JP2001013788A

JP2001013788A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2001013788A
Application number: JP11187241A
Authority: JP
Inventors: Kimitaka Ichinose; 公孝一瀬; Akihiko Uchiyama; 明彦内山
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-07-01
Filing date: 1999-07-01
Publication date: 2001-01-19

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】接触現像方式を採用する際に、十分なベタ濃
度、ドット再現性、階調性等を確保できるような現像コ
ントラスト、潜像コントラスト等の電位設定がなされた
画像形成装置を提供する。【解決手段】一定の正の周速差を保って移動しなが
ら、像担持体１上に形成された静電潜像に対応させてト
ナーを付着させるトナー担持体３と；層厚規制手段２３
と；トナー供給兼剥ぎ取り手段２２とを有する画像形成
装置において、前記トナー担持体は、少なくとも２層構
成を有する弾性体で、その表面層の膜厚を１０〜５０μ
ｍとし、前記露光手段による露光後の前記像担持体の表
面電位をＶＬ（Ｖ）、前記トナー担持体の表面電位をＶ
ｄｅｖ（Ｖ）、前記像担持体に現像されたトナーの電荷
密度をＱ／Ｍ（μＣ／ｇ）、前記感光層のうち誘電層部
の膜厚をｄ（μｍ）、比誘電率をκとした時、（κ／
ｄ）×（｜Ｖｄｅｖ−ＶＬ｜−０．０５５×（Ｑ／Ｍ）
²）／｜Ｑ／Ｍ｜＞０．５の条件を満たすことを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真技術を用
いた画像形成装置における画像形成手段に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】以下に電子写真技術を用いた画像形成装
置の概略を説明する。

【０００３】一般に、静電潜像上にトナーを保持する像
担持体は、アルミニウム等の金属の基体上に光導電体を
塗布して感光層を形成したドラムあるいはベルトから成
っている。光導電体としては、ＯＰＣ（有機光半導
体）、ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）、ＣｄＳ（硫
化カドミウム）、Ｓｅ（セレン）等を使用することがで
きる。プリント開始の信号により、像担持体は一定方向
に駆動されるようになっている。そうして、像担持体に
当接した帯電ローラにバイアス（帯電バイアス）を印加
することにより、像担持体表面を、一定の電位までチャ
ージアップする（帯電）。この時の像担持体の表面電位
を「ＶＤ電位」と呼ぶ。さらに、コントローラからの信
号に基づいて、ＯＮ／ＯＦＦ制御されたレーザー光を長
手方向に走査しながら、像担持体表面に照射する（露
光）。光照射位置は露光量に応じた分だけ、チャージダ
ウンするため、像担持体表面に静電潜像が形成される。
この露光された部分の表面電位を「ＶＬ電位」と呼ぶ。
続いて、像担持体に対して、０．３ｍｍ程度のギャップ
でもって対峙させ、像担持体の移動速度の１５０％程度
の速度で順方向に回転している現像スリーブに一定のバ
イアス（現像バイアス）を印加し、現像装置内で所定の
電荷（負極性）を付与され、現像スリーブに薄層コート
されたトナーを、像担持体上の静電潜像に移すことによ
り、静電潜像を可視化する（現像）。現像バイアスとし
ては、ＡＣ成分（場合によってはデューティー比を設け
てもよい）に負のＤＣ成分を重畳させる方式がよい。そ
れにより、現像スリーブの表面電位がＶＤ電位とＶＬ電
位の間の適当な値となるようにする。このような現像方
式は一般に「ジャンピング現像」と呼ばれ、像担持体と
現像スリーブの間隙をトナーが行ったり来たりしなが
ら、像担持体上のＶＬ部に必要なトナー量だけが現像す
るように収束させることができる。

【０００４】現像スリーブの表面電位とＶＬ電位の差を
「現像コントラスト」と言い、現像スリーブから像担持
体へのトナーの供給能力により上限は存在するが、一般
に、現像コントラストが大きいほど、像担持体上に現像
されるトナーの乗り量が多くなる。画像形成において
は、最も見栄えのよい画像が出力されるトナー乗り量と
なるような現像バイアスに設定する。トナー乗り量の最
適値は、装置構成にもよるが、例えば、０．６５ｇ／ｃ
ｍ²あたりがもっともよいとされている。この場合、こ
の構成で、非磁性トナーを用いた場合には、トナー帯電
量、像担持体表面の誘電層の電気容量、雰囲気温湿度等
により、多少の変動はあるものの現像コントラストを１
００〜２５０Ｖぐらいとすればよい。

【０００５】また、実際には、レーザー露光量あるいは
露光時間を変化させたり、特定面積部におけるレーザー
露光のＯＮ／ＯＦＦ比率（ＶＤ部／ＶＬ部比率）を変化
させるなどの方法により、ハーフトーンに対応させた静
電潜像を形成するということを行う。画像形成におい
て、階調性を確保するためには、像担持体上に形成され
た静電潜像に対し、それに応じたトナー量を現像するこ
とが重要になる。ジャンピング現像においては、上述の
ように、像担持体と現像スリーブの間隙をトナーが行っ
たり来たりしているという特徴から、像担持体上に必要
なトナーのみを供給し、不必要なトナーを回収できるこ
とになり、階調性を確保する上では、非常に有利な方式
であると言える。

【０００６】像担持体へのトナーの現像終了後は、像担
持体に担持したトナーをコロナ帯電器、転写ローラ等の
既存の転写手段を用いて、転写材に転写する（転写）。
また、転写後の像担持体上の残余トナーは弾性ブレー
ド、ファーブラシ等の既存のクリーニング手段を用い
て、像担持体より除去する（クリーニング）。一方、転
写材はサーフ方式、熱ローラ方式等の既存の定着装置へ
と搬送され、転写材上にトナーが永久固定される（定
着）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述のようにジャンピ
ング現像では、像担持体と現像スリーブの間隙をトナー
が行ったり、来たりしている。この際、その過程におい
て、トナーの一部（とりわけ帯電量が不十分であるトナ
ー）がその間隙の外に飛び出してしまうことがある。こ
れらのトナーを「飛散トナー」と呼ぶ。飛散トナーは機
内各所に付着する。これらは、ＣＲＧ等の消耗部品の交
換の際のユーザの操作性の悪化を引き起こすことをはじ
めとして、ギアヘの積載によるトルクアップ、回転ムラ
の発生、機内各所に配置された光学センサの光路遮断等
の重大な欠陥に繋がることがある。

