JP5010981B2 - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、及びこれらの複合機等の電子写真方式を利用した画像形成装置で用いられる現像装置及びこの現像装置を備えた画像形成装置に関する。

電子写真方式を利用した画像形成装置に用いられる現像装置は、画像データに基づく静電潜像が形成された像担持体である感光体ドラムの表面に向けて、現像ローラによって搬送されたトナーを飛翔させてトナー像を形成する。このような現像装置を備えた画像形成装置は、感光体ドラム上に形成されたトナー像を用紙等の記録媒体に転写する。そして、この転写されたトナー像を、定着装置で加熱することによって、記録媒体に定着させる。そうすることによって、前記画像形成装置は、画像データに基づく画像を記録媒体上に形成する（例えば、特許文献１参照）。

このような画像形成装置の中でも、高速性に優れているものとして、使用するトナーの色に対応した複数の画像形成ユニットを並べて配置し、中間転写ベルトの送りに同期させてカラー画像を形成して中間転写ベルト上で色重ねを行うタンデム方式の画像形成装置が知られている。この方式の画像形成装置は、優れた高速性を有するものの、各色の画像形成ユニットを並べて配置しなければならないために大型化する欠点を有していた。この対策として、感光体ドラム同士の間隔を狭くし、小型化した画像形成ユニットを配置した小型タンデム型画像形成装置が提案されている。

このような小型タンデム型画像形成装置に備えられる現像装置には、例えば、タッチダウン現像方式の現像装置が用いられている。タッチダウン現像方式の現像装置は、現像剤として、トナーとキャリアとを含む２成分現像剤を用いる現像装置であって、２成分現像剤を担持搬送する磁気ローラにトナー供給バイアス電圧を印加することにより、２成分現像剤のトナーを現像ローラに移行させ、そして、現像ローラに現像バイアス電圧を印加することにより、現像ローラ上のトナーを感光体表面に飛翔させて現像する現像装置である。

従来のタッチダウン現像方式の現像装置としては、例えば、現像バイアス電圧として、矩形波形の交流成分を直流成分に重畳した重畳電圧を現像ローラに印加し、トナー供給バイアス電圧として、直流電圧を磁気ローラに印加する現像装置が挙げられる（特許文献２〜４参照）。

また、現像バイアス電圧として、矩形波形の交流成分を直流成分に重畳した重畳電圧を現像ローラに印加し、トナー供給バイアス電圧として、現像バイアス電圧の交流成分と同周波数で逆位相、かつデューティ比を逆転させた矩形波形の交流成分を直流成分に重畳した重畳電圧を磁気ローラに印加する現像装置が挙げられる（特許文献５参照）。

さらに、トナー担持体（現像ローラ）上に担持されたトナーの帯電量個数分布と、トナー供給部材（磁気ローラ）に担持された２成分現像剤中のトナーの帯電量個数分布とが異なるように構成された現像装置が挙げられる（特許文献６参照）。
米国特許第３，９２９，０９８号公報 特開２００３−２１９６１号公報 特開２００３−２１９６６号公報 特開２００３−２８０３５７号公報 特開２００５−２４２２８１号公報 特開２００１−２７２８５７号公報

特許文献２〜４に記載の現像装置によれば、現像バイアス電圧の直流成分とトナー供給バイアス電圧との電位差、及び現像バイアス電圧の交流成分のデューティ比等を好適化することによって、前の現像画像の一部が次の現像時に残像（ゴースト）として現れる現象、いわゆる履歴現象、及びかぶりの発生等を抑制できることが開示されている。このことは、現像バイアス電圧として、交流成分を直流成分に重畳することによって、感光体表面から不要なトナーを引き戻す方向の力を加えることができること等によると考えられる。

しかしながら、このような現像装置では、特定の粒子径のトナーが選択的に移動して、特定の粒子径のトナーが優先的に消費される、いわゆる選択現像という現象が生じた。よって、画像形成を行うと、現像装置内にあるトナーの粒子径分布が変化していくので、長期間、安定した現像性能を示すことができなかった。また、トナーの選択的な移動を抑制するために、感光体と現像ローラとの間に強い現像電界を形成させることによって、トナーの粒子径にかかわらず、トナーを感光体に移動させようとすると、現像ローラに印加する現像バイアス電圧との関係から磁気ローラに印加するトナー供給バイアス電圧を弱めなければならなくなり、現像ローラ上に未現像トナーの引き剥がしが弱くなると共に、磁気ローラから現像ローラへのトナー供給も不十分となるため、履歴現象を抑制することが困難であった。

特許文献５に記載の現像装置によれば、トナー供給バイアス電圧として、現像バイアス電圧の交流成分に対応する交流成分を重畳することによって、感光体と現像ローラとの間の電圧（現像電界）を高めることなく、磁気ローラから現像ローラへトナーが移動するための電圧（現像ローラと磁気ローラとの間の電圧）を高めることができることが開示されている。

しかしながら、このような現像装置は、後記で詳述するが、磁気ローラから現像ローラへトナーが移動するための電圧を、現像バイアス電圧とトナー供給バイアス電圧との関係で制御しなければならず、トナーの選択的な移動を充分に抑制できなかった。さらに、現像バイアス電圧及びトナー供給バイアス電圧の位相をそれぞれ厳密に制御しなければ、現像効率が低下してしまう。

また、特許文献６に記載の現像装置のように、現像ローラ上に担持されたトナーの帯電量個数分布と、磁気ローラに担持された２成分現像剤中のトナーの帯電量個数分布とが異なるようにすることは、磁気ローラ上の２成分現像剤のトナーが、選択的に現像ローラに移動することを示している。したがって、この現像装置は、トナーの選択的移動を抑制することに着目したものではなく、長期間に渡って安定した画像形成を行えるようにすることを目的としたものではない。

本発明は、かかる従来の問題点を解消するためになされたものであり、長期間に渡って、安定した現像性能を有する現像装置およびこの現像装置を備えた画像形成装置を提供することを目的としている。

本発明の現像装置は、静電潜像が形成される像担持体に対向して配置され、表面にトナーを担持して搬送する現像ローラと、トナーとキャリアとを含む２成分現像剤を担持して搬送する磁気ローラとを備え、前記磁気ローラにトナー供給バイアス電圧を印加することにより、前記磁気ローラによって搬送された２成分現像剤中のトナーを前記現像ローラの表面に移行させ、前記現像ローラに現像バイアス電圧を印加することにより、前記現像ローラによって搬送されたトナーを、前記像担持体の表面に飛翔させて、前記像担持体の表面に予め形成された静電潜像をトナー像として顕像化させる現像装置であって、前記像担持体の表面に顕像化されたトナー像のトナーの粒子径の個数分布における第１変動係数と、前記磁気ローラに担持されている２成分現像剤中のトナーの粒子径の個数分布における第２変動係数との差の絶対値が６％以内であることを特徴とする現像装置である。

この構成によれば、磁気ローラと像担持体との間において、トナーの選択的な移動が抑制されており、磁気ローラに担持されている２成分現像剤中のトナーのうち、特定の粒子径のトナーが優先的に現像に使用されることが少ない。したがって、この現像装置は、画像形成を行っても、現像装置内のトナーの粒子径分布に変化が少ないので、長期間に渡って安定した現像性能を発揮できる。

