨｚ]、第二交流成分の周波数は１０[ｋＨｚ]とした。実施例１−２では、第一交流成分の周波数は１０[ｋＨｚ]、第二交流成分の周波数は５０[ｋＨｚ]とした。実施例１−３では、第一交流成分の周波数は２０[ｋＨｚ]、第二交流成分の周波数は８０[ｋＨｚ]とした。いずれの実施例でも、第二成分の周波数は第一成分の周波数の四倍以上になるようにしている。
【００４４】
比較例１−１〜１−３では、一種類の交流成分のみ直流成分に印加した交番電圧を現像装置に印加した。交流成分の周波数は、比較例１−１では０．５[ｋＨｚ]、比較例１−２では１０ｋＨｚ、比較例１−３では２０ｋＨｚとした。
図６は、比較例における交番電圧の波形を示す図である。
図６（ａ）が、交流成分の周波数が０．５[ｋＨｚ]のもの、図６（ｂ）が交流成分の周波数が２０[ｋＨｚ]のものである。
【００４５】
各実施例における現像結果の白抜け幅は、実施例１−１、１−２、１−３のいずれについても０．２［ｍｍ］になった。これに対し、各比較例における現像結果の白抜け幅は、比較例１−１では０．５［ｍｍ］、比較例１−２では２．０［ｍｍ］、比較例１−３では２．０［ｍｍ］になった。つまり、いずれの比較例も、白抜け幅が０．２ｍｍより大きくなっている。
【００４６】
次に、第二交流成分の周波数を第一交流成分の周波数の、４倍以上にした場合と、４倍よりも小さくなるようにした場合とを比較した結果について表４に示す。
【００４７】
【表４】
2016090713.tif 000006
【００４８】
実施例２−１では、第一交流成分の周波数は０．５[ｋＨｚ]、第二交流成分の周波数は２．０[ｋＨｚ]とした。実施例２−２では、第一交流成分の周波数は１０[ｋＨｚ]、第二交流成分の周波数は４０[ｋＨｚ]とした。実施例２−３では、第一交流成分の周波数は２０[ｋＨｚ]、第二交流成分の周波数は８０[ｋＨｚ]とした。いずれの実施例でも、第二成分の周波数は第一成分の周波数の四倍になるようにした。
【００４９】
比較例２−１では、第一交流成分の周波数は０．５[ｋＨｚ]、第二交流成分の周波数は１．０[ｋＨｚ]とした。比較例２−２では、第一交流成分の周波数は１０[ｋＨｚ]、第二交流成分の周波数は２０[ｋＨｚ]とした。比較例２−３では、第一交流成分の周波数は２０[ｋＨｚ]、第二交流成分の周波数は４０[ｋＨｚ]とした。いずれの比較例でも、第二成分の周波数は第一成分の周波数の二倍になるようにした。
【００５０】
各実施例における現像結果の白抜け幅は、実施例２−１では０．０１［ｍｍ］、実施例２−２では０．１［ｍｍ］、実施例２−３では０．２［ｍｍ］になった。これに対し、各比較例における現像結果の白抜け幅は、比較例２−１では０．５［ｍｍ］、比較例２−２では２．０［ｍｍ］、比較例２−３では２．０［ｍｍ］になった。つまり、いずれの比較例も、白抜け幅が０．２ｍｍより大きくなっている。
【００５１】
以上より、白抜け幅をより低減するために、第二交流成分の周波数は、第一交流成分の周波数よりも四倍以上高くなるようにするのが好ましい。なお、白抜け幅は感光体と現像ローラとの線速比の影響を受けるため、厳密には、感光体と現像ローラとの線速比を考慮して第二交流成分の周波数を第一交流成分の周波数に対しどの程度高くするかを決めるようにするのが望ましい。ただし、一般的な構成の画像形成装置であれば、第二交流成分の周波数は、第一交流成分の周波数よりも四倍以上高くなるようにしておけば、白抜けは十分に抑制できる。
【００５２】
次に、第一交流成分の周波数を０．４〜３０[ｋＨｚ]の範囲で振った評価結果について表５に示す。
【００５３】
【表５】
2016090713.tif 000007
【００５４】
実施例２−１〜２−３における第一交流成分および第二交流成分の周波数は、それぞれ上述したとおりである。また、比較例３−１における、第一交流成分の周波数は０．４[ｋＨｚ]、第二交流成分の周波数は１、６[ｋＨｚ]とした。比較例３−２では、第一交流成分の周波数は３０[ｋＨｚ]、第二交流成分の周波数は１２０[ｋＨｚ]とした。表５に掲載した実施例および比較例のいずれについても、第二成分の周波数は第一成分の周波数の四倍になるようにしている。
【００５５】
各実施例における現像結果の白抜け幅は、表４を用いて説明した通り、実施例２−１では０．０１［ｍｍ］、実施例２−２では０．１［ｍｍ］、実施例２−３では０．２［ｍｍ］になった。つまり、いずれの実施例でも、白抜け幅が０．２ｍｍ以下になっている。これに対し、各比較例における現像結果の白抜け幅は、比較例３−１では２．０［ｍｍ］、比較例３−２では２．０［ｍｍ］になった。つまり、いずれの比較例でも白抜け幅が０．２ｍｍより大きくなっている。
【００５６】
各実施例における現像結果の粒状性の感度評価の判断は、実施例２−１ではランク５、実施例２−２と実施例２−３とはいずれもランク４になった。つまり、いずれの実施例も粒状性については実用上問題ないレベルであるといえる。これに対し、比較例３−１ではランク１、比較例３−２はランク２で、いずれも実用上問題となるレベルになった。