【０００８】従来は、これらの重大な欠陥に繋がる部分
にトナーが飛散しないように、機内に防御壁を設けるな
どして対処していた。これらは、コストアップ、装置の
巨大化に繋がるため、最近では、トナー飛散の少ない接
触現像方式を採用する傾向にある。「接触現像方式」と
は、現像スリーブに替えて、中抵抗の弾性ゴムローラ
（以下、「現像ローラ」と呼ぶ）を像担持体に当接配置
し、像担持体の移動速度の１８０％程度の速度で順方向
に回転しながら、現像ローラ芯がね部にＤＣバイアスの
みを印加し、現像を行う方式である。この方式によれ
ば、現像ローラと像担持体の間には、間隙はなく、まし
てやトナーが行ったり来たりすることはないので、飛散
トナーは圧倒的に少なくなる。

【０００９】しかしながら、接触現像方式では、現像バ
イアスとしては、ＤＣバイアスのみの印加であるので、
ジャンピング現像のような現像の促進効果、余分トナー
の引き戻し効果は生まれない。よって、像担持体上への
トナー乗り量は、トナー帯電量、像担持体表面の誘電層
の電気容量、雰囲気温湿度等の要因で大きく変化してし
まうことになる。言い換えれば、ジャンピング現像で
は、これら諸要因が変動した場合でも、現像バイアスを
微調整すれば、十分正確なトナー乗り量を確保できた
が、接触現像方式では、現像バイアスを大きく変化させ
る必要が生じる。ここでいう「現像バイアスの微調整」
というのは、ユーザによるホスト側あるいはパネル操作
での色味調整や光学センサを用いた既存の自動濃度制御
等のことを言う。

【００１０】また、同様に、階調性を確保する上でも、
接触現像方式では、促進効果がないことによるハイライ
ト部分の再現不足、引き戻し効果がないことによるベタ
部でのつぶれ等が発生しやすくなるといえる。これら
は、トナー帯電量、像担持体表面の誘電層の電気容量、
雰囲気温湿度等の他、ＶＤ電位とＶＬ電位の差（以下、
「潜像コントラスト」と呼ぶ）の要因でも大きく変化す
る。

【００１１】なお、接触現像方式においては、現像ロー
ラが像担持体に対して当接しながら一定の周速差で回転
しているので、ジャンピング現像に比べて、像担持体表
面の感光層へのダメージが大きくなっているといえる。
像担持体表面の感光層の削れ増大、荒れ防止、さらに
は、高圧リーク防止、トナー融着の抑制のため、現像バ
イアスにＡＣを重畳することはできない。

【００１２】本発明の目的は、接触現像方式を採用する
際に、十分なベタ濃度、ドット再現性、階調性等を確保
できるような現像コントラスト、潜像コントラスト等の
電位設定がなされた画像形成装置を提供することであ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、表層が光導電
体を塗布した感光層を有する移動可能に配置された像担
持体と；前記像担持体表面を帯電する帯電手段と；前記
帯電手段により帯電された前記像担持体上に静電潜像を
形成させるための露光手段と；前記像担持体に当接配置
され、前記像担持体の移動速度に対し順方向で、一定の
正の周速差を保って移動しながら、前記像担持体上に形
成された前記静電潜像に対応させてトナーを付着させる
トナー担持体と；トナーの層厚を規制するための層厚規
制手段と；トナー担持体へのトナーの供給及びトナー担
持体からのトナーの剥ぎ取りを行うためのトナー供給兼
剥ぎ取り手段とを有する画像形成装置において、前記ト
ナー担持体は、少なくとも２層構成を有する弾性体で、
その表面層の膜厚を１０〜５０μｍとし、前記露光手段
による露光後の前記像担持体の表面電位をＶＬ（Ｖ）、
前記トナー担持体の表面電位をＶｄｅｖ（Ｖ）、前記像
担持体に現像されたトナーの電荷密度をＱ／Ｍ（μＣ／
ｇ）、前記感光層のうち誘電層部の膜厚をｄ（μｍ）、
比誘電率をκとした時、（κ／ｄ）×（｜Ｖｄｅｖ−ＶＬ｜−０．０５５×（Ｑ
／Ｍ）²）／｜Ｑ／Ｍ｜＞０．５の条件を満たすことを特徴とする画像形成装置に関す
る。

【００１４】また、本発明は、表層が光導電体を塗布し
た感光層を有する移動可能に配置された像担持体と；前
記像担持体表面を帯電する帯電手段と；前記帯電手段に
より帯電された前記像担持体上に静電潜像を形成させる
ための露光手段と；前記像担持体に当接配置され、前記
像担持体の移動速度に対し順方向で、一定の正の周速差
を保って移動しながら、前記像担持体上に形成された前
記静電潜像に対応させてトナーを付着させるトナー担持
体と；トナーの層厚を規制するための層厚規制手段と；
トナー担持体へのトナーの供給及びトナー担持体からの
トナーの剥ぎ取りを行うためのトナー供給兼剥ぎ取り手
段とを有する画像形成装置において、前記トナー担持体
は、少なくとも２層構成を有する弾性体で、その表面層
の膜厚を１０〜５０μｍとし、前記露光手段による露光
後の前記像担持体の表面電位をＶＬ（Ｖ）、前記帯電手
段による帯電後の前記像担持体の表面電位をＶｄ
（Ｖ）、前記トナー担持体の表面電位をＶｄｅｖ
（Ｖ）、前記像担持体に現像されたトナーの電荷密度を
Ｑ／Ｍ（μＣ／ｇ）、前記感光層のうち誘電層部の膜厚
をｄ（μｍ）、比誘電率をκとした時、Ｄ＝（κ／ｄ）×（｜Ｖｄｅｖ−ＶＬ｜−０．０５５×
（Ｑ／Ｍ）²）／｜Ｑ／Ｍ｜Ｆ＝Ｄ（Ｄ≦１．０）Ｆ＝１．０（Ｄ＞１．０）とおき、（｜Ｖｄ−ＶＬ｜−Ｆ・｜Ｑ／Ｍ｜／（κ／ｄ））＋５
×｜Ｑ／Ｍ｜−８×ｄ＞３００の条件を満たすことを特徴とする画像形成装置に関す
る。

