(57)【要約】【課題】白抜けを改善すること。【解決手段】潜像担持ローラと、前記潜像担持ローラに対向して配置され前記潜像担持ローラ上に担持された潜像に現像剤を付着させる現像ローラと、前記潜像担持ローラおよび前記現像ローラの間に配設されたガイド部材と、前記ガイド部材および前記現像ローラを覆うように設置された導電性シートと、を備えることを特徴とする。【選択図】図４
2017003657.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像担持ローラと、
前記潜像担持ローラに対向して配置され前記潜像担持ローラ上に担持された潜像に現像剤を付着させる現像ローラと、
前記潜像担持ローラと前記現像ローラとが最も近接する位置の近傍に配設されたガイド部材と、
前記ガイド部材および前記現像ローラを覆うように設置された導電性シートと、
を備えることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記ガイド部材を一対備え、
前記現像ローラは、前記潜像担持ローラに対して平行に設置され、
前記一対のガイド部材は、前記潜像担持ローラと前記現像ローラとの近接位置を跨ぐように配設され、
前記導電性シートは、前記一対のガイド部材および前記現像ローラを覆うように設置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記潜像担持ローラの回転方向上流側に位置する前記ガイド部材に、前記現像ローラに印加する交流電圧の周波数より低い周波数の交流電圧を印加する上流側電源部と、
前記潜像担持ローラの回転方向下流側に位置する前記ガイド部材に、前記現像ローラに印加する交流電圧の周波数より高い周波数の交流電圧を印加する下流側電源部と、
を備えたことを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記上流側電源部は、４ｋＨｚ以上１０ｋＨ以下の周波数の交流電圧を印加し、
前記下流側電源部は、２０ｋＨｚ以上８０ｋＨ以下の周波数の交流電圧を印加する
ことを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
【請求項５】
請求項１乃至４いずれか１項に記載の現像装置を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置、及びこれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な現像方式として、従来から、感光体の潜像部（正転現像の場合）又は非潜像部（反転現像の場合）に、選択的にトナーを付着させる電気写真現像方式が知られている。そして、この種の現像装置としては、現像剤としてトナーのみを用いる一成分現像法と、トナーおよびキャリアを用いる二成分現像法があり、さらにトナーの磁性の有無に応じて磁性一成分（二成分）現像法と、非磁性一成分（二成分）現像法とに分類されている。
【０００３】
特に、二成分現像方式で発生する磁気ブラシによる接触がもたらす画像の乱れを防止する目的から、現像ローラと混合攪拌器との間に中間ローラを配置し、現像剤からトナーのみを転移させて、現像ローラ上にトナー層を形成した後に、感光体上にトナーを現像する、いわゆるハイブリッド現像方式も存在する。
【０００４】
このような現像装置においては、交流現像バイアスの周波数を２．０〜８．０［ｋＨｚ］としており、その他の現像条件を調整してから現像スリーブに、交流現像バイアスを印加することで、白抜けを防止している構成が知られている（例えば特許文献１を参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、このような現像装置においては、白抜けを改善することが容易ではないという問題がある。特に、上記特許文献１に記載の技術では、１５ｍｍ角のベタ部（全面にトナーが付着した状態）と、１５ｍｍ角のハーフトーン部（ベタに対して２５％のトナーが付着している状態で、４２μｍ角のドットが４２μｍ間隔で配置された状態）を交互に設置させた時に、印刷時の現像ローラ線速が６００ｍｍ／ｓを超えた場合に、白抜けとなる幅が、最大２．０ｍｍ、最小０．２ｍｍ程度となった。
【０００６】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、白抜けを改善することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、潜像担持ローラと、前記潜像担持ローラに対向して配置され前記潜像担持ローラ上に担持された潜像に現像剤を付着させる現像ローラと、前記潜像担持ローラと前記現像ローラとが最も近接する位置の近傍に配設されたガイド部材と、前記ガイド部材および前記現像ローラを覆うように設置された導電性シートと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、白抜けを改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る画像形成装置の機能構成を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係るプリントエンジンの構成を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る現像器の構成を示す図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る現像器の構成を示す図である。