また、前記現像ローラによって搬送されたトナーの厚みが、６〜１４μｍであることが好ましい。そうすることによって、現像ローラによって搬送されたトナーの多くを、像担持体に移行できるので、磁気ローラと像担持体との間におけるトナーの選択的な移動をより抑制できる。

また、前記トナー供給バイアス電圧と前記現像バイアス電圧との正のデューティ比の合計が、１００より大きいことが好ましい。この構成によれば、磁気ローラ上の２成分現像剤のトナーが現像ローラへ移動する方向のトナー供給バイアス電圧を印加する時間と、現像ローラ上のトナーが像担持体へ移動する方向の現像バイアス電圧を印加する時間との両方を長くすることができる。したがって、トナーを効果的に移行させることができるので、トナーの選択的な移動をより抑制でき、より高品質な画像を形成させることができる。

また、前記トナー供給バイアス電圧の正のデューティ比が、前記現像バイアス電圧の正のデューティ比より大きいことが好ましい。この構成によれば、現像ローラから像担持体へのトナーの移行より移行しにくい、磁気ローラに担持されている２成分現像剤のトナーの移行を円滑にすることができるので、磁気ローラと現像ローラとの間におけるトナーの選択的な移動をより抑制できる。

また、前記トナー供給バイアス電圧は、前記現像バイアス電圧に重畳されていることが好ましい。そうすることによって、磁気ローラから現像ローラへのトナーの移動は、現像バイアス電圧にほとんど依存せず、トナー供給バイアス電圧に依存する。一方、現像ローラから像担持体へのトナーの移動は、トナー供給バイアス電圧にほとんど依存せず、現像バイアス電圧に依存する。

したがって、磁気ローラと現像ローラとの間におけるトナーの選択的な移動、及び現像ローラと像担持体との間におけるトナーの選択的な移動は、トナー供給バイアス電圧及び現像バイアス電圧とを制御することによって、それぞれ個別に好適化できる。よって、上記２つのトナーの選択的移動の両方を抑制できる構成を容易に実現できる。

前記現像ローラは、前記磁気ローラと対向する位置に磁極が形成されていることが好ましい。この構成によれば、現像ローラと磁気ローラとの間に形成される、２成分現像剤からなる磁気ブラシをより丈夫に形成でき、現像ローラ上の現像に使用されなかったトナーをより引き剥がすことができるので、履歴現象を抑制でき、より高い現像性能を発揮できる。また、丈夫な磁気ブラシが形成されるので、磁気ローラと現像ローラとの間におけるトナーの選択的な移動をより抑制でき、より安定した現像性能を発揮できる。

本発明の画像形成装置は、前記現像装置と前記像担持体とを備え、前記現像装置によって前記像担持体の表面に予め形成された静電潜像をトナー像として顕像化させて画像を形成するものであることを特徴とする画像形成装置である。この構成によれば、画像形成装置は、本発明の現像装置の効果を享受したものであり、長期間に渡って安定して、高品質な画像を形成できる。

本発明の現像装置は、長期間に渡って安定した現像性能を発揮できる。したがって、本発明の現像装置を備えた場合、長期間に渡って安定して、高品質な画像を形成できる画像形成装置が得られる。

以下、本発明の現像装置及びこの現像装置を備える画像形成装置に係る最良の実施形態について、図面に基づき詳細に説明する。

まず、本発明の実施形態に係る現像装置が適用された画像形成装置の一例であるカラープリンタについて図１に基づき説明する。図１は、本発明の実施形態に係る現像装置７１を備えるカラープリンタ１の全体構成を示した概略断面図である。

このカラープリンタ１は、図１に示すように、箱型の機器本体１ａを有している。この機器本体１ａ内には、用紙Ｐを給紙する給紙部２と、この給紙部２から給紙された用紙Ｐを搬送しながら当該用紙Ｐに画像データ等に基づくトナー像を転写する画像形成部３と、この画像形成部３で用紙Ｐ上に転写された未定着トナー像を用紙Ｐに定着する定着処理を施す定着部４とが設けられている。さらに、前記機器本体１ａの上面には、前記定着部４で定着処理の施された用紙Ｐが排紙される排紙部５が設けられている。

前記給紙部２は、給紙カセット２１、ピックアップローラ２２、給紙ローラ２３，２４，２５、及びレジストローラ２６を備えている。給紙カセット２１は、機器本体１ａから挿脱可能に設けられ、各サイズの用紙Ｐを貯留する。ピックアップローラ２２は、給紙カセット２１の図１に示す左上方位置に設けられ、給紙カセット２１に貯留されている用紙Ｐを１枚ずつ取り出す。給紙ローラ２３，２４，２５は、ピックアップローラ２２によって取り出された用紙Ｐを用紙搬送路に送り出す。レジストローラ２６は、給紙ローラ２３，２４，２５によって用紙搬送路に送り出された用紙Ｐを一時待機させた後、所定のタイミングで画像形成部３に供給する。

また、給紙部２は、機器本体１ａの図１に示す左側面に取り付けられる不図示の手差しトレイとピックアップローラ２７とをさらに備えている。このピックアップローラ２７は、手差しトレイに載置された用紙Ｐを取り出す。ピックアップローラ２７によって取り出された用紙Ｐは、給紙ローラ２３，２５によって用紙搬送路に送り出され、レジストローラ２６によって、所定のタイミングで画像形成部３に供給される。

前記画像形成部３は、画像形成ユニット７と、この画像形成ユニット７によってその表面（接触面）にコンピュータ等から電送された画像データに基づくトナー像が１次転写される中間転写ベルト３１と、この中間転写ベルト３１上のトナー像を給紙カセット２１から送り込まれた用紙Ｐに２次転写させるための２次転写ローラ３２とを備えている。

前記画像形成ユニット７は、上流側（図１では右側）から下流側に向けて順次配設されたブラック用ユニット７Ｋと、イエロー用ユニット７Ｙと、シアン用ユニット７Ｃと、マゼンタ用ユニット７Ｍとを備えている。各ユニット７Ｋ，７Ｙ，７Ｃ及び７Ｍは、それぞれの中央位置に像担持体としての感光体ドラム３７が矢符（時計回り）方向に回転可能に配置されている。そして、各感光体ドラム３７の周囲には、帯電器３９、露光装置３８、現像装置７１、不図示のクリーニング装置及び除電器等が、回転方向上流側から順に各々配置されている。

帯電器３９は、矢符方向に回転されている感光体ドラム３７の周面を均一に帯電させる。帯電器３９としては、例えば、非接触型放電方式のコロトロン型およびスコロトロン型の帯電器、接触方式の帯電ローラおよび帯電ブラシ等が挙げられる。露光装置３８は、いわゆるレーザ走査ユニットであり、帯電器３９によって均一に帯電された感光体ドラム３７の周面に、画像読取装置等から入力された画像データに基づくレーザ光を照射し、感光体ドラム３７上に画像データに基づく静電潜像を形成する。現像装置７１は、静電潜像が形成された感光体ドラム３７の周面にトナーを供給することで、画像データに基づくトナー像を形成させる。そして、このトナー像が中間転写ベルト３１に１次転写される。クリーニング装置は、中間転写ベルト３１へのトナー像の１次転写が終了した後、感光体ドラム３７の周面に残留しているトナーを清掃する。除電器は、１次転写が終了した後、感光体ドラム３７の周面を除電する。クリーニング装置及び除電器によって清浄化処理された感光体ドラム３７の周面は、新たな帯電処理のために帯電器へ向かい、新たな１次転写が行われる。