【００１５】さらに、本発明は、表層が光導電体を塗布
した感光層を有する移動可能に配置された像担持体と；
前記像担持体表面を帯電する帯電手段と；前記帯電手段
により帯電された前記像担持体上に静電潜像を形成させ
るための露光手段と；前記像担持体に当接配置され、前
記像担持体の移動速度に対し順方向で、一定の正の周速
差を保って移動しながら、前記像担持体上に形成された
前記静電潜像に対応させてトナーを付着させるトナー担
持体と；トナーの層厚を規制するための層厚規制手段
と；トナー担持体へのトナーの供給及びトナー担持体か
らのトナーの剥ぎ取りを行うためのトナー供給兼剥ぎ取
り手段とを有する画像形成装置において、前記トナー担
持体は、少なくとも２層構成を有する弾性体で、その表
面層の膜厚を１０〜５０μｍとし、前記露光手段による
露光後の前記像担持体の表面電位をＶＬ（Ｖ）、前記帯
電手段による帯電後の前記像担持体の表面電位をＶｄ
（Ｖ）、前記トナー担持体の表面電位をＶｄｅｖ
（Ｖ）、前記像担持体に現像されたトナーの電荷密度を
Ｑ／Ｍ（μＣ／ｇ）、前記感光層のうち誘電層部の膜厚
をｄ（μｍ）、比誘電率をκとおき、Ｄ＝（κ／ｄ）×（｜Ｖｄｅｖ−ＶＬ｜−０．０５５×
（Ｑ／Ｍ）²）／｜Ｑ／Ｍ｜Ｆ＝Ｄ（Ｄ≦１．０）Ｆ＝１．０（Ｄ＞１．０）とした時、Ｄ＞０．５かつ（｜Ｖｄ−ＶＬ｜−Ｆ・｜Ｑ／Ｍ｜／（κ／ｄ））＋５
×｜Ｑ／Ｍ｜−８×ｄ＞３００の条件を満たすことを特徴とする画像形成装置に関す
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に関わる画像形成装
置を図面に即してさらに詳しく説明する。

【００１７】（第一の実施例）本発明に関わる画像形成
装置の第一の実施例について、図１〜８、１０及び２０
により説明する。

【００１８】本発明は、白黒ＬＢＰ、多重転写方式、中
間転写方式、タンデム方式等のカラーＬＢＰいずれにお
いての実用可能である。本実施例以下、本明細書ではす
べての実施例で、タンデム方式を用いたカラーＬＢＰに
ついて記すこととする。

【００１９】図１に示したように、画像形成装置中央部
に直径３０ｍｍの像担持体である感光ドラム１を４つ等
間隔で配置し、これら４つの感光ドラム１は、すべて同
方向に外周面が９４ｍｍ／ｓｅｃのスピードで回転して
いる。そして、それぞれの感光ドラム１に対応させて、
帯電ローラ５、露光装置７、現像装置８、クリーニング
ブレード１１を配置する。現像装置８内には、図１の向
かって右（転写上流側）からイエロートナー１６、マゼ
ンタトナー１６、シアントナー１６、ブラックトナー１
６が充填されている。以下、本実施例の画像形成工程に
ついて説明する。

【００２０】感光ドラム１は、アルミシリンダー上に感
光層を塗布した構造をなしている。感光層は、通常は絶
縁体であり、特定の波長の光を照射することにより、導
電体となるという特徴を有する光導電体であれば特に物
質を規定するものではない。主にＯＰＣ（有機光半導
体）、ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）、ＣｄＳ（硫
化カドミウム）、Ｓｅ（セレン）等がよく用いられる。
図２は、本実施例で採用したＯＰＣにおける層構成図で
ある。アルミシリンダー１ａ上に電荷発生層１ｂ及び誘
電層である電荷輸送層１ｃを塗布した構成となってお
り、光照射により電荷発生層１ｂ内に正孔−電子対が生
成し、それらが電荷の流れの担い手となるようになって
いる。電荷発生層１ｂは膜厚０．２μｍ程度のフタロシ
ニアン化合物で、電荷輸送層１ｃはヒドラゾン化合物を
分散したポリカーボネートで構成されており、膜厚は電
荷発生層１ｂに対して２オーダー程度厚くするのが一般
的である。本実施例における電荷輸送層１ｃの膜厚につ
いての詳細は後述することとする。また、場合によって
は、感光層に対して過電流が流れ込むのを防止する目的
で、電荷発生層１ｂとアルミシリンダー１ａの間に複数
の導電層を設けることもある。

【００２１】感光ドラム１表面を均一に帯電する帯電部
材として、帯電ローラ５を用いる。帯電ローラ５は、例
えば金属の芯がねを厚さ３ｍｍ程度の導電弾性ゴムで覆
い、その上に厚さ２００〜６００μｍ、体積抵抗率１０
⁶Ω・ｃｍ程度の中抵抗層を設け、さらにその上に１０
μｍ程度の保護層を設けて構成する。帯電ローラ５はそ
の両端芯がね部をバネ加圧し、表層を感光ドラム１に当
接させ、感光ドラム１に対して従動回転させる。帯電ロ
ーラ５の芯がね部に放電開始電圧（約５５０Ｖ）以上の
バイアスを印加すると、帯電ローラ５と感光ドラム１の
ニップ近傍で放電が発生する。それにより、感光ドラム
１の電荷輸送層１ｃ表面には電荷が蓄積される。この
時、放電開始電圧（約５５０Ｖ）以上の振幅を持つＡＣ
バイアスに負のＤＣバイアスを重畳して印加すると、感
光ドラム１の表面電位がＤＣ印加バイアス相当の値に収
束するように電荷が蓄積されることになる。これを「帯
電工程」という。そして、帯電工程後の感光ドラム１表
面電位を「Ｖｄ電位」と呼ぶ。ちなみにこのような帯電
方式を「ＡＣ帯電方式」と呼ぶ。

【００２２】なお、環境変動により中抵抗層の抵抗は変
化するので、常に感光ドラム１表面を均一に帯電するた
めには、ＡＣバイアスは、定電流制御とするのがよい。
本実施例では、ＩＡＣ、周波数はそれぞれ１０５０μ
Ａ，１２００Ｈｚとすることにより、均一な帯電性を確
保できた。本実施例におけるＶｄ電位については、後述
することとする。

【００２３】帯電ローラ５の放電によりＶｄ電位に保た
れた感光ドラム１表面に、露光装置７を用い、コントロ
ーラからの信号に基づいて光源をＯＮ／ＯＦＦ制御しな
がら走査露光することにより、静電潜像が形成される。
すなわち、感光ドラム１上の光照射位置では、電荷発生
層１ｂに正孔−電子対が形成され、正孔が電荷輸送層１
ｃを通って感光ドラム１表面に蓄積されている電子と再
結合することにより、その部位のチャージはダウンす
る。つまり、感光ドラム１の表面電位の絶対値が下がる
のである。本実施例では、光源としては半導体レーザー
を用いた。光照射位置の感光ドラム１上の電位を以後
「ＶＬ電位」と呼ぶことにするが、ＶＬ電位は光照射前
の感光体表面の電荷蓄積量、光照射における電荷発生量
等に依存する。すなわち、Ｖｄ電位、電荷輸送層１ｃの
電気容量、電荷発生層１ｂの材質、厚み、レーザー露光
量等に依存することとなる。

【００２４】その後、感光ドラム１と対向する位置に配
置した現像装置８により、感光ドラム１上の静電潜像を
可視化するという作業を行う。それは、以下のようにし
て行っている。