【図６】本発明の実施例３−１での指標となるハーフトーン画像を示す説明図である。
【図７】本発明の実施例３−２での指標となるハーフトーン画像を示す説明図である。
【図８】本発明の実施例３−１及び実施例３−２にて現像器に印加する周波数４ｋＨｚの交流電圧の波形の一例を示す図である。
【図９】本発明の実施例３−１及び実施例３−２にて現像器に印加する周波数１０ｋＨｚの交流電圧の波形の一例を示す図である。
【図１０】本発明の実施例３−１及び実施例３−２にて現像器に印加する周波数２０ｋＨｚの交流電圧の波形の一例を示す図である。
【図１１】本発明の実施例３−１及び実施例３−２にて現像器に印加する周波数８０ｋＨｚの交流電圧の波形の一例を示す図である。
【図１２】本発明の比較例３−１及び比較例３−２にて現像器に印加する周波数３ｋＨｚの交流電圧の波形の一例を示す図である。
【図１３】本発明の比較例３−１及び比較例３−２にて現像器に印加する周波数１１ｋＨｚの交流電圧の波形の一例を示す図である。
【図１４】本発明の比較例３−１及び比較例３−２にて現像器に印加する周波数１９ｋＨｚの交流電圧の波形の一例を示す図である。
【図１５】本発明の比較例３−１及び比較例３−２にて現像器に印加する周波数８１ｋＨｚの交流電圧の波形の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。本実施形態においては、複合機（ＭＦＰ：Ｍｕｌｔｉ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ  Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）としての画像形成装置１を例として説明する。本実施形態に係る画像形成装置１は、電子写真方式による画像形成装置であり、感光体を露光するための光源として主走査方向に発光素子が配列された線状光源が用いられる。線状光源に含まれる発光素子夫々の光量調整の実行制御が本実施形態に係る主な特徴である。
【００１１】
図１は、本実施形態に係る画像形成装置１のハードウェア構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１は、一般的なサーバやＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等の情報処理端末と同様の構成に加えて、画像形成を実行するエンジンを有する。即ち、本実施形態に係る画像形成装置１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１０、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１２、エンジン１３、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）１４及びＩ／Ｆ１５がバス１８を介して接続されている。また、Ｉ／Ｆ１５にはＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）１６及び操作部１７が接続されている。
【００１２】
ＣＰＵ１０は演算手段であり、画像形成装置１全体の動作を制御する。ＲＡＭ１１は、情報の高速な読み書きが可能な揮発性の記憶媒体であり、ＣＰＵ１０が情報を処理する際の作業領域として用いられる。ＲＯＭ１２は、読み出し専用の不揮発性記憶媒体であり、ファームウェア等のプログラムが格納されている。エンジン１３は、画像形成装置１において実際に画像形成を実行する機構である。
【００１３】
ＨＤＤ１４は、情報の読み書きが可能な不揮発性の記憶媒体であり、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）や各種の制御プログラム、アプリケーション・プログラム等が格納されている。Ｉ／Ｆ１５は、バス１８と各種のハードウェアやネットワーク等を接続し制御する。ＬＣＤ１６は、ユーザが画像形成装置１の状態を確認するための視覚的ユーザインタフェースである。操作部１７は、キーボードやマウス等、ユーザが画像形成装置１に情報を入力するためのユーザインタフェースである。
【００１４】
このようなハードウェア構成において、ＲＯＭ１２に格納されたプログラムや、ＨＤＤ１４若しくは図示しない光学ディスク等の記録媒体からＲＡＭ１１に読み出されたプログラムに従ってＣＰＵ１０が演算を行うことにより、ソフトウェア制御部が構成される。このようにして構成されたソフトウェア制御部と、ハードウェアとの組み合わせによって、本実施形態に係る画像形成装置１の機能を実現する機能ブロックが構成される。
【００１５】