中間転写ベルト３１は、無端状のベルト状回転体であって、表面（接触面）側が各感光体ドラム３７の周面にそれぞれ当接するように駆動ローラ３３、従動ローラ３４、バックアップローラ３５、及び一次転写ローラ３６等の複数のローラに架け渡されている。また、中間転写ベルト３１は、各感光体ドラム３７と対向配置された一次転写ローラ３６によって感光体ドラム３７に押圧された状態で、前記複数のローラによって無端回転するように構成されている。駆動ローラ３３は、ステッピングモータ等の駆動源によって回転駆動し、中間転写ベルト３１を無端回転させるための駆動力を与える。従動ローラ３４、バックアップローラ３５、及び一次転写ローラ３６は、回転自在に設けられ、駆動ローラ３３による中間転写ベルト３１の無端回転に伴って従動回転する。これらのローラ３４，３５，３６は、駆動ローラ３３の主動回転に応じて中間転写ベルト３１を介して従動回転するとともに、中間転写ベルト３１を支持する。

１次転写ローラ３６は、１次転写バイアス（トナーの帯電極性とは逆極性）を中間転写ベルト３１に印加する。そうすることによって、各感光体ドラム３７上に形成されたトナー像は、各感光体ドラム３７と１次転写ローラ３６との間で、駆動ローラ３３の駆動により矢符（反時計回り）方向に周回する中間転写ベルト３１に重ね塗り状態で順次転写（１次転写）される。

２次転写ローラ３２は、トナー像と逆極性の２次転写バイアスを用紙Ｐに印加する。そうすることによって、中間転写ベルト３１上に１次転写されたトナー像は、２次転写ローラ３２とバックアップローラ３５との間で用紙Ｐに転写され、これによって、用紙Ｐにカラーの転写画像（未定着トナー像）が転写される。

前記定着部４は、画像形成部３で用紙Ｐに転写された転写画像に定着処理を施すものであり、通電発熱体により加熱される加熱ローラ４１と、この加熱ローラ４１に対向配置され、周面が加熱ローラ４１の周面に押圧当接される加圧ローラ４２とを備えている。

そして、前記画像形成部３で２次転写ローラ３２により用紙Ｐに転写された転写画像は、当該用紙Ｐが加熱ローラ４１と加圧ローラ４２との間を通過する際の加熱による定着処理で用紙Ｐに定着される。そして、定着処理の施された用紙Ｐは、排紙部５へ排紙されるようになっている。また、本実施形態のカラープリンタ１では、定着部４と排紙部５との間に適所に搬送ローラ６が配設されている。

排紙部５は、カラープリンタ１の機器本体１ａの頂部が凹没されることによって形成され、この凹没した凹部の底部に排紙された用紙Ｐを受ける排紙トレイ５１が形成されている。

次に、本発明の実施形態に係る現像装置７１の構成について説明する。図２は、本発明の実施形態に係る現像装置７１の構成を示す概略断面図であり、図１に示したカラープリンタ１に備えた現像装置７１の周辺部を拡大して示したものである。

現像装置７１は、現像ローラ７２、磁気ローラ７３、パドルミキサ７４、攪拌ミキサ７５、穂切りブレード７６、仕切板７７、及び電圧印加手段９０を備える。

現像ローラ７２は、表面にトナーを担持して搬送することにより、感光体ドラム３７の表面に予め形成された静電潜像をトナー像として顕像化（現像）する。また、現像ローラ７２は、磁気ローラ７３と対向する位置に磁極が形成されているように磁石が内蔵されている。磁気ローラ７３は、内部に配置された磁石によって２成分現像剤を吸着して磁気ブラシを発生させ、現像ローラ７２にトナーを供給する。現像ローラ７２に磁石が内蔵されているので、現像ローラ７２と磁気ローラ７３との間に形成される、２成分現像剤からなる磁気ブラシをより丈夫に形成でき、現像ローラ７２上の現像に使用されなかったトナーをより引き剥がすことができるので、履歴現象やかぶりを抑制でき、高い現像性能を発揮できる。なお、現像ローラ７２は、例えば、直径２０ｍｍのローラを用い、磁気ローラ７３は、例えば、直径２５ｍｍのローラを用いる。

パドルミキサ７４及び攪拌ミキサ７５は、らせん状羽根を有して互いに逆方向に２成分現像剤を搬送しながら攪拌して、トナーを帯電させる。さらに、パドルミキサ７４は、帯電させたトナーとキャリアとを含む２成分現像剤を磁気ローラ７３に供給する。穂切りブレード７６は、磁気ローラ７３上に形成された磁気ブラシの厚さを規制する。仕切板７７は、パドルミキサ７４と攪拌ミキサ７５との間に設けられ、仕切板７７の両端側より外側で、２成分現像剤が自由に通過できるようになっている。

電圧印加手段９０は、現像ローラ７２及び磁気ローラ７３に後述のような電圧を印加する複数の電源を有する。また、電圧印加手段９０は、現像バイアス電圧を現像ローラ７２に印加する現像バイアス電圧印加手段９１と、トナー供給バイアス電圧を磁気ローラ７３に印加するトナー供給バイアス電圧印加手段９４とを含む。電圧印加手段９０のトナー供給バイアス電圧印加手段９４は、現像バイアス電圧印加手段９１によって印加された現像バイアス電圧をベースにトナー供給バイアス電圧を印加する。つまり、電圧印加手段９０は、トナー供給バイアス電圧が、現像バイアス電圧に重畳されるように構成されている。

図３は、現像装置７１の現像を説明するための概略図である。図３は、現像装置７１の現像を説明するための概略図であって、感光体ドラム３７、現像ローラ７２、磁気ローラ７３及び穂切りブレード７６の位置関係は、図２とは異なる。

パドルミキサ７４及び攪拌ミキサ７５で帯電されたトナー８１とキャリア８２とを含む２成分現像剤８３は、磁気ローラ７３に供給される。磁気ローラ７３に供給された２成分現像剤８３は、磁気ローラ７３の内部の磁石によって磁気ブラシとなって搬送される。その後、磁気ブラシは、磁気ローラ７３の表面のスリーブの回転によって、移動し、穂切りブレード７６と磁気ローラ７３との間を通過する際に、厚さが規制される。そして、電圧印加手段９０によって印加された電圧によって、現像ローラ７２と磁気ローラ７３との間には、電位差が発生している。よって、厚さが規制された磁気ブラシは、現像ローラ７２の近傍まで移動すると、この電位差によって、帯電されたトナー８１のみが現像ローラ７２に移動する。現像ローラ７２に移動されたトナー８１は、均一なトナー層となる。なお、現像ローラ７２と磁気ローラ７３との間の電位差は、上述のように、トナー供給バイアス電圧が現像バイアス電圧に重畳されているので、トナー供給バイアス電圧印加手段９４によって印加されるトナー供給バイアス電圧に依存する。