【００２５】現像装置８内にはトナー１６が蓄えられて
いる。本実施例では、トナーは非磁性一成分を用いる。
詳しくは、後述する。これらのトナー１６は、撹拌部材
等により、感光ドラム１に対し当接配置され、感光ドラ
ム１回転方向に対して、順方向に１８０％程度の周速差
でもって回転している現像ローラ３に供給される。現像
ローラ３は例えば金属の芯がねを導電弾性ゴムで覆い、
その上に誘電層をコートしたもの等が用いられる。本実
施例では、誘電層として、シリコン玉を分散した膜厚３
０μｍのウレタン樹脂を用いる。このような誘電層構成
とすることにより、離型性が向上するという特徴を有す
るようになる。この利点については後述する。

【００２６】現像ローラ３上の感光ドラム１当接部の上
流側に、トナー規制ブレード２３を線圧２０ｇ程度の力
でカウンタ方向に当接させ、現像ローラ３上にトナー１
６を薄層コートする。本実施例では、トナー規制ブレー
ド２３のブレード先端位置を調整することにより、現像
ローラ３上のトナーコート量が０．４５ｍｇ／ｃｍ²と
なるように制御した。また、トナー規制ブレード２３に
は、トナー１６が通過する際に、トナー１６を負に帯電
させるという役割もある。なお、この時のトナー１６の
帯電量の平均値を以後「トリボ」と呼ぶこととする。ト
リボ（Ｑ／Ｍ、単位はμＣ／ｇ）についての詳細は後述
する。トナー規制ブレード２３としては、例えば、リン
青銅やＳＵＳ等の弾性を有する金属の板バネ、あるいは
金属板ばねにより支持されたウレタンゴム、シリコンゴ
ム、さらには、ゴム表面をナイロンコートしたもの等が
用いられる。

【００２７】さらに、現像ローラ３にトナーを供給する
手段として、トナー規制ブレード２３当接位置の上流側
にトナー供給ローラ２２を現像ローラ３に対して当接配
置する。トナー供給ローラ２２は例えば表面に適度な凹
凸を有するポリウレタンフォーム等の材質で構成するこ
とができる。また、トナー供給ローラ２２は現像ローラ
３に対し、１．０〜２．０ｍｍ程度侵入させるように配
置し、現像ローラの回転速度の６０％程度の速度で、逆
方向に回転させることにより、トナーを安定して供給で
きるようにしている。さらに、トナー供給ローラ２２の
もう一つの大きな役割として、感光ドラム１に現像され
ずに現像ローラ３上に保持されたままの状態にあるトナ
ーを機械的に剥ぎ取るというものがある。これらのトナ
ーが現像ローラ３上に蓄積したままの状態にあると、現
像ローラ３上のトナーコート量の増加、トナートリボ量
アップ（トナーのチャージアップ）等の状態になる。以
下に示す本実施例の形態は、トナーコート量、トナート
リボ等が安定している時のみ有効な手段である。特に、
トナーコート量に関して言えば、例えば、現像ローラ３
上のトナーコート量が０．５ｍｇ／ｃｍ²を超えると本
発明の十分な効果を得られなくなってしまう。よって、
トナー供給ローラ２２によるトナーの剥ぎ取り性は本発
明にとって非常に重要となってくる。

【００２８】一般には、トナー供給ローラ２２の侵入量
をアップする、回転速度を速くする等の手段により、ト
ナーの剥ぎ取り性能を高めることは可能である。しかし
ながら、トナー供給ローラ２２劣化、トルクアップ、ト
ナー融着等の弊害発生の恐れがあるため、それらの手段
には限界がある。これらを考慮して、本実施例では、ト
ナー供給ローラ２２の侵入量、回転速度を定めている。

【００２９】本実施例では、トナー供給ローラ２２の侵
入量、回転速度をアップさせることなく、十分な剥ぎ取
り性を確保するための手段として、上述したような現像
ローラ３の誘電層構成とした。すなわち、誘電層をシリ
コン玉を分散したウレタン樹脂とする。このように現像
ローラ表面を加工することにより、現像ローラ３とトナ
ーの離型性がよくなるという効果が生まれる。これによ
り、トナー供給ローラ２２による剥ぎ取り能力を大きく
しなくても、十分なトナーの剥ぎ取り効果を確保するこ
とができる。

【００３０】また、トナーが現像ローラ３表面に保持さ
れている力は、本実施例のように非磁性一成分トナーを
用いた場合には、その主なファクターは、鏡映力という
ことになる。鏡映力の大きさは現像ローラ３の誘電層の
材質や膜厚に依存する。膜厚については、厚くするほど
鏡映力は小さくなる。そして、トナー供給ローラ２２に
よるトナーの現像ローラ３からの機械的な剥ぎ取り性
は、鏡映力が小さい程よくなる。本実施例に示した誘電
層の材質を用いた場合には、膜厚を１０μｍ以上とする
ことにより、十分なトナーの剥ぎ取り性を確保すること
ができることがわかった。鏡映力を弱くしすぎると、ト
ナー規制ブレード２３によるトナーのコートにムラが生
じ易くなるため、本実施例における重要な要素であるト
ナーのコート量の均一化が阻害されることになる。ある
程度の鏡映力を保つために、膜厚としては、５０μｍ以
下とする。

【００３１】そこで、上述したように、本実施例では、
現像ローラ３の誘電層の膜厚を３０μｍとした。これに
より、現像ローラ３上のトナーコート量はほぼ０．４５
ｍｇ／ｃｍ²で安定させることができ、本発明の十分な
効果を得られるようにした。そうして、現像ローラ３芯
がね部に、ＶｄとＶＬの間の適当なバイアス（以下「現
像バイアス」と呼ぶ）を印加する。これにより、現像ロ
ーラ３表面電位は現像バイアスの値とほぼ同じとなる。
以後、この現像ローラ３の表面電位を「Ｖｄｅｖ」と呼
ぶこととする。そうして、感光ドラム１と現像ローラ３
の間に形成される電界の作用により、感光ドラム１上の
ＶＬ部分に対応する現像ローラ３上のトナー１６だけ
が、感光ドラム１上に移り、現像が完了する。

【００３２】次に、本実施例で用いたトナー１６につい
て説明する。本実施例で用いたトナー１６は、懸濁重合
法によって製造され、かつ重合時に、極性樹脂及び重合
性単量体に対して５〜３０重量％の低軟化点物質を添加
して重合された粒径５〜７μｍの非磁性一成分のトナー
１６である。以後、このトナー１６を「重合トナー１
６」と呼ぶ。重合トナー１６は、図３に示したように、
エステル系ワックスが内包されたコア１６ａ、スチレン
−ブチルアクリレートから成る樹脂層１６ｂ、スチレン
−ポリエステルから成る表層１６ｃで構成されている。
コアに内包されたワックスの効果で、定着ローラ９とト
ナーの離型性が増すため、重合トナー１６を用いること
により、従来行っていた定着ローラ９及び加圧ローラ１
０へのオイル塗布を行う必要がなくなった。