次に、図２を参照して、本実施形態に係る画像形成装置１の機能構成について説明する。図２は、本実施形態に係る画像形成装置１の機能構成を示すブロック図である。図２に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１は、コントローラ２０、ＡＤＦ（Ａｕｔｏ  Ｄｏｃｕｍｅｎｎｔ  Ｆｅｅｄｅｒ：原稿自動搬送装置）２１、スキャナユニット２２、排紙トレイ２３、ディスプレイパネル２４、給紙テーブル２５、プリントエンジン２６、排紙トレイ２７及びネットワークＩ／Ｆ２８を有する。
【００１６】
また、コントローラ２０は、主制御部３０、エンジン制御部３１、入出力制御部３２、画像処理部３３及び操作表示制御部３４を有する。図２に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１は、スキャナユニット２２、プリントエンジン２６を有する複合機として構成されている。尚、図２においては、電気的接続を実線の矢印で示しており、用紙の流れを破線の矢印で示している。
【００１７】
ディスプレイパネル２４は、画像形成装置１の状態を視覚的に表示する出力インタフェースであると共に、タッチパネルとしてユーザが画像形成装置１を直接操作し若しくは画像形成装置１に対して情報を入力する際の入力インタフェース（操作部）でもある。ネットワークＩ／Ｆ２８は、画像形成装置１がネットワークを介して他の機器と通信するためのインタフェースであり、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）やＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）インタフェースが用いられる。
【００１８】
コントローラ２０は、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせによって構成される。具体的には、上述したようにＣＰＵ１０の演算によって構成されるソフトウェア制御部と集積回路などのハードウェアとによってコントローラ２０が構成される。コントローラ２０は、画像形成装置１全体を制御する制御部として機能する。
【００１９】
主制御部３０は、コントローラ２０に含まれる各部を制御する役割を担い、コントローラ２０の各部に命令を与える。エンジン制御部３１は、プリントエンジン２６やスキャナユニット２２等を制御若しくは駆動する駆動手段としての役割を担う。入出力制御部３２は、ネットワークＩ／Ｆ２８を介して入力される信号や命令を主制御部３０に入力する。また、主制御部３０は、入出力制御部３２を制御し、ネットワークＩ／Ｆ２８を介して他の機器にアクセスする。
【００２０】
画像処理部３３は、主制御部３０の制御に従い、画像形成出力の実行命令である印刷ジョブに含まれる印刷情報に基づいて描画情報を生成する。この描画情報とは、画像形成部であるプリントエンジン２６が画像形成動作において形成すべき画像を描画するための情報である。また、印刷ジョブに含まれる印刷情報とは、ＰＣ等の情報処理装置にインストールされたプリンタドライバによって画像形成装置１が認識可能な形式に変換された画像情報である。操作表示制御部３４は、ディスプレイパネル２４に情報表示を行い若しくはディスプレイパネル２４を介して入力された情報を主制御部３０に通知する。
【００２１】
画像形成装置１がプリンタとして動作する場合は、まず、入出力制御部３２がネットワークＩ／Ｆ２８を介して印刷ジョブを受信する。入出力制御部３２は、受信した印刷ジョブを主制御部３０に転送する。主制御部３０は、印刷ジョブを受信すると、画像処理部３３を制御して、印刷ジョブに含まれる印刷情報に基づいて描画情報を生成させる。
【００２２】
画像処理部３３によって描画情報が生成されると、エンジン制御部３１は、生成された描画情報に基づいてプリントエンジン２６を制御し、給紙テーブル２５から搬送される用紙に対して画像形成を実行する。即ち、プリントエンジン２６が画像形成部として機能する。プリントエンジン２６によって画像形成が施された文書は排紙トレイ２７に排紙される。
【００２３】
画像形成装置１がスキャナとして動作する場合は、ユーザによるディスプレイパネル２４の操作若しくはネットワークＩ／Ｆ２８を介して外部のＰＣ等から入力されるスキャン実行指示に応じて、操作表示制御部３４若しくは入出力制御部３２が主制御部３０にスキャン実行信号を転送する。主制御部３０は、受信したスキャン実行信号に基づき、エンジン制御部３１を制御する。
【００２４】
エンジン制御部３１は、ＡＤＦ２１を駆動し、ＡＤＦ２１にセットされた撮像対象原稿をスキャナユニット２２に搬送する。また、エンジン制御部３１は、スキャナユニット２２を駆動し、ＡＤＦ２１から搬送される原稿を撮像する。また、ＡＤＦ２１に原稿がセットされておらず、スキャナユニット２２に直接原稿がセットされた場合、スキャナユニット２２は、エンジン制御部３１の制御に従い、セットされた原稿を撮像する。即ち、スキャナユニット２２が撮像部として動作する。
【００２５】
撮像動作においては、スキャナユニット２２に含まれるＣＣＤ等の撮像素子が原稿を光学的に走査し、光学情報に基づいて生成された撮像情報が生成される。エンジン制御部３１は、スキャナユニット２２が生成した撮像情報を画像処理部３３に転送する。画像処理部３３は、主制御部３０の制御に従い、エンジン制御部３１から受信した撮像情報に基づき画像情報を生成する。画像処理部３３が生成した画像情報はＨＤＤ１４等の画像形成装置１に装着された記憶媒体に保存される。即ち、スキャナユニット２２、エンジン制御部３１及び画像処理部３３が連動して、原稿読み取り部として機能する。