以上より、白抜け幅および粒状性の観点から、第一交流成分の周波数の範囲は０．５[ｋＨｚ]以上２０[ｋＨｚ]以下とするのが好ましい。
【００５７】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様１）
感光体２などの潜像担持体に対して対向配置され現像剤を表面に担持する現像ローラ４２Ａ，４２Ｂなどの現像剤担持体と、直流成分に交流成分を重畳する交番電圧を上記現像剤担持体に印加する電源部５１０などの交番電圧印加手段とを有する現像装置において、前記交流成分として、互いに周波数の異なる二つの交流成分が選択的に用いられるようにし、前記二つの交流成分のうち、周波数が高い方の交流成分が現像工程で潜像担持体から現像担持体に向けてトナーが移動する過程に、他方の交流成分が現像工程で現像剤担持体から潜像担持体に向けてトナーが移動する過程において用いられるようにした。
白抜けの主な要因には、「吸い込み」と「再配置」との２つがある。
ベタ画像部の電位はハーフトーン画像部の電位よりも高い（絶対値が大きい）。このため、現像工程で現像剤担持体から潜像担持体に向けてトナーが移動する過程（送り過程）において、現像剤担持体から潜像担持体に向けて飛翔したトナー粒子が飛翔中に曲げられてより電位の高いベタ画像部の方へと引きつけられる。これが吸い込みである。送り過程において、飛翔するトナー粒子の移動量は、直流成分に重畳する交流成分の周波数に依存する。具体的には、直流成分に重畳する交流成分の周波数を低くしていくと、飛翔するトナー粒子の移動量が大きくなる。この飛翔するトナー粒子の移動量が大きくなると、飛翔中にベタ画像部の方へと引き寄せられるトナー粒子の個数が減少することを実験により確認した。このトナー粒子個数の減少により、吸い込みを抑えることができる。
現像工程で潜像担持体から現像担持体に向けてトナーが移動する過程（戻り過程）において、ベタ画像部とハーフトーン画像部の境界付近にあるトナー粒子は、交流成分の極性が反転することによって離脱する。この離脱したトナー粒子は、空中でベタ画像部またはハーフトーン画像部の中央付近の直上の位置へと移動する。そして、次に交流成分の極性が反転した際に、このトナー粒子はその位置（ベタ画像部またはハーフトーン画像部の中央付近の直上の位置）のまま潜像担持体上に引き寄せられ、潜像担持体上に付着する。これが再配置である。戻り過程において、飛翔するトナー粒子の移動量は、直流成分に重畳する交流成分の周波数に依存する。具体的には、直流成分に重畳する交流成分の周波数を高くしていくと、飛翔するトナー粒子の移動量が小さくなる。この飛翔するトナー粒子の移動距離が小さくなれば、離脱したトナー粒子が空中でベタ画像部またはハーフトーン画像部の中央付近の直上の位置へと移動する距離も小さくなる。この移動する距離が小さくなることにより、再配置を抑えることができる。
直流成分に重畳する交流成分として、戻り過程においては上記周波数の高い方の交流成分を、送り過程においては上記他方の交流成分を、それぞれ用いるようにすることで、上述したように吸い込みと再配置とのいずれをも抑制することができる。これにより、白抜けを目視で判別できないレベルにまで低減することが可能になる。
【００５８】
（態様２）
態様１において、前記周波数が高い方の交流成分の周波数が前記他方の交流成分の周波数に対し四倍以上高い周波数であり、前記交流成分として、前記周波数が高い方の交流成分が用いられるときには前記交番電圧を少なくとも二周期分印加するようにした。
戻り過程において上記周波数の高い方の交流成分を用いた場合、白抜けをより低減することができる。
【００５９】
（態様３）
態様１または２のいずれかにおいて、前記第一交流成分の周波数が、０．５[ｋＨｚ]以上２０[ｋＨｚ]以下である。
前記第一交流成分の周波数が、０．５[ｋＨｚ]以上２０[ｋＨｚ]以下の範囲にすることで、粒状性についても実用上問題のないレベルにできることを実験により確認した。
【００６０】
（態様４）
感光体２などの潜像担持体と、該潜像担持体上に潜像を形成する帯電部材３などの潜像形成手段と、該潜像担持体上の潜像にトナーを付着させる現像処理を行う現像装置４などの現像手段とを有し、該現像処理によって該潜像担持体上に形成されたトナー像を最終的に記録材へ転移させて、該記録材上に画像を形成する画像形成装置において、上記現像手段として、態様１〜３のいずれか一の現像装置を用いた。
【符号の説明】
【００６１】
２  感光体
４２Ａ，４２Ｂ  現像ローラ
５１０  電源部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６２】
【特許文献１】特開２００５−１７３３７８号公報
【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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