【００３３】また、重合トナー１６の形状が略球形とな
るという特徴を有する。球状物質の形状の丸さの割合を
示す数値である形状係数ＳＦ１は、重合トナー１６にお
いては１００〜１２０となる。図２０に示した様に、
「ＳＦ１」とは、球状物質を２次元平面上に投影してで
きる楕円状図形の最大長ＭＸＬＮＧの二乗を図形面積Ａ
ＲＥＡで割って、１００・π／４を乗じた値である。

【００３４】ＳＦ１＝｛（ＭＸＬＮＧ）²／ＡＲＥＡ｝
×（１００・π／４）

【００３５】このような略球形のトナーは、前述のトナ
ー規制ブレード２３対向部通過時に、トナー規制ブレー
ド２３との接触面積が増大するため、トリボを高くする
ことが可能であり、また、それも均一になりやすい。

【００３６】続いて、感光ドラム１上のトナー像の転写
材への転写方法について述べる。４つの感光ドラム１す
べてに対し当接するように静電搬送ベルト４を配置す
る。静電搬送ベルト４は、駆動ローラ１４及びテンショ
ンローラ１３の二本のローラにより支持されており、適
当なテンションが維持されるようになっている。駆動ロ
ーラ１４を駆動させることにより、静電搬送べルト４は
感光ドラム１に対して順方向に略同速度で移動する。静
電搬送ベルト４としては、一例として、厚さ５０〜３０
０μｍ，体積抵抗率１０⁹〜１０¹⁶Ω・ｃｍ程度のＰＶ
ｄＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ポリアミド、ポリイミ
ド、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリカー
ボネート等の樹脂材料や、厚さ０．５〜２ｍｍ，体積低
抗率１０⁹〜１０¹⁶Ω・ｃｍ程度のクロロプレーンゴ
ム、ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエン三元共重
合体）、ＮＢＲ（ニトリルブタジエンゴム）、ウレタン
ゴム等のゴム材料が用いられる。また、場合によって
は、これらの材料にカーボン、ＺｎＯ、ＳｎＯ₂、Ｔｉ
Ｏ₂等の導電性充填材を分散させて、体積抵抗率を１０⁷
〜１０¹¹Ω・ｃｍ程度に調節することもある。また、静
電搬送ベルト４の裏面感光ドラム１との対向部に、それ
ぞれの感光ドラム１に対応させて四つの転写ローラ１２
を当接配置する。転写ローラ１２としては、例えば金属
の芯がねを体積抵抗率を１０⁶〜１０⁸Ω・ｃｍに調整し
たＥＰＤＭ、ウレタンゴム、ＣＲ、ＮＢＲ等で覆った構
成をしている。トナー像の転写材への転写に際しては、
それぞれに独立で適当な正のＤＣバイアスを印加するよ
うにする。

【００３７】給紙された転写材は静電搬送ベルト４へと
運ばれ、静電搬送ベルト４を介して、駆動ローラ１４対
向部に静電搬送ベルト４に当接配置した吸着ローラ１９
と静電搬送ベルト４のニップ部を通過する。吸着ローラ
１９には負のＤＣバイアスを、さらに駆動ローラ１４に
は正のＤＣバイアスを印加する。これにより転写材は静
電搬送ベルト４に対し静電吸着する。そうして、吸着さ
れたまま、転写材は各感光ドラム１対向部に搬送され
る。そして、転写ローラ１２に印加した正のＤＣバイア
スの作用で、トナー像が順に転写材に転写されることに
なる。四色の転写がすべて完了した後、転写材は、テン
ションローラ１３部で曲率分離される。

【００３８】一方、現在の技術では、感光ドラム１か
ら、転写材にトナー１６を１００％移し替えることはで
きない。感光ドラム１上に残ったトナー１６は、このま
ま放置すると、次回転目に転写材に転写され、画像の乱
れが発生する。それを防止するため、本実施例では、感
光ドラム１の回転方向に対して、カウンターの向きで、
クリーニングブレード１１を当接し、転写残トナーを感
光ドラム１から機械的に除去するということを行う。ク
リーニングブレード１１により、除去されたトナー１６
は廃トナー回収部に回収される。

【００３９】また転写材は定着ローラ９及び加圧ローラ
１０で構成されている定着ユニットヘ連ばれる。既存の
手段を用いて、転写材が定着ローラ９−加圧ローラ１０
間のニップを通過することにより、トナー像が転写材に
永久固定されることになる。

【００４０】次に、本実施例におけるＶｄｅｖとＶＬの
絶対値の差（以後、「現像コントラスト」という）と現
像トナー量の関係について述べる。以後の説明では、Ｖ
Ｌ部分の現像トナー量を「ベタ濃度」と呼ぶことにす
る。単純には、ベタ濃度は現像コントラストに比例して
高くなる。これは、電界強度が大きくなるからである。
但し、現像ローラ３上のトナー１６は上述のように鏡映
力により現像ローラ３に保持されており、鏡映力が大き
いほど電界強度は小さくなる。鏡映力はトナーの電荷の
２乗に比例する。すなわち、トリボ（Ｑ／Ｍ）の２乗に
比例することとなる。また、感光ドラム１のＶＬ部分に
トナー１６が現像されると、トナー１６は電荷を有して
いるため、ＶＬ部分の電位の絶対値は大きくなる。感光
ドラム１の電荷輸送層１ｃの比誘電率をκ、膜厚をｄ
（μｍ）、単位面積あたりの感光ドラム１上トナー乗り
量をＭ（ｍｇ／ｃｍ²）とおくと、感光ドラム１の電位
の増分量は｜Ｑ／Ｍ｜・Ｍ／（κ／ｄ）に比例すること
になる。以上から、現像を促進するための現像ローラ３
及び感光ドラム１間の電界強度Ｅは、以下の式（１）に
比例することになる。

【００４１】Ｅ∝｜Ｖｄｅｖ−ＶＬ｜−α・（Ｑ／Ｍ）²−β・｜Ｑ／Ｍ｜・Ｍ／（κ／ｄ）・・・（１）

【００４２】なお、ここで、αは鏡映力の大きさを示す
定数である。鏡映力の大きさは、前述したように現像ロ
ーラ３の構成により決まる。本実施例で述べたような現
像ローラ３構成を採用した場合には、α＝０．０５５と
なることが実験的に確かめられた。また、βも定数であ
り、本実施例で示した感光ドラム１の構成では、β＝
１．３０となることが実験的に確かめられた。