【００２６】
画像処理部３３によって生成された画像情報は、ユーザの指示に応じてそのままＨＤＤ１４等に格納され若しくは入出力制御部３２及びネットワークＩ／Ｆ２８を介して外部の装置に送信される。即ち、ＡＤＦ２１及びエンジン制御部３１が画像入力部として機能する。
【００２７】
また、画像形成装置１が複写機として動作する場合は、エンジン制御部３１がスキャナユニット２２から受信した撮像情報若しくは画像処理部３３が生成した画像情報に基づき、画像処理部３３が描画情報を生成する。その描画情報に基づいてプリンタ動作の場合と同様に、エンジン制御部３１がプリントエンジン２６を駆動する。
【００２８】
次に、本実施形態に係るプリントエンジン２６の構成について、図３を参照して説明する。図３に示すように、本実施形態に係るプリントエンジン２６は、無端状移動手段である搬送ベルト１０５に沿って各色の画像形成部１０６が並べられた構成を備えるものであり、所謂タンデムタイプといわれるものである。即ち、給紙トレイ１０１から給紙ローラ１０２により分離給紙される用紙（記録媒体の一例）１０４に転写するための中間転写画像が形成される中間転写ベルトである搬送ベルト１０５に沿って、搬送ベルト１０５の搬送方向の上流側から順に、複数の画像形成部（電子写真プロセス部）１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋ（以降、総じて画像形成部１０６とする）が配列されている。
【００２９】
給紙トレイ１０１から給紙された用紙１０４は、レジストローラ１０３によって一度止められ、画像形成部１０６における画像形成のタイミングに応じて搬送ベルト１０５からの画像の転写位置に送り出される。
【００３０】
複数の画像形成部１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋは、形成するトナー画像の色が異なるだけで内部構成は共通である。画像形成部１０６Ｋはブラックの画像を、画像形成部１０６Ｍはマゼンタの画像を、画像形成部１０６Ｃはシアンの画像を、画像形成部１０６Ｙはイエローの画像をそれぞれ形成する。尚、以下の説明においては、画像形成部１０６Ｙについて具体的に説明するが、他の画像形成部１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋは画像形成部１０６Ｙと同様であるので、その画像形成部１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋの各構成要素については、画像形成部１０６Ｙの各構成要素に付したＹに替えて、Ｍ，Ｃ，Ｋによって区別した符号を図に表示するにとどめ、説明を省略する。
【００３１】
搬送ベルト１０５は、回転駆動される駆動ローラ１０７と従動ローラ１０８とに架け渡されたエンドレスのベルト、即ち無端状ベルトである。駆動ローラ１０７は、不図示の駆動モータにより回転駆動され、この駆動ローラと、駆動ローラ１０７と、従動ローラ１０８とが、無端状移動手段である搬送ベルト１０５を移動させる駆動手段として機能する。
【００３２】
画像形成に際しては、回転駆動される搬送ベルト１０５に対して、最初の画像形成部１０６Ｙがイエローのトナー画像を転写する。画像形成部１０６Ｙは、感光体としての感光体ドラム１０９Ｙ、この感光体ドラム１０９Ｙの周囲に配置された帯電器１１０Ｙ、光書き込み装置１１１、現像器１１２Ｙ、不図示の感光体クリーナ、除電器１１３Ｙ等から構成されている。感光体ドラム１０９Ｙは、表面に潜像を担持させるための潜像担持ローラである。光書き込み装置１１１は、夫々の感光体ドラム１０９Ｙ，１０９Ｍ，１０９Ｃ，１０９Ｋ（以降、総じて「感光体ドラム１０９」という）に対して光を照射するように構成されている。
【００３３】
画像形成に際し、感光体ドラム１０９Ｙの外周面は、暗中にて帯電器１１０Ｙにより一様に帯電された後、光書き込み装置１１１からのイエロー画像に対応した光源からの光により書き込みが行われ、静電潜像が形成される。現像器１１２Ｙは、この静電潜像をイエロートナーにより可視像化し、このことにより感光体ドラム１０９Ｙ上にイエローのトナー画像が形成される。
【００３４】
このトナー画像は、感光体ドラム１０９Ｙと搬送ベルト１０５とが当接若しくは最も接近する位置（転写位置）で、転写器１１５Ｙの働きにより搬送ベルト１０５上に転写される。この転写により、搬送ベルト１０５上にイエローのトナーによる画像が形成される。トナー画像の転写が終了した感光体ドラム１０９Ｙは、外周面に残留した不要なトナーを感光体クリーナにより払拭された後、除電器１１３Ｙにより除電され、次の画像形成のために待機する。
【００３５】
以上のようにして、画像形成部１０６Ｙにより搬送ベルト１０５上に転写されたイエローのトナー画像は、搬送ベルト１０５のローラ駆動により次の画像形成部１０６Ｍに搬送される。画像形成部１０６Ｍでは、画像形成部１０６Ｙでの画像形成プロセスと同様のプロセスにより感光体ドラム１０９Ｍ上にマゼンタのトナー画像が形成され、そのトナー画像が既に形成されたイエローの画像に重畳されて転写される。