感光体ドラム３７と現像ローラ７２との間にも、電圧印加手段９０によって、電位差が発生している。よって、この電位差によって、感光体ドラム３７上に形成されている静電潜像に基づく現像が行われる。なお、感光体ドラム３７と現像ローラ７２との間の電位差は、現像バイアス電圧印加手段９１によって印加される現像バイアス電圧に依存する。

以上より、現像装置７１は、上記のように、電圧印加手段９０によって、現像バイアス電圧とトナー供給バイアス電圧とを印加することによって、現像することができる。

また、現像装置７１は、感光体ドラム３７の表面に顕像化されたトナー像のトナーの粒子径の個数分布における変動係数［ＣＶ（ｄｒｕｍ）］（第１変動係数に相当）と、磁気ローラ７３に担持されている２成分現像剤のトナーの粒子径の個数分布における変動係数［ＣＶ（ｍａｇ）］（第２変動係数に相当）との差の絶対値が６％以内である。６％を超えると、トナーの選択的移動が大きすぎて、印字出力１０００枚程度で画像濃度不良等の不具合が発生する。したがって、磁気ローラ７３と感光体ドラム３７との間において、トナーの選択的な移動が抑制されており、磁気ローラ７３に担持されている２成分現像剤８３中のトナー８１のうち、特定の粒子径のトナーが優先的に現像に使用されることが少ない。

なお、変動係数（ＣＶ：ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｖａｒｉａｔｉｏｎ）とは、粒子製品の粒子径（直径）の均一さ（粒径分布のシャープさ）を示す指標であり、平均粒子径に対する標準偏差の割合である。ＣＶが大きいほど粒度分布はブロードになり、小さいほど粒度分布はシャープなものとなる。ここでの、トナーの粒子径の個数分布における変動係数とは、トナー粒子径の標準偏差をトナーの平均粒子径で除した値であり、下記計算式（１）から算出される。

ＣＶ（％） ＝ 標準偏差 ÷ 粒子径の平均値 × １００ （１）
また、現像ローラ７２に担持されているトナーの粒子径の個数分布における変動係数［ＣＶ（ｓｌｖ）］と、ＣＶ（ｍａｇ）との差の絶対値が５％以内であることが好ましく、ＣＶ（ｄｒｕｍ）とＣＶ（ｓｌｖ）との差の絶対値が３％以内であることがより好ましい。これらの差が大きすぎると、トナーの選択的移動が大きすぎて、長期間印字していると画像濃度不良等の不具合が発生する傾向がある。したがって、現像ローラ７２と感光体ドラム３７との間におけるトナーの選択的な移動、及び現像ローラ７２と磁気ローラ３７との間におけるトナーの選択的な移動がともに抑制される。

また、磁気ローラ７３と現像ローラ７２との間におけるトナーの選択的な移動を抑制するためには、現像ローラ７２と磁気ローラ７３との間の電位差を制御する必要があり、現像装置７１においては、トナー供給バイアス電圧印加手段９４によって印加されるトナー供給バイアス電圧を、後述のような好適な電圧に制御すればよい。また、現像ローラ７２と感光体ドラム３７との間におけるトナーの選択的な移動を抑制するためには、感光体ドラム３７と現像ローラ７２との間の電位差を制御する必要があり、現像装置７１においては、現像バイアス電圧印加手段９１によって印加される現像バイアス電圧を、後述のような好適な電圧に制御すればよい。

電圧印加手段９０によって、トナー供給バイアス電圧印加手段９４によって印加するトナー供給バイアス電圧、及び現像バイアス電圧印加手段９１によって印加する現像バイアス電圧について説明する。図４は、現像装置７１に印加する電圧の波形の一例を示す波形図である。図４（ａ）は、トナー供給バイアス電圧の波形の一例を示し、図４（ｂ）は、現像バイアス電圧の波形の一例を示す。

トナー供給バイアス電圧印加手段９４は、交流電圧を印加する交流電源９５と、直流電圧を印加する直流電源９６とを含む。トナー供給バイアス電圧印加手段９４によって印加されるトナー供給バイアス電圧は、以下のような電圧が好ましい。直流電源９６によって印加される直流電圧［Ｖｄｃ（ｍａｇ）］は、現像剤の抵抗や現像ローラ７２と磁気ローラ７３との回転速度差（周速比）等によっても異なるが、１００〜４５０Ｖであることが好ましい。この直流電圧が低すぎると、現像ローラ７２上に形成されるトナーの薄層が薄くなる傾向があり、高すぎると、トナーの層が厚くなりすぎる傾向がある。また、交流電源９５によって印加される交流電圧のピークトウピーク値［Ｖｐｐ（ｍａｇ）］は、０．５〜５．０ｋＶであることが好ましく、例えば、１．６ｋＶや２．８ｋＶに設定される。なお、Ｖｐｐ（ｍａｇ）は、図４（ａ）に示す、トナー供給バイアス電圧の最大値（ＯＮ状態）と最小値（ＯＦＦ状態）との電圧差に相当する。また、交流電源９５によって印加される交流電圧の周波数［ｆ（ｍａｇ）］は、１〜６ｋＨｚであることが好ましく、２．５ｋＨｚ以上であることがより好ましく、例えば、２．７ｋＨｚに設定される。交流電源９５によって印加される交流電圧の正のＤＵＴＹ比［Ｄｕｔｙ（ｍａｇ）］は、４０〜７０％であることが好ましく、６０以上であることがより好ましい。なお、Ｄｕｔｙ（ｍａｇ）は、磁気ローラ７３から現像ローラ７２へトナーが移行する方向の電圧であるＯＮ状態の時間Ｔ１と現像ローラ７２から磁気ローラ７３へトナーを引き戻す方向の電圧であるＯＦＦ状態の時間Ｔ２との合計時間に対する、Ｔ１の比率である。

また、現像バイアス電圧印加手段９１は、交流電圧を印加する交流電源９２と、直流電圧を印加する直流電源９３とを含む。現像バイアス電圧印加手段９１によって印加される現像バイアス電圧は、以下のような電圧が好ましい。直流電源９３によって印加される直流電圧Ｖｄｃ（ｓｌｖ）は、感光体ドラム３７と現像ローラ７２との回転速度差（周速比）等によっても異なるが、４００Ｖ以下であることが好ましく、３００Ｖ以下であることがより好ましく、例えば、３００Ｖに設定される。このような電圧に設定すると、中間転写ベルト３１に転写されずに感光体ドラム３７上に残ったトナーを除去しやすく、履歴現象が発生しにくくなり、さらに、トナーに強い電界をかけることを防止する点でも好ましい。また、交流電源９２によって印加される交流電圧のピークトウピーク値［Ｖｐｐ（ｓｌｖ）］は、０．２〜２ｋＶであることが好ましく、例えば、１．６ｋＶに設定される。なお、Ｖｐｐ（ｓｌｖ）は、図４（ｂ）に示す、現像バイアス電圧の最大値（ＯＮ状態）と最小値（ＯＦＦ状態）との電圧差に相当する。また、交流電源９２によって印加される交流電圧の周波数［ｆ（ｓｌｖ）］は、１〜４ｋＨｚであることが好ましく、例えば、２．７ｋＨｚに設定される。交流電源９２によって印加される交流電圧の正のＤＵＴＹ比［Ｄｕｔｙ（ｓｌｖ）］は、３５〜６５％であることが好ましく、４０以上であることがより好ましい。なお、Ｄｕｔｙ（ｓｌｖ）は、現像ローラ７２から感光体ドラム３７へトナーが移行する方向の電圧であるＯＮ状態の時間Ｔ３と感光体ドラム３７から現像ローラ７２へトナーを引き戻す方向の電圧であるＯＦＦ状態の時間Ｔ４との合計時間に対する、Ｔ３の比率である。