【００４３】ベタ濃度確保のために最低限必要とされる
感光ドラム１上トナー乗り量をＭ０とすると、少なくと
も、Ｍ０のトナー乗り量を確保するためには、Ｍ＝Ｍ０
の時に、電界強度Ｅ＞０である必要がある。これを式で
あらわすと、Ｄ＝（κ／ｄ）×（｜Ｖｄｅｖ−ＶＬ｜−０．０５５×（Ｑ／Ｍ）²）／｜Ｑ／Ｍ｜＞１．３０・Ｍ０・・・（２）となる。画像の充実感を実感するためには、画像形成終
了後の転写材上のベタ画像の濃度として、反射型濃度測
定器（Ｍａｃｂｅｔｈ社製ＣｏｌｏｒＣｈｅｃｋｅｒ
ＭＯＤＥＬＮｏ．１１５１）での光学濃度出力値が
最小限１．３０以上は必要である。光学濃度出力値と感
光ドラム１上トナー乗り量Ｍは比例関係にある。すなわ
ち、光学濃度出力値が１．３０となる時の感光ドラム１
上トナー乗り量がＭ０であるわけである。光学濃度出力
値１．３０では、Ｍ＝０．４１ｍｇ／ｃｍ²となること
が実験的に分かっており、（２）式は以下のようにあら
わせる。

【００４４】Ｄ＝（κ／ｄ）×（｜Ｖｄｅｖ−ＶＬ｜−０．０５５×（Ｑ／Ｍ）²）／｜Ｑ／Ｍ｜＞０．５・・・（３）

【００４５】すなわち、接触現像方式を用いた本実施例
においては、Ｄの値が０．５を上回るように現像コント
ラストを設定することが必要である。好ましくは、Ｄ＝（κ／ｄ）×（｜Ｖｄｅｖ−ＶＬ｜−０．０５５×（Ｑ／Ｍ）²）／｜Ｑ／Ｍ｜＞０．６７・・・（１５）となるのがよい。これは、ベタ画像の光学濃度出力値が
１．４０以上となるための条件に相当する。

【００４６】図４は、トリボ−４５μＣ／ｇ、電荷輸送
層１ｃの比誘電率κ及び膜厚ｄがそれぞれ３、２５μｍ
におけるＤの値と光学濃度出力値の関係を示したもので
ある。低現像コントラスト領域では、Ｄ値と光学濃度出
力値には相関関係があるのが分かる。上述したように、
光学濃度が１．３０の時にＤ値が０．５となることがこ
のグラフからも読み取れる。現像コントラストがゼロや
負の領域でも光学濃度はゼロになっていないが、これは
接触現像方式であるため、電界とは無関係に機械的に現
像ローラ３から感光ドラム１ヘトナーが掻き取られてい
ることを示すものである。また、高現像コントラスト領
域では、Ｄの値に比較して、光学濃度出力値が飽和して
いるように見えるが、これは現像装置８から感光ドラム
１へのトナー供給量に限界があることを示すものであ
る。これは後述する理由から、極端に感光ドラム１上に
トナーが現像するのを抑制しているのである。

【００４７】ちなみに本実施例は、前述したように現像
ローラ３上にトナー１６を０．４５ｍｇ／ｃｍ²で薄層
コートしており、現像ローラ３は、感光ドラム１に対し
て、１８０％の周速で回転している構成であり、感光ド
ラム１上に現像できるトナー量は、最大でも０．４５×
１．８０＝０．８１ｍｇ／ｃｍ²ということになる。

【００４８】次に、本実施例におけるＶｄとＶＬの絶対
値の差（以後、「潜像コントラスト」という）とドット
再現性の関係について述べる。孤立ドットを現像する場
合には、狭い領域にトナーを安定して積み重ねる必要が
ある。図５（ａ）に示すように、潜像コントラストが小
さいときには、トナーのＶＬ電位に対する吸引力とＶｄ
電位に対する反発力の差が小さくなり、トナーの一部が
ＶＬ電位の周りのＶｄ部分に現像してしまい、孤立ドッ
トがきれいに再現できなくなる。すなわち、孤立ドット
を再現するためには、潜像コントラストを大きくする必
要がある。前述のように感光ドラム１のＶＬ部分にトナ
ーが現像されると、感光ドラム１の電位の増分量は１．
３０・｜Ｑ／Ｍ｜・Ｍ／（κ／ｄ）である。すなわち、Ｂ’＝｜Ｖｄ−ＶＬ｜−１．３０・｜Ｑ／Ｍ｜・Ｍ／（κ／ｄ）（４）とおいた時、Ｂ’が一定値以上の値を有する時に、孤立
ドットが再現されることになる。さらに、この時Ｂ’と
して必要な値は、トナーのトリボ量により異なってい
る。トリボの低いトナーは飛散しやすく、また、Ｖｄ部
分に対する反発力も小さいため、Ｖｄ部分に付着しやす
くなる。よって、トリボの低いトナーほど周りのＶｄ部
分に飛散してしまい、結果的に孤立ドットの再現を損な
うことになる。

【００４９】また、図５（ｂ）に示したように、感光ド
ラム１の電荷輸送層１ｃの膜厚が厚い場合には、光の散
乱現象により、静電潜像が広がってしまうことがある。
この影響で、潜像コントラストの低下も見られる。よっ
て、感光ドラム１の電荷輸送層１ｃの膜厚が厚い場合に
は、トナーのＶｄ部分への飛散を抑制し、ＶＬ部分に閉
じ込めておくためには、さらに、Ｂ’を大きくする必要
がある。

【００５０】以上のことを踏まえ検討を行い、実験的に
Ｂ’として必要な値を算出したところ、３００−５×｜
Ｑ／Ｍ｜＋８×ｄで表せることがわかった。

【００５１】要するに感光ドラム１への最大トナー乗り
量時に、Ｂ’＞３００−５×｜Ｑ／Ｍ｜＋８×Ｖｄを満
足するようにすればよいことが分かる。本体の装置構成
等により様々ではあるが、おおむね転写部でのトナー飛
び散り、定着不良などを抑制するためには、画像形成終
了後の転写材上のベタ画像の濃度の光学濃度出力値を
１．６０以下に抑えることが必要となってくる。よっ
て、最大ベタ濃度が１．６０を超えないように現像装置
８の構成を調整する。以後の記述では、最大ベタ濃度は
１．６０とする。光学濃度が１．６０である時、トナー
乗り量Ｍ＝０．８１となる。すなわち、β・Ｍ＝１．３
０×０．８１＝１．０となり、図４のとおりとなる。す
なわち、（３）式で表されるＤの値が１．０以下である
時には、電位設定上は現像装置８のトナー供給可能範囲
内にあるためβ・Ｍ＝Ｄとなり、一方、（３）式で表さ
れるＤの値が１．０以上である時には、現像装置８のト
ナー供給能力を逸脱する電位設定にあるため、β・Ｍ＝
１．０で飽和する。すなわち、Ｆ＝Ｄ（Ｄ≦１．０）＝１．０（Ｄ＞１．０）（１３）と置いた時、（４）式は、Ｂ＝（｜Ｖｄ−ＶＬ｜−Ｆ・｜Ｑ／Ｍ｜／（κ／ｄ））＋５×｜Ｑ／Ｍ｜− ８×ｄ＞３００・・・（５）と表すことができる。