【００３６】
搬送ベルト１０５上に転写されたイエロー、マゼンタのトナー画像は、さらに次の画像形成部１０６Ｃ，１０６Ｋに搬送され、同様の動作により、感光体ドラム１０９Ｃ上に形成されたシアンのトナー画像と、感光体ドラム１０９Ｋ上に形成されたブラックのトナー画像とが、既に転写されている画像上に重畳されて転写される。こうして、搬送ベルト１０５上にフルカラーの中間転写画像が形成される。
【００３７】
給紙トレイ１０１に収納された用紙１０４は最も上のものから順に送り出され、その搬送経路が搬送ベルト１０５と接触する位置若しくは最も接近する位置において、搬送ベルト１０５上に形成された中間転写画像がその紙面上に転写される。これにより、用紙１０４の紙面上に画像が形成される。紙面上に画像が形成された用紙１０４は更に搬送され、定着器１１６にて画像を定着された後、画像形成装置の外部に排紙される。
【００３８】
また、用紙に転写されずに搬送ベルト１０５上に残留したトナーを除去するため、ベルトクリーナ１１８が設けられている。ベルトクリーナ１１８は、図３に示すように、駆動ローラ１０７の下流側であって、感光体ドラム１０９よりも上流側において搬送ベルト１０５に押し当てられたクリーニングブレードであり、搬送ベルト１０５の表面に付着したトナーをかきとる顕色剤除去部である。
【００３９】
次に、本実施形態に係る現像器１１２の構成について説明する。図４は、本実施形態に係る現像器１１２、感光体ドラム１０９、搬送ベルト１０５の配置関係を示す図である。図４に示すように、現像器１１２は、キャリア及び、成分現像剤としてのトナーを収容する現像容器２０１を備える成分現像剤を用いた電子写真装置である。現像器１１２は、感光体ドラム１０９上に担持された潜像に選択的にトナーを付着させる現像ローラ２０２と、キャリア及びトナーを摩擦帯電させる撹拌装置２０３と、現像ローラ２０２と撹拌装置２０３との間に設置された非磁性スリーブ２０４ａの周面をマグロール２０４ｂで覆った中間ローラ２０４と、を備える。現像ローラ２０２は、感光体ドラム１０９に対して平行に設置され、所定の間隔、即ちニップ幅を介して並設されている。
【００４０】
中間ローラ２０４は、キャリアとトナーとからなる磁気ブラシを周面に担持させ、中間ローラ２０４の周面に対して進退可能に取り付けられたドクターブレード２０５を進退させて、中間ローラ２０４上の磁気ブラシの厚さ、すなわち高さを規制する。そして、中間ローラ２０４と現像ローラ２０２との間に形成される第１バイアスを用いて、中間ローラ２０４上のトナーのみを現像ローラ２０２の表面に転写させた後、第２バイアスを用いて現像ローラ２０２上のトナーを感光体ドラム１０９の表面に現像し、感光体ドラム１０９上のトナーを、搬送ベルト１０５にて搬送されてくる用紙１０４上に中間転写する。
【００４１】
現像器１１２は、現像ローラ２０２と感光体ドラム１０９との間に、一対のガイド部材２０６ａ，２０６ｂが配設され、これら一対のガイド部材２０６ａ，２０６ｂおよび現像ローラ２０２を覆うように無端状の現像ベルト２０７が架け渡されている。現像ベルト２０７は、エンドレスのベルト、即ち無端状ベルトであり、現像ローラ２０２に印加した電圧を効率良く現像ローラ２０２の各ニップ部に伝達する目的から、導電性シートにて構成されている。導電性シートとしては、例えばスチール（Ｆｅ）の金属粉を混入したポリエチレン樹脂などである。現像ベルト２０７は、現像ローラ２０２およびガイド部材２０６ａ，２０６ｂそれぞれの幅寸法に等しい幅寸法に形成されている。
【００４２】
一対のガイド部材２０６ａ，２０６ｂは、現像ローラ２０２と感光体ドラム１０９とのギャップに設置されており、そのギャップのうちの感光体ドラム１０９の回転方向の上流側、即ち下側にガイド部材２０６ａが取り付けられ、そのギャップのうちの感光体ドラム１０９の回転方向の下流側、即ち上側にガイド部材２０６ｂが取り付けられている。各ガイド部材２０６ａ，２０６ｂは、感光体ドラム１０９及び現像ローラ２０２のそれぞれに対して平行に取り付けられ、現像ローラ２０２の幅寸法に等しい幅寸法を有し、各角部を湾曲させた断面楕円形の細長棒状である。また、これらガイド部材２０６ａ，２０６ｂは、感光体ドラム１０９と現像ローラ２０２との近接位置、若しくは接触位置を跨ぐように取り付けられている。
【００４３】
本実施形態に係る現像器１１２においては、現像工程として、第１現像工程および第２現像工程がある。第１現像工程は、現像ローラ２０２と中間ローラ２０４との間に、第１現像バイアスとして、中間ローラ２０４に−８００Ｖの直流電圧（ＤＣ）を印加し、現像ローラ２０２に、ピーク電圧が８００Ｖ、オフセット電圧が−２２５Ｖ、周波数が１０ｋＨｚ、プラス側のＤｕｔｙ比を５０％とした交流電圧（ＡＣ）を印加する。この状態で、中間ローラ２０４上の磁気ブラシが現像ベルト２０７を摺擦することによって、二成分現像方式と同様に、磁気ブラシ上のトナーを現像ベルト２０７上に現像する。第２現像工程は、本現像工程であり、感光体ドラム１０９上に形成されている静電潜像との電位差によって、現像ベルト２０７上のトナー層が感光体ドラム１０９上に現像される。
【００４４】