さらに、トナー供給バイアス電圧と現像バイアス電圧とが、以下の関係であることが好ましい。Ｖｐｐ（ｍａｇ）は、Ｖｐｐ（ｓｌｖ）より大きいことが好ましい。現像ローラ７２と磁気ローラ７３との間の電位差は、トナー供給バイアス電圧にのみに依存するので、Ｖｐｐ（ｍａｇ）が、Ｖｐｐ（ｓｌｖ）より大きいことによって、現像ローラ７２に担持されているトナー８１より移行しにくい、磁気ローラ７３に担持されている２成分現像剤８３のトナー８１をより円滑に移行させることができる。したがって、磁気ローラ７３と現像ローラ７２との間におけるトナーの選択的な移動をより抑制できる。

また、Ｄｕｔｙ（ｍａｇ）とＤｕｔｙ（ｓｌｖ）との合計が、１００より大きいことが好ましい。そうすることによって、磁気ローラ７３上の２成分現像剤８３のトナー８１が現像ローラ７２へ移動する方向のトナー供給バイアス電圧を印加する時間と、現像ローラ７２上のトナー８１が感光体ドラム３７へ移動する方向の現像バイアス電圧を印加する時間との両方を長くすることができる。したがって、トナーを効果的に移行させることができるので、トナーの選択的な移動をより抑制でき、より高品質な画像を形成させることができる。

また、Ｄｕｔｙ（ｍａｇ）が、Ｄｕｔｙ（ｓｌｖ）より大きいことが好ましい。そうすることによって、磁気ローラ７３に担持されている２成分現像剤８３のトナー８１の移行を円滑にすることができるので、磁気ローラ７３と現像ローラ７２との間におけるトナーの選択的な移動をより抑制できる。

また、現像ローラ７２によって搬送されたトナー８１の厚みが、６〜１４μｍであることが好ましく、７〜１４μｍであることがより好ましい。そうすることによって、現像ローラ７２によって搬送されたトナー８１の多くを、感光体ドラム３７に移行できるので、現像ローラ７２と感光体ドラム３７との間におけるトナーの選択的な移動をより抑制できる。

また、ｆ（ｍａｇ）は、ｆ（ｓｌｖ）より大きく、かつ２．５ｋＨｚ以上であることが好ましい。

電圧印加手段９０は、現像の直前に交流電圧を印加するように制御することが好ましい。そうすると、トナーの飛散を最小限に抑えることができ、より長期間、安定した現像性能を維持できる。また、電圧印加手段９０は、均一な画像濃度を維持するためには、現像タイミング以外の時間において現像ローラ７２と磁気ローラ７３との間の電位差を同電位となるように制御することで、トナーに負担をかけず現像ローラ７２上のトナーを磁気ローラ７３に回収することが有効である。

次に、本発明と比較するため比較用の実施形態として、従来の技術、例えば、特許文献５に記載されているような、トナー供給バイアス電圧が、現像バイアス電圧に重畳されておらず、トナー供給バイアス電圧と現像バイアス電圧とを個別に印加する現像装置１００について説明する。

図５は、従来の現像装置１００の構成を示す概略図である。現像装置１００は、本発明の実施形態である現像装置７１と同様、感光体ドラム１０１に対向する現像ローラ１０２、及び現像ローラ１０２に対向する磁気ローラ１０３等を備えており、現像ローラ１０２及び磁気ローラ１０３に印加する電圧以外は、現像装置７１と同様である。具体的には、上記電圧印加手段９０の代わりに、現像ローラ１０２に現像バイアス電圧を印加する現像バイアス電圧印加手段１０８と、磁気ローラ１０３にトナー供給バイアス電圧を印加するトナー供給バイアス電圧印加手段１１１とを独立して有する。そして、現像バイアス電圧印加手段１０８は、矩形波形の交流電圧を印加する交流電源１０９と、直流電圧を印加する直流電源１１０とを含み、トナー供給バイアス電圧印加手段１１１は、上記交流電源１０９によって印加される交流電圧と同周波数で逆位相、かつ、デューティ比を逆転させた交流電圧を印加する交流電源１１２と、直流電圧を印加する直流電源１１３とを含む。

図６は、図５に示す現像装置１００に印加する電圧の波形の一例を示す波形図である。図６（ａ）は、磁気ローラ１０３に印加するトナー供給バイアス電圧の波形の一例を示し、図６（ｂ）は、現像ローラ１０２に印加する現像バイアス電圧の波形の一例を示し、図６（ｃ）は、現像ローラ１０２と磁気ローラ１０３との間の電圧（電位差）の波形を示す。

現像装置１００は、上記のような電圧を印加することによって、図６に示すように、感光体ドラム１０１と現像ローラ１０２との間の電圧（現像電界）を高めることなく、磁気ローラ１０３から現像ローラ１０２へトナー１０５が移動するための電圧（現像ローラ１０２と磁気ローラ１０３との間の電圧）を高めることができる。このことは、以下のことによると考えられる。

現像装置１００は、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、トナー供給バイアス電圧としては、現像バイアス電圧印加手段１０８の交流電源１０９によって印加される交流電圧に対応する交流電圧を重畳する。また、現像装置１００において、磁気ローラ１０３から現像ローラ１０２へトナー１０５が移動するための電圧は、図６（ａ）に示すトナー供給バイアス電圧の波形と、図６（ｂ）に示す現像バイアス電圧の波形との差である、図６（ｃ）に示す合成波形である。したがって、現像装置１００は、現像バイアス電圧を高めることなく、図６（ｃ）に示すように、磁気ローラ１０３から現像ローラ１０２へトナー１０５が移動するための電圧を高めることができる。

しかしながら、このような現像装置１００であっても、磁気ローラ１０３から現像ローラ１０２へトナー１０５が移動するための電圧を、現像バイアス電圧とトナー供給バイアス電圧との関係で制御しなければならず、トナー１０５の選択的な移動を充分に抑制できなかった。