【００５２】ここで分かるように、現像装置８のトナー
供給能力、すなわち、現像ローラ３上のトナーコート量
が変動すると、Ｆ値が変動してしまうことなり、（５）
式が意味を成さなくなってしまう。本実施例では、前述
したように、トナーコート量を安定化させるために、現
像ローラ３の表面の誘電層をシリコン玉を分散した３０
μｍのシリコンで構成している。本発明において、この
構成は、非常に重要なファクターの一つである。

【００５３】すなわち、接触現像方式を用いた本実施例
においては、（５）式を満足するように潜像コントラス
トを設定することが最低限必要である。好ましくは、Ｂ＝（｜Ｖｄ−ＶＬ｜−Ｆ・｜Ｑ／Ｍ｜／（κ／ｄ））＋５×｜Ｑ／Ｍ｜− ８×ｄ＞３５０・・・（１６）であるのがよい。

【００５４】表１は、トリボ−４５μＣ／ｇ、電荷輸送
層１ｃの比誘電率及び膜厚がそれぞれ３、１３μｍにお
けるＢの値と孤立ドット再現性の関係を示したものであ
る。孤立ドット再現性を確認する際には、図６に示した
パターンの繰り返しで像形成を行い、感光ドラム１上の
トナーを光学顕微鏡で観察することによって行った。

【００５５】

【表１】

【００５６】次に、本実施例におけるＶｄ，ＶＬ，Ｖｄ
ｅｖ各電位と階調性の関係について述べる。実際の像形
成においては、レーザー露光量あるいは露光時間を変化
させたり、特定面積部におけるレーザー露光のＯＮ／Ｏ
ＦＦ比率（ＶＤ部／ＶＬ部比率）を変化させるなどの方
法により、ハーフトーンに対応させた静電潜像を形成す
るということを行う。画像形成において、階調性を確保
するためには、像担持体上に形成された静電潜像に対
し、それに応じたトナー量を現像することが重要にな
る。

【００５７】本実施例では、階調性確認のため、レーザ
ー露光量及び露光時間を固定して、図７（ａ）に示した
ように４×４ドットの面積において数字の小さいものか
ら順にレーザー露光を行うという方式、いわゆる面積階
調方式を用いた。例えば、階調レベル８というのは、図
７（ｂ）のように１〜８のドットに対して、レーザー露
光を行うことである。そして、各階調レベルの画像の光
学濃度出力値の計測を行った。図８中の（ａ）に示した
ように、全階調レベルに対応して、画像の光学濃度出力
値がリニアに変化しているものを「階調性が得られてい
る」といい、図８中の（ｂ）に示したように、階調レベ
ルの一部分でしか、画像の光学濃度出力値がリニアに変
化していないものを「良い階調性が得られていない」と
いう。

【００５８】濃い側の階調性が損なわれる理由の一つ
に、式（３）のＤ値で示したＶＬ部に対する過剰な電界
強度にある。すなわち、Ｄ値が大きくなると、電界強度
が増すため、現像ローラ３上のＶＤ部に対向しているト
ナーがＶＬ部へ現像してしまい、結果的にＶＬ部のトナ
ー乗り量が増加してしまうことにより、所定濃度以上に
濃度が上昇する、すなわち、ベタ濃度に近づく張り付き
現象が発生してしまう。これが、階調性を損なう一つの
理由である。本構成により検討した結果、式（３）のＤ
値が、１．４を超えるとこの現象が発生することが明ら
かとなった。すなわち、濃い側での階調性を確保するた
めの一つの条件として、最低限Ｄ＝（κ／ｄ）×（｜Ｖｄｅｖ−ＶＬ｜−０．０５５×（Ｑ／Ｍ）²）／｜Ｑ／Ｍ｜＜１．４・・・（１４）を満たす必要がある。好ましくは、Ｄ＝（κ／ｄ）×（｜Ｖｄｅｖ−ＶＬ｜−０．０５５×（Ｑ／Ｍ）²）／｜Ｑ／Ｍ｜＜１．１・・・（１７）であるのがよい。

【００５９】次に、ある階調レベルｋに対して、現像を
行った時に現像ローラ３上のトナーが受けるマクロ的な
電界強度について考えてみることにする。まず、感光ド
ラム上のＶＬ部分について見ると、感光ドラム１の電位
の増分量は（１３）式のＦを用いて、Ｆ・｜Ｑ／Ｍ｜／
（κ／ｄ）となる。よって、現像促進側である電界強度
はＶＬ部分の面積比がκ／１６であるので、その値を乗
じて、（｜Ｖｄｅｖ−ＶＬ｜−Ｆ・｜Ｑ／Ｍ｜／（κ／
ｄ））×ｋ／１６となる。一方、ＶＤ側部分の抑制側の
電界強度は、｜Ｖｄ−Ｖｄｅｖ｜×（１６−ｋ）／１６
となる。そして、抑制側の電界強度として働くトナーの
現像ローラ３に対する鏡映力０．０５５×（Ｑ／Ｍ）²
を考えると、マクロ的な電界強度Ｇは、Ｇ＝（｜Ｖｄｅｖ−ＶＬ｜−Ｆ・｜Ｑ／Ｍ｜／（κ／ｄ））×ｋ／１６ −｜Ｖｄ−Ｖｄｅｖ｜×（１６−ｋ）／１６−０．０５５×（Ｑ／Ｍ）² ＝（｜Ｖｄ−ＶＬ｜−Ｆ×｜Ｑ／Ｍ｜／（κ／ｄ））×ｋ／１６−｜Ｖｄ −Ｖｄｅｖ｜−０．０５５×（Ｑ／Ｍ）² ・・・（６）で表される。

【００６０】このことから、濃い側（ｋが１６に近い
側）においては、Ｇが大きくなる。すなわち、現像促進
側にある。ここで式（６）で表されたＧ値は、ＶＬ部分
への所定濃度の現像が行われた状態後のマクロ的な電界
強度である。このＧ値が「正の値になる」ということ
は、さらに、現像が行われる（場合によって、ＶＬ部分
のトナー像にさらに積算されたり、ＶＤ部分に付着して
しまったりする）ことを意味する。これは、所定濃度よ
り濃くなってしまうことを意味する。すなわちベタ画像
の濃度に近づくことになってしまい、結果的に階調性が
得られなくなる。よって、高濃度側で階調性を確保する
ためには、ｋの値（０＜ｋ＜１６）によらず、Ｇ＜０・・・（７）であることが望まれる。