これにより、トナー層は現像ローラ２０２上ではなく、現像ベルト２０７上に形成され、現像ローラ２０２の駆動に同期して現像ベルト２０７が移動し、現像ベルト２０７上のトナー層が感光体ドラム１０９と現像ローラ２０２との対向部に搬送される。
【００４５】
図４に示すように、本実施形態に係るガイド部材２０６ａ，２０６ｂは、感光体ドラム１０９と現像ローラ２０２とのニップ部分、即ち両者が最も近接する位置を避け、且つその近傍に配置されている。そして、現像ベルト２０７は、ガイド部材２０６ａ，２０６ｂ及び現像ローラ２０２を覆うように設定されている。この結果、第２現像工程においては、現像ベルト２０７上から感光体ドラム１０９の現像が行われる。そのため、トナー層が感光体ドラム１０９に接触するニップ幅を、従来の構成、即ち、現像ローラ２０２のみにトナー層を形成する場合の約１．５倍にでき、白抜け幅を低減できる。ここで、白抜けとは、電位差の高いベタ画像と、電位差の低いハーフトーン画像とが隣接しているパターンを現像する際に、ハーフトーン画像に現像されるトナー量が減少してしまうことをいう。
【００４６】
白抜けの原因は、主に２つある。１つは、ハーフトーン画像に現像されたトナーがベタ画像に移動してしまう現象による。もう１つは、現像剤中のキャリアが立ち上がって形成される磁気ブラシが、感光体ドラム１０９の潜像上に付着したトナーを剥ぎ取ってしまう、所謂スキャベンジが生じてしまう現象による。
【００４７】
他の実施形態
次に、本発明の他の実施形態に係る現像器の構成について、図５を参照して説明する。図５は、本実施形態に係る現像器１１２、感光体ドラム１０９、搬送ベルト１０５の配置関係を示す図である。
【００４８】
本実施形態に係る現像器１１２は、基本的には、図４に示す現像器１１２と同様であるが、感光体ドラム１０９の回転方向上流側のガイド部材２０６ａに交流電圧（ＡＣ）を印加し、感光体ドラム１０９の回転方向下流側のガイド部材２０６ｂに、回転方向上流側のガイド部材２０６ａに印加する交流電圧の周波数より高い周波数の交流電圧を印加する。
【００４９】
感光体ドラム１０９の回転方向上流側のガイド部材２０６ａには、接続端子４０１を介して直流電源４０２及び交流電源４０３が直列接続されている。ガイド部材２０６ａは、直流電源４０２から出力された電圧の直流成分と、交流電源４０３から出力された電圧の交流成分とを重畳することによって形成される交番電圧が現像バイアスとして印可される。感光体ドラム１０９の回転方向下流側のガイド部材２０６ｂもまた、接続端子４０４を介して直流電源４０５及び交流電源４０６が直列接続されており、ガイド部材２０６ａと同様に交番電圧が印可される。
【００５０】
交流電源４０３は、上流側のガイド部材２０６ａに対して、現像ローラ２０２に印加される交流電圧の周波数より低い周波数、好ましくは４ｋＨｚ以上１０ｋＨ以下の周波数の交流電圧を印加する上流側電源である。交流電源４０６は、下流側のガイド部材２０６ｂに対して、現像ローラ２０２に印加される交流電圧の周波数より高い周波数、好ましくは２０ｋＨｚ以上８０ｋＨ以下の周波数の交流電圧を印加する下流側電源部である。
【００５１】
これにより、現像ベルト２０７越しにガイド部材２０６ａ，２０６ｂの電位と感光体ドラム１０９の潜像電位との間の電位差によって電界が形成され、現像ベルト２０７上のトナー層が振動しながら感光体ドラム１０９上に現像される。
【００５２】
実施例１
図４に示す現像器１１２を用い、白抜け幅を低減させる効果について確認した。
【００５３】
上記のように、現像ローラ２０２と中間ローラ２０４との間に、第１現像バイアスとして、中間ローラ２０４に−８００Ｖの直流電圧を印加し、ガイド部材２０６ａに１０ｋＨｚ、ガイド部材２０６ｂに２０ｋＨｚの周波数で、ピーク電圧８００Ｖ、オフセット電圧−２２５Ｖ、Ｄｕｔｙ比５０％の交流電圧を印加した。このとき、感光体ドラム１０９上に現像されたベタ画像と、ハーフトーン画像との境界部を拡大観察し、画像処理により輝度分布を測定した。なお、ハーフトーン画像よりも輝度の高い箇所の幅を白抜け幅とした。測定の結果、表１に示すようになった。ここで、ベタ画像は、全面にトナーが付着した画像である。ハーフトーン画像は、ベタ画像に対してトナーが２５％付着し、例えば４２μｍ角のドットが４２μｍ間隔で配置された画像である。
【００５４】
【表１】
2017003657.tif 000003
【００５５】
比較例１
図４に示す現像器１１２から、ガイド部材２０６ａ，２０６ｂおよび現像ベルト２０７を取り外した状態とし、上記実施例１と同様の条件で白抜け幅を測定したところ、表１に示す結果となった。
【００５６】
表１に示すように、実施例１では白抜け幅が０．１９ｍｍとなり、比較例１では白抜け幅が０．６ｍｍとなった。したがって、感光体ドラム１０９と現像ローラ２０２との間に一対のガイド部材２０６ａ，２０６ｂを設置し、これら一対のガイド部材２０６ａ，２０６ｂおよび現像ローラ２０２を覆うように現像ベルト２０７を取り付けることにより、ベタ画像とハーフトーン画像とが隣接するパターンを現像した際に生じる白抜け幅を小さくできた。このことから、現像ローラ２０２に印加した電圧を、感光体ドラム１０９と現像ローラ２０２との間のニップ全体に伝達でき、かつ感光体ドラム１０９と現像ローラ２０２とのニップ幅を広くしつつ、現像効率を向上できる。よって、現像効率の向上による、ハーフトーン画像における現像完了時の白抜けを改善でき、昨今の高速度化に対応した、より実用的な現像が可能となった。