さらに、現像装置１００は、図７に示すように、現像バイアス電圧の波形と、トナー供給バイアス電圧の波形とが図６に示す好適な位相からずれていると、現像効率が低下する。なお、図７は、図５に示す現像装置１００において、現像バイアス電圧とトナー供給バイアス電圧との位相が、好適な位相からずれた場合について説明するための波形図である。図７（ａ）は、磁気ローラ１０３に印加するトナー供給バイアス電圧の波形の一例を示し、図７（ｂ）は、現像ローラ１０２に印加する現像バイアス電圧の波形の一例を示し、図７（ｃ）は、現像ローラ１０２と磁気ローラ１０３との間の電圧（電位差）の波形を示す。

現像バイアス電圧及びトナー供給バイアス電圧が図６に示すような位相になっていると、現像装置１００は、磁気ローラ１０３から現像ローラ１０２へトナーが移動する方向の電圧Ｖｍａｘを印加する時間Ｔ５と、感光体表面から不要なトナーを引き戻す方向の電圧Ｖｍｉｎを印加する時間Ｔ６とからなる現像効率の高いものとなる。これに対して、現像バイアス電圧及びトナー供給バイアス電圧が図６に示す関係から少しずれると、現像装置１００は、図７（ｃ）に示すように、磁気ローラ１０３から現像ローラ１０２へトナーが移動する方向の電圧Ｖｍａｘを印加する時間Ｔ７、及び感光体表面から不要なトナーを引き戻す方向の電圧Ｖｍｉｎを印加する時間Ｔ８以外に、ＶｍａｘとＶｍｉｎとの間の電圧を印加する時間Ｔ９，Ｔ１０が存在するので、磁気ローラ１０３から現像ローラ１０２のトナーの供給効率と、現像ローラ１０２から磁気ローラ１０３への未現像トナーの回収効率とのともに低いものとなる。よって、現像装置１００は、磁気ローラ１０３から現像ローラ１０２のトナーの高い供給効率と、現像ローラ１０２から磁気ローラ１０３への未現像トナーの高い回収効率とをともに維持するためには、現像バイアス電圧とトナー供給バイアス電圧とを厳密に制御する必要がある。

したがって、現像装置１００の場合、上記のように、現像ローラ１０２と磁気ローラ１０３との間の電位差は、トナー供給バイアス電圧と現像バイアス電圧との合成波形に依存することから、Ｄｕｔｙ（ｍａｇ）とＤｕｔｙ（ｓｌｖ）との合計が１００であることが好ましく、１００からずれると、磁気ローラ１０３から現像ローラ１０２のトナーの供給効率と、現像ローラ１０２から磁気ローラ１０３への未現像トナーの回収効率とがともに低下する。これに対して、本発明の場合、現像ローラ７２と磁気ローラ７３との間の電位差は、トナー供給バイアス電圧にのみ依存するので、Ｄｕｔｙ（ｍａｇ）とＤｕｔｙ（ｓｌｖ）との合計が１００でなくとも、磁気ローラ７３から現像ローラ７２のトナーの供給効率及び現像ローラ７２から磁気ローラ７３への未現像トナーの回収効率がともに低下せず、上記のようなＤｕｔｙ（ｍａｇ）とＤｕｔｙ（ｓｌｖ）との合計を１００以上に設定することができる。従って、これまで磁気ローラ７３から現像ローラ７２のトナーの供給効率及び現像ローラ７２から磁気ローラ７３への未現像トナーの回収効率を基準としたバイアス設定のため、現像ローラ７２に現像効率を増大させる現像バイアスを印加することができ、トナーの選択的な消費を抑制することができ、上記のようなＤｕｔｙ（ｍａｇ）とＤｕｔｙ（ｓｌｖ）との合計を１００以上に設定することができる。また、本発明の場合、現像ローラ７２と磁気ローラ７３との間の電位差は、トナー供給バイアス電圧にのみ依存することから、Ｖｐｐ（ｍａｇ）を、Ｖｐｐ（ｓｌｖ）より大きくすることによって、磁気ローラ７３から現像ローラ７２へのトナー８１への移行を円滑にできる。

また、現像装置１００の場合、図６に示すように、トナー供給バイアス電圧と現像バイアス電圧との位相を合わせる必要があるが、本発明の場合、図４に示すように、トナー供給バイアス電圧と現像バイアス電圧との位相を合わせる必要がない。

以下、本発明の現像装置７１以外の構成について、説明する。

現像した後に現像ローラ７２上に残ったトナーは、掻き取りブレード等の特別な装置を周面上に設けてもよいが、設けなくてもよい。例えば、磁気ローラ７３上の磁気ブラシが現像ローラ７２上のトナー層に接触し、各ローラの周速差によるブラシ効果によって、容易にトナーの回収と入れ替えを可能にする。また、磁気ブラシである２成分現像剤は、パドルミキサ７４と攪拌ミキサ７５の攪拌によって入れ替えられているので、トナーの回収と入れ替えをより容易にする。

この場合、磁気ブラシの幅が、現像ローラ７２上のトナーを回収する幅となるため、現像ローラ７２の幅を磁気ブラシの幅より短くすることにより確実に未回収領域をなくすことができる。そうすることにより、磁気ブラシ領域外の現像ロールのスリーブに付着するトナーがなくなり、両端部のトナー飛散をなくすことが可能となる。

感光体ドラム３７としては、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）感光体であることが好ましい。このような感光体は、その膜厚を薄くすると飽和帯電電位が低下し、絶縁破壊に至る耐電圧が低下するが、潜像部（露光部、画像形成部）の電位が、２０Ｖ以下と非常に低く、非潜像部（非露光部、非画像形成部）の電位が約３５０Ｖであるという特徴を有している。さらに、潜像形成した時の感光体ドラム３７の表面の電荷密度は向上し、現像性能は向上する傾向がある。この特性は誘電率が約１０程度と高いａ−Ｓｉ感光体では２５μｍ以下、さらに好ましくは２０μｍ以下の場合に特に顕著である。なお、感光体ドラム３７は、例えば、直径３０ｍｍの感光体ドラムを用いる。

感光体ドラム３７として、正帯電の有機感光体（ＯＰＣ）を用いた場合は、残留電位を１００Ｖ以下にするために、感光層の膜厚を２５μｍ以上に設定し、電荷発生材料の添加量を増やすことが特に重要である。特に単層構造のＯＰＣは感光層の中に電荷発生材を添加することから感光層の膜減りによっても感度の変化が少なく、有利である。この場合でも現像バイアス電圧の直流電圧の電圧値は、４００Ｖ以下、さらに好ましくは３００Ｖ以下に設定することがトナーに強い電界をかけることを防止する意味でも好ましい。

２成分現像剤８３に含まれるキャリア８２としては、一般的なキャリアであれば、特に限定されないが、キャリアには、トナーの回収と供給との２つの役割を有するので、体積固有抵抗が、１０^６〜１０^１３Ωｃｍであり、平均粒径が、５０μｍ以下の小粒径キャリアが好ましく、例えば、体積固有抵抗が１０^１０Ωｃｍ、飽和磁化が６５ｅｍｕ／ｇ、体積平均粒子径が４５μｍのキャリアを用いる。なお、飽和磁化は、東英工業株式会社製のＶＳＭ−Ｐ７を用い、磁場７９．６ｋＡ／ｍ（１ｋＯｅ）で測定できる。体積固有抵抗が、１０^６〜１０^１３Ωｃｍであると、現像ローラ７２と磁気ローラ７３との間のニップで、強固に静電的に付着したトナーを磁気ブラシで引き剥がし、現像に必要なトナーを供給しやすい。また、平均粒径が、５０μｍ以下の小粒径キャリアであると、キャリアの表面積を高め、トナーとの接点を増やすので、好ましい。