【００５７】
実施例２
図５に示す現像器１１２を用い、白抜け幅を低減させる効果について確認した。
【００５８】
本実施例では、ガイド部材２０６ａに１０ｋＨｚ、ガイド部材２０６ｂに２０ｋＨｚの周波数で、ピーク電圧８００Ｖ、オフセット電圧−２２５Ｖ、Ｄｕｔｙ比５０％の交流電圧をそれぞれ印加した場合に、感光体ドラム１０９上に形成されるトナー像の白抜け幅および粒状性を測定した。測定の結果、表２に示すようになった。なお、粒状性の評価は、光学顕微鏡を用いて、感光体ドラム１０９上のハーフトーン画像のドットを観察した感度評価とした。ランク５を最良、ランク１を最低とした５段階評価で粒状性を評価した。
【００５９】
【表２】
2017003657.tif 000004
【００６０】
比較例２
図５に示す現像器１１２を用い、ガイド部材２０６ａ，２０６ｂそれぞれに電圧を印加しなかった場合の白抜け幅及び粒状性を測定したところ、表２に示す結果となった。
【００６１】
表２に示すように、実施例２では白抜け幅が０．２０ｍｍ、粒状性が４となり、比較例２では白抜け幅が０．４０ｍｍ、粒状性が３となった。したがって、感光体ドラム１０９と現像ローラ２０２との間のニップの上流と下流に異なる周波数の電圧を印加、即ち一対のガイド部材２０６ａ，２０６ｂのそれぞれに異なる周波数の電圧を印加する。さらに、現像ローラ２０２に印加される交番電圧の周波数より低い周波数の交流電圧を上流側のガイド部材２０６ａに印加し、現像ローラに印加される交番電圧の周波数より高い周波数の交流電圧を下流側のガイド部材２０６ｂに印加することによって、現像ニップ内での現像効率を向上でき、ベタ画像とハーフトーン画像とが隣接するパターンを現像した際に生じる白抜け幅を安定でき、かつ粒状性を向上できた。よって、白抜け幅の低減と画質向上を行うことができ、より実用的な現像が可能となった。
【００６２】
実施例３
図５に示す現像器１１２を用い、一対のガイド部材２０６ａ，２０６ｂのうちの、感光体ドラム１０９の回転方向上流側に位置するガイド部材２０６ａに、周波数４ｋＨｚの交流電圧を印加しつつ、感光体ドラム１０９の回転方向下流側に位置するガイド部材２０６ｂに、周波数２０ｋＨｚの交流電圧を印加した場合（実施例３−１）、及び上流側のガイド部材２０６ａに周波数１０ｋＨｚの交流電圧を印加しつつ、下流側のガイド部材２０６ｂに周波数８０ｋＨｚの交流電圧を印加した場合（実施例３−２）のそれぞれについて、白抜け幅及び粒状性を測定した。これら実施例３−１及び実施例３−２の指標となるハーフトーン画像を、図６、図７に示す。
【００６３】
ここで、各ガイド部材２０６ａ，２０６ｂとして、導電性を有する銅板を用いた。各ガイド部材２０６ａ，２０６ｂに印加した交流電圧は、ピーク電圧８００Ｖ、オフセット電圧−２２５Ｖ、プラス側のＤｕｔｙ比５０％の矩形波とした。一例として、０．１ｍｓ交流電圧を印加した場合の周波数４ｋＨｚ、１０ｋＨｚ、２０ｋＨｚ、８０ｋＨｚの波形を、図８〜図１１に示す。測定の結果、表３に示すようになった。
【００６４】
【表３】
2017003657.tif 000005
【００６５】
比較例３
上記実施例３と同様の条件で、上流側のガイド部材２０６ａに、周波数３ｋＨｚの交流電圧を印加しつつ、下流側のガイド部材２０６ｂに、周波数１９ｋＨｚの交流電圧を印加した場合（比較例３−１）、及びガイド部材２０６ａに周波数１１ｋＨｚの交流電圧を印加しつつ、ガイド部材２０６ｂに周波数８１ｋＨｚの交流電圧を印加した場合（比較例３−２）のそれぞれについて、白抜け幅及び粒状性を測定したところ、表３に示す結果となった。なお、一例として、周波数３ｋＨｚ、１１ｋＨｚ、１９ｋＨｚ、８１ｋＨｚの波形を、図１２〜図１５に示す。
【００６６】
実用性を考慮すると、白抜け幅を０．２ｍｍ以下、粒状性を４以上とする必要がある。よって、表３に示すように、上流側のガイド部材２０６ａに周波数４ｋＨｚの交流電圧を印加し、かつ下流側のガイド部材２０６ｂに周波数２０ｋＨｚの交流電圧を印加し（実施例３−１）、及び上流側のガイド部材２０６ａに周波数１０ｋＨｚの交流電圧を印加し、かつ下流側のガイド部材２０６ｂに周波数８０ｋＨｚの交流電圧を印加する（実施例３−２）ことによって、白抜け幅を０．２ｍｍ以下にでき、粒状性を４以上にできた。この結果、上流側でベタ画像、下流側でハーフトーン画像の現像を完了させた場合であっても、現像ニップ内の現像効率を向上でき、かつ粒状性を向上でき、より実用的な現像が可能になることが分かった。
【００６７】
通常、周波数１０ｋＨｚ以下の交流電圧では、十分な現像効率を維持できるものの、粒状性を満足できない。一方、周波数２０ｋＨｚ以上の交流電圧にすると、現像効率が若干劣るものの、粒状性を向上できる。さらに、上流側で現像効率が高くなる条件で現像を行うと、ベタ画像部分での現像が早く完了するため、ベタ画像とハーフトーン画像との境界部にて発生する電場の影響により、トナーが現像しない現象、所謂エッジ電界の影響を低減でき、白抜け幅の低減が可能となる。よって、上流側のガイド部材２０６ａに、４ｋＨｚ以上１０ｋＨ以下の周波数の交流電圧を印加し、下流側のガイド部材２０６ｂに、２０ｋＨｚ以上８０ｋＨ以下の周波数の交流電圧を印加することにより、白抜け幅０．２ｍｍ以下への白抜け幅の安定化および粒状性の向上を同時に実現することができる。
【００６８】
なお、周波数２０ｋＨｚより高い周波数の交流電圧を用いても十分に粒状性が向上するが、周波数８０ｋＨｚを超えると、粒状性が低下してしまう。このことから、実施例３−１及び実施例３−２のように、上流側のガイド部材２０６ａに、周波数４ｋＨｚ以上１０ｋＨｚ以下の交流電圧を印加し、下流側のガイド部材２０６ｂに、上流側のガイド部材２０６ａより高い周波数、即ち周波数２０ｋＨｚ以上８０ｋＨｚ以下の交流電圧を印加することによって、白抜け幅０．２ｍｍ以下への白抜け幅の安定化および粒状性の向上を同時に実現することが可能となる。
【００６９】
実施例４
図５に示す現像器１１２を備えたプリントエンジン２６を用いて、用紙１０４への画像形成処理、即ち印刷処理を行い、処理後の用紙１０４上におけるベタ画像とハーフトーン画像との境界部の白抜け幅および粒状性を測定した。このとき、各現像器１１２の上流側のガイド部材２０６ａに、周波数４ｋＨｚの交流電圧を印加し、かつ下流側のガイド部材２０６ｂに、周波数２０ｋＨｚの交流電圧を印加した。測定の結果、表４に示すようになった。
【００７０】
【表４】
2017003657.tif 000006
【００７１】
比較例４
図４に示す現像器１１２から、ガイド部材２０６ａ，２０６ｂおよび現像ベルト２０７を取り外した状態のものを備えたプリントエンジン２６を用い、上記実施例５と同様の条件で白抜け幅及び粒状性を測定したところ、表４に示す結果となった。
【００７２】
表４に示すように、実施例４では白抜け幅が０．１ｍｍ、粒状性が５となり、比較例４では白抜け幅が０．６ｍｍ、粒状性が３となった。この結果、一対のガイド部材２０６ａ，２０６ｂおよび現像ベルト２０７が取り付けられた現像器１１２を備えたプリントエンジン２６を用いることによって、白抜け幅０．２ｍｍ以下への紙面上での白抜け幅および粒状性を改善できることが分かった。よって、プリントエンジン２６を用いた実施例においても、現像効率の向上による、ハーフトーン画像における現像完了時の白抜けを低減でき、高画質化を達成でき、より実用的な現像が可能であることを確認できた。
【符号の説明】
【００７３】
１  画像形成装置
１０  ＣＰＵ
１１  ＲＡＭ
１２  ＲＯＭ
１３  エンジン
１４  ＨＤＤ
１５  Ｉ／Ｆ
１６  ＬＣＤ
１７  操作部
１８  バス
２０  コントローラ
２１  ＡＤＦ
２２  スキャナユニット
２３  排紙トレイ
２４  ディスプレイパネル
２５  給紙テーブル
２６  プリントエンジン
２７  排紙トレイ
２８  ネットワークＩ／Ｆ
３０  主制御部
３１  エンジン制御部
３２  入出力制御部
３３  画像処理部
３４  操作表示制御部
１０１  給紙トレイ
１０２  給紙ローラ
１０３  レジストローラ
１０４  用紙
１０５  搬送ベルト
１０６Ｋ、１０６Ｃ、１０６Ｍ、１０６Ｙ  画像形成部
１０７  駆動ローラ
１０８  従動ローラ
１０９Ｋ、１０９Ｃ、１０９Ｍ、１０９Ｙ  感光体ドラム（潜像担持ローラ）
１１０Ｋ  帯電器
１１１  光書き込み装置
１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙ  現像器（現像装置）
１１３Ｋ、１１３Ｃ、１１３Ｍ、１１３Ｙ  除電器
１０４  用紙
１１５Ｋ、１１５Ｃ、１１５Ｍ、１１５Ｙ  転写器
１１６  定着器
１１８  ベルトクリーナ
２０１  現像容器
２０２  現像ローラ
２０３  撹拌装置
２０４  中間ローラ
２０４ａ  非磁性スリーブ
２０４ｂ  マグロール
２０５  ドクターブレード
２０６ａ、２０６ｂ  ガイド部材
２０７  現像ベルト（導電性シート）
４０１  接続端子
４０２  直流電源
４０３  交流電源（上流側電源部）
４０４  接続端子
４０５  直流電源
４０６  交流電源（下流側電源部）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７４】
【特許文献１】特開２００５−１７３３７８号公報
【図１】
2017003657.tif 000007
【図２】
2017003657.tif 000008
【図３】
2017003657.tif 000009
【図４】
2017003657.tif 000010
【図５】
2017003657.tif 000011
【図６】
2017003657.tif 000012
【図７】
2017003657.tif 000013
【図８】
2017003657.tif 000014
【図９】
2017003657.tif 000015
【図１０】
2017003657.tif 000016
【図１１】
2017003657.tif 000017
【図１２】
2017003657.tif 000018
【図１３】
2017003657.tif 000019
【図１４】
2017003657.tif 000020
【図１５】
2017003657.tif 000021