また、感光体ドラム３７、及び現像ローラ７２の周速は、それぞれ、例えば、３００、４５０ｍｍ／ｓｅｃに設定され、現像ローラ７２と感光体ドラム３７との周速比（現像ローラ周速／感光体ドラム周速）は、例えば、１．５となる。

磁気ローラ７３と現像ローラ７２との周速比（磁気ローラ周速／現像ローラ周速）は、１．０〜２．０であることが好ましく、例えば、１．５となるように設定する。その際、磁気ローラ７３の周速は、例えば、６７５ｍｍ／ｓｅｃに設定される。そうすることによって、２成分現像剤の入れ替えを促進でき、現像ローラ７２上のトナーを回収するとともに適切なトナー濃度に設定された２成分現像剤を現像ローラ７２に供給することで均一なトナー層を形成することが可能になる。

磁気ローラ７３と現像ローラ７２との間のギャップは、１００〜１０００μｍであることが好ましく、１５０〜５００μｍであることがより好ましく、例えば、３５０μｍに設定に設定される。また、現像ローラ７２と感光体ドラム３７との間のギャップ（現像ギャップ）は、１００〜１０００μｍであることが好ましく、１５０〜５００μｍであることがより好ましく、例えば、２００μｍに設定される。磁気ローラ７３と現像ローラ７２との間のギャップや現像ギャップが小さすぎると、リーク発生や画像ピッチムラの発生が懸念され、大きすぎると、現像効率の低下等が懸念される。

上記実施形態は、本発明の画像形成装置として、タンデム式の画像形成装置を例に挙げて説明したが、電子写真方式を利用した画像形成装置であればよく、タンデム式の画像形成装置に限定されない。なお、本発明の現像装置は、現像ギャップの変動による画像むらの発生を抑制できる。よって、本発明の現像装置を小型タンデム型画像形成装置に適用すると、小型タンデム型画像形成装置の有する、現像ギャップの変動による画像むらの発生を起こしやすいという欠点を解消できる点で好ましい。また、画像形成装置の種類として、カラープリンタを例に挙げて説明したが、例えば、複写機、ファクシミリ装置、及び複合機等であってもよい。また、像担持体として、ドラム状の感光体である感光体ドラムを例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、ベルト状の感光体、及びシート状の感光体等に対しても適用できる。

以下に、本発明の実施形態であるカラープリンタ１の実施例を説明する。

実施例１〜６及び比較例１は、以下の現像条件である。

感光体ドラム３７：ａ−Ｓｉドラム、直径３０ｍｍ、周速３００ｍｍ／秒
現像ローラ７２：直径２０ｍｍ、周速４５０ｍｍ／秒
磁気ローラ７３：直径２５ｍｍ、周速６７５ｍｍ／秒
現像ギャップ：２００μｍ
磁気ローラ７３と現像ローラ７２との間のギャップ：３５０μｍ
トナー供給バイアス電圧：Ｖｄｃ（ｍａｇ）＝４００Ｖ、ｆ（ｍａｇ）＝２．７ｋＨｚ、Ｖｐｐ（ｍａｇ）及びＤｕｔｙ（ｍａｇ）は、それぞれ表１に示す値である。

現像バイアス電圧：Ｖｄｃ（ｓｌｖ）＝３００Ｖ、ｆ（ｍａｇ）＝２．７ｋＨｚ、Ｖｐｐ（ｓｌｖ）及びＤｕｔｙ（ｓｌｖ）は、それぞれ表１に示す値である。

トナー８１：体積平均粒子径６．５μｍ、初期の個数分布のＣＶ値は、２３．５％である。また、ＣＶ（ｍａｇ）、ＣＶ（ｓｌｖ）及びＣＶ（ｄｒｕｍ）は、それぞれ表１に示す値である。

なお、体積平均粒子径及びＣＶ値は、ベックマン・コールター社製のマルチサイザーＩＩＩにより出力されるものである。マルチサイザーＩＩＩは、アパチャー径１００μｍのものを用い、測定範囲２〜６０μｍとして、トナーの個数等を測定して、体積平均粒子径及びＣＶ値を算出する。

キャリア８２：重量平均粒子径４５μｍ、飽和磁化６５ｅｍｕ／ｇ
なお、飽和磁化は、東英工業株式会社製のＶＳＭ−Ｐ７を用い、磁場７９．６ｋＡ／ｍ（１ｋＯｅ）で測定できる。

実施例１〜６及び比較例１に係る画像形成装置について、下記に示す評価を行い、その結果を表２に示す。

（トナー層厚）
株式会社キーエンス製のＬＡＳＥＲ ＳＣＡＮ ＤＩＡＭＥＴＥＲ ＬＳ−３１００を用いて、トナー８１が担持されている現像ローラ７２の直径と、トナーを担持させる前の現像ローラ７２の直径とを測定し、現像ローラ７２に担持されているトナーの層厚を算出した。

（画像むらＡ）
画像むらＡは、以下のように、印字された用紙の輝度Ｐを測定し、その測定結果より算出した。

まず、２５％網点面積率（６００ｄｐｉ）のハーフトーン画像を、セイコーエプソン株式会社製のカラースキャナＥＳ８５００を用い、３０００ｄｐｉで取り込んだ画像データに基づいて、用紙に画像形成を行い、その用紙の複数個所の輝度Ｐｉを測定した。

なお、輝度Ｐｉは、王子計測機器株式会社製のＤｏｔ Ａｎａｌｙｚｅｒ ＤＡ−６０００を用いて測定し、ベタ（ソリッド部）の輝度をＰｍａｘ、白紙部の輝度をＰｍｉｎとした。

次に、輝度Ｐｉのデータを、下記計算式（２）に従って濃度のデータＤｉに変換する。濃度のデータに変換する際に、ＰｍａｘとＰｍｉｎとに対するＰｉでの相対濃度を算出し、濃度が高くなるほど画像むらが見えにくくなる（輝度にあらわれにくくなる）ので、Ｌｏｇをとって補正する。

Ｄｉ＝Ｌｏｇ［（Ｐｍａｘ−Ｐｉ）／Ｐｍｉｎ］ （２）
最後に、算出したＤｉを、下記計算式（３）〜（５）に従って画像むらＡを算出する。

Ｄｉを下記計算式（３）に従って平均値を算出する。

次に、下記計算式（４）に従って、Ｄａの「フレ」を算出する。

そして、下記計算式（５）に従って、画像むらＡを算出し、この画像むらＡを画像むら評価の指標とする。

Ａ＝σ_Ｄ／Ｄａ （５）
（画像濃度ＩＤ）
まず、図８で示される評価画像を出力する。図８は、画像濃度ＩＤの評価のための評価画像１２０の一例を示す。この評価画像１２０は、図８に示すように、ベタ１２１を５箇所有する画像である。

次に、５箇所のベタ１２１の画像濃度ＩＤをそれぞれ測定し、その平均値を本評価の画像濃度ＩＤとし、以下の基準で評価した。なお、画像濃度ＩＤは、サカタインクスエンジニアリング株式会社製のグレタグマクベス ポータブル反射濃度計ＲＤ−１９を用いて測定した。

○：画像濃度ＩＤが１．３以上である。

×：画像濃度ＩＤが１．３未満である。

（ゴースト）
まず、下記の評価画像を出力する。

図９は、ゴースト評価を説明するための図面である。図９（ａ）は、ゴースト評価のための評価画像１３０の一例を示し、図９（ｂ）は、ゴーストが発生したときの出力画像１３５の一例を示す。この評価画像１３０は、図９（ａ）に示すような、３箇所の１００％ベタ画像１３１と、その後端側に１０％又は２５％のハーフトーン画像１３２とを含む画像である。

次に、出力された出力画像に、図９（ｂ）に示すような、ハーフトーン画像１３２の中に、ゴースト（残像）１３３が形成されているか否かを目視で判断し、以下の基準で評価した。

◎：ハーフトーン画像１３２が１０％のハーフトーン画像であっても、ゴースト１３３が確認されない。

○：ハーフトーン画像１３２が１０％のハーフトーン画像である場合、わずかにゴースト１３３が確認されるが、ハーフトーン画像１３２が２５％のハーフトーン画像である場合、ゴースト１３３が確認されない。

△：ハーフトーン画像１３２が２５％のハーフトーン画像であっても、わずかにゴースト１３３が確認される。

×：ハーフトーン画像１３２が２５％のハーフトーン画像であっても、明らかにゴースト１３３が確認される。

（１万枚印字後のＣＶ（ｍａｇ））
印字率６％の画像を１万枚、印字した後、ＣＶ（ｍａｇ）を測定した。

表２からわかるように、ＣＶ（ｄｒｕｍ）とＣＶ（ｍａｇ）との差の絶対値が６％以内である場合（実施例１〜６）、初期の画像濃度ＩＤが高いにもかかわらず、１万枚印字後であっても画像むら及びゴーストの発生を抑制でき、長期間に渡って安定した現像性能を発揮できる。これに対して、ＣＶ（ｄｒｕｍ）とＣＶ（ｍａｇ）との差の絶対値が６％より大きい場合（比較例１）、初期の画像濃度ＩＤが低いにもかかわらず、１万枚印字すると、画像むら及びゴーストの発生を抑制できない。また、実施例１〜６は、比較例１と比較して、１万枚印字後であっても、ＣＶ（ｍａｇ）の上昇が抑えられている。このことからも、１万枚印字しても、現像装置内のトナーの粒度分布に変化が少なく、長期間に渡って安定した現像性能を発揮できることを示している。また、ＣＶ（ｓｌｖ）とＣＶ（ｍａｇ）との差の絶対値が５％以内であること、及びＣＶ（ｄｒｕｍ）とＣＶ（ｓｌｖ）との差の絶対値が３％以内であることも、実施例１〜６と比較例１とを比較することによって、長期間に渡って安定した現像性能を発揮できることに寄与していることがわかる。

さらに、Ｄｕｔｙ（ｓｌｖ）とＤｕｔｙ（ｍａｇ）との合計が１００より大きい場合（実施例１〜４）は、Ｄｕｔｙ（ｓｌｖ）とＤｕｔｙ（ｍａｇ）との合計が１００以下の場合（実施例５，６）と比較して、画像むらやゴーストの発生をより抑制できる点で好ましいことがわかる。

本発明の実施形態に係る現像装置７１を備えるカラープリンタ１の全体構成を示した概略断面図である。 本発明の実施形態に係る現像装置７１の構成を示す概略断面図である。 現像装置７１の現像を説明するための概略図である。 現像装置７１に印加する電圧の波形の一例を示す波形図である。 従来の現像装置１００の構成を示す概略図である。 図５に示す現像装置１００に印加する電圧の波形の一例を示す波形図である。 図５に示す現像装置１００において、現像バイアス電圧１０８とトナー供給バイアス電圧１１１との位相が、好適な位相からずれた場合について説明するための波形図である。 画像濃度ＩＤの評価のための評価画像１２０の一例を示す。 ゴースト評価を説明するための図面である。

符号の説明

１ カラープリンタ ２ 給紙部
３ 画像形成部 ４ 定着部
５ 排紙部 ６ 搬送ローラ
７ 画像形成ユニット
２１ 給紙カセット ２２，２７ ピックアップローラ
２３，２４，２５ 給紙ローラ ２６ レジストローラ
３１ 中間転写ベルト ３２ ２次転写ローラ
３３ 駆動ローラ ３４ 従動ローラ
３５ バックアップローラ ３６ １次転写ローラ
３７ 感光体ドラム ３８ 露光装置
３９ 帯電器
４１ 加熱ローラ ４２ 加圧ローラ
５１ 排紙トレイ
７１ 現像装置 ７２ 現像ローラ
７３ 磁気ローラ ７４ パドルミキサ
７５ 攪拌ミキサ ７６ 穂切りブレード
７７ 仕切板
８１ トナー ８２ キャリア
８３ ２成分現像剤
９０ 電圧印加手段 ９１ 現像バイアス電圧印加手段
９２，９５ 交流電源 ９３，９６ 直流電源
９４ トナー供給バイアス電圧印加手段

Claims (6)

1. 静電潜像が形成される像担持体に対向して配置され、表面にトナーを担持して搬送する現像ローラと、トナーとキャリアとを含む２成分現像剤を担持して搬送する磁気ローラとを備え、
   前記磁気ローラにトナー供給バイアス電圧を印加することにより、前記磁気ローラによって搬送された２成分現像剤中のトナーを前記現像ローラの表面に移行させ、
   前記現像ローラに現像バイアス電圧を印加することにより、前記現像ローラによって搬送されたトナーを、前記像担持体の表面に飛翔させて、前記像担持体の表面に予め形成された静電潜像をトナー像として顕像化させる現像装置であって、
   前記像担持体の表面に顕像化されたトナー像のトナーの粒子径の個数分布における第１変動係数と、前記磁気ローラに担持されている２成分現像剤中のトナーの粒子径の個数分布における第２変動係数との差の絶対値が６％以内であり、
   前記トナー供給バイアス電圧と前記現像バイアス電圧との正のデューティ比の合計が、１００より大きいことを特徴とする現像装置。
2. 前記現像ローラによって搬送されたトナーの厚みが、６〜１４μｍである請求項１に記載の現像装置。
3. 前記トナー供給バイアス電圧の正のデューティ比が、前記現像バイアス電圧の正のデューティ比より大きい請求項１又は請求項２に記載の現像装置。
4. 前記トナー供給バイアス電圧は、前記現像バイアス電圧に重畳されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の現像装置。
5. 前記現像ローラは、前記磁気ローラと対向する位置に磁極が形成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の現像装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の現像装置と前記像担持体とを備え、前記現像装置によって前記像担持体の表面に予め形成された静電潜像をトナー像として顕像化させて画像を形成するものであることを特徴とする画像形成装置。