【００６１】一方、淡い側（ｋが０に近い側）において
は、Ｇが小さくなる。すなわち、現像抑制側である。こ
のマクロ的な現像抑制力（トナー反発力）があまりに大
きくなってしまうと、小さい面積であるＶＬ部分に対し
て、所望濃度のトナーを現像することが阻害されてしま
うことになる。すなわち、これはベタ白画像に近づくこ
とになり、結果的に階調性が得られなくなる。本実施例
における構成で検討を行ったところ、ｋの値（０＜ｋ＜
１６）によらず、低濃度側で階調性を確保するために
は、Ｇ＞−３００・・・（８）であれば良いことが分かった。

【００６２】しかしながら、現実問題として全階調レベ
ル領域で、 −３００＜Ｇ＜０・・・（９）を満足させることは非常に厳しい条件となる。また実画
像形成において、それほどの階調性を必要としなくて
も、エンジンあるいはフォーマッタによるハーフトーン
画像処理（詳しい方法は、実施例６で述べる）により、
十分実用に値する画質を得ることが可能である。実際
に、画像を作成して確認を行ったところ、階調レベルｋ
に対して、４＜ｋ＜１２において、−３００＜Ｇ＜０・・・（１０）を満たすようにＶｄ，ＶＬ，Ｖｄｅｖを決定すれば、階
調性としての最低限の必要レベルには到達することが分
かった。好ましくは、２＜ｋ＜１４において、−３００＜Ｇ＜０・・・（１８）を満たすようにＶｄ，ＶＬ，Ｖｄｅｖを決定するのがよ
い。

【００６３】よって、本実施例では、（１０）式を満足
するように電位設定を決定するようにした。図１０は、
トリボ−１３μＣ／ｇ、電荷輸送層１ｃの比誘電率κ及
び膜厚ｄがそれぞれ３、２５μｍにおける階調レベルと
光学濃度出力値の関係を示したものである。Ｖｄｅｖが
−２２０Ｖの時のみ（１０）式が満たされており、最低
限の階調性が確保されているのがわかる。

【００６４】上記記述より、ベタ濃度、ドット再現性、
階調性を確保するために、（３）、（５）、（１０）、
（１４）式を満たすように、電位設定を選択すればよい
ことが分かる。例えば下記のような電位設定を提案する
ことができる。ここで、Ｇ２，Ｇ４，Ｇ１２，Ｇ１４と
は、それぞれ、階調レベル２、４、１２、１４の時のＧ
の値である。

【００６５】Ｇ２＝（｜Ｖｄ−ＶＬ｜−Ｆ×｜Ｑ／Ｍ｜／（κ／ｄ））／８−｜Ｖｄ− Ｖｄｅｖ｜−０．０５５×（Ｑ／Ｍ）² ・・・（１９）Ｇ４＝（｜Ｖｄ−ＶＬ｜−Ｆ×｜Ｑ／Ｍ｜／（κ／ｄ））／４−｜Ｖｄ− Ｖｄｅｖ｜−０．０５５×（Ｑ／Ｍ）² ・・・（１１）Ｇ１２＝（｜Ｖｄ−ＶＬ｜−Ｆ×｜Ｑ／Ｍ｜／（κ／ｄ））×３／４−｜Ｖｄ−Ｖｄｅｖ｜−０．０５５×（Ｑ／Ｍ）² ・・・（１２）Ｇ１４＝（｜Ｖｄ−ＶＬ｜−Ｆ×｜Ｑ／Ｍ｜／（κ／ｄ））×７／８−｜Ｖｄ−Ｖｄｅｖ｜−０．０５５×（Ｑ／Ｍ）² ・・・（２０）

【００６６】

【表２】

【００６７】表２からも類推できるが、トリボが低い場
合には、トリボが高い場合に比べて、（３）、（５）、
（１０）、（１４）式を満たす電位設定の選択のラチチ
ュードは狭くなる。今回使用したトリボ−１３μＣ／ｇ
のトナーでは、好ましい条件（１７）、（１８）、（１
９）、（２０）式すべてを満たすようには、電位設定す
ることができなかった。さらに、表２に示した電位設定
は、あくまでもトリボ分布が均一である場合の例であ
る。しかしながら、実際には、次の第二の実施例の図１
１に示すとおり、トリボは適当な標準偏差で正規分布を
している。よって、このトリボ分布全域にわたるトナー
に対して、ベタ濃度、ドット再現性、階調性を確保する
ためには、本実施例によれば、トリボ分布の平均が−２
５μＣ／ｇ以下であるものを用いるのが良いと考えられ
る。

【００６８】（第二の実施例）本発明に関わる画像形成
装置の第二の実施例について、図１１及び１２により説
明する。

【００６９】第一の実施例で述べた方式によれば、トナ
ーのトリボ、感光ドラム１の電荷輸送層１ｃの比誘電率
κ、膜厚ｄが安定していれば、（３）、（５）、（１
０）、（１４）式により、最適なＶｄ，ＶＬ，Ｖｄｅｖ
算出することができ、十分な効果が得られる。但し、実
使用においては、機内雰囲気温湿度の変化、現像装置８
の使用履歴等の変動要因があり、それによりトナートリ
ボも変化してしまう。また、球形トナー１６を用いて、
トナーのトリボ分布ができるだけそろうようにしている
ものの、まだ十分ではない。図１１中の（ａ）に示した
のは、第一の実施例の構成におけるトリボＱ／Ｍ＝−２
５μＣ／ｇのトナーのトリボ分布の温湿度変動を示した
一例である。実線は低温低湿環境（１５℃，１０％Ｒ
Ｈ）、破線は高温高湿環境（３０℃，８０％ＲＨ）にお
ける結果である。よって、第一の実施例の構成では、予
め、表２で示したＶｄ，ＶＬ，Ｖｄｅｖに設定しておい
ても、状況の変化により、トリボが変化してしまった場
合には、安定した画質を得られなくなってしまうことが
ありうる。

【００７０】本実施例では、トナートリボの変動を抑制
し、トリボ分布がさらに均一になる構成について説明す
る。図１２に示すように、現像装置８内のトナー規制ブ
レード２３対向部の下流側でかつ感光ドラム１当接部の
上流側に現像ローラ３に当接してトナーチャージローラ
６を配置する。トナーチャージローラ６は、例えば金属
の芯がねを厚さ１．５ｍｍ程度の導電弾性ゴムで覆い、
その上に厚さ２００μｍ程度、体積低抗率１０⁶Ω・ｃ
ｍ程度の中抵抗層を設け、さらにその上に１０μｍ程度
の保護層を設けて構成する。トナーチャージローラ６は
その両端芯がね部をバネ加圧し、表層を現像ローラ３に
当接させ、現像ローラ３に対して従動回転させる。トナ
ーチャージローラ６の芯がね部に放電開始電圧（０．５
〜１ｋＶ）以上のバイアスを印加すると、トナーチャー
ジローラ６と現像ローラ３のニップ近傍で放電が発生す
る。それにより、現像ローラ３上のトナー１６が帯電さ
れる。このように、強制的にトナーに同一量の電荷を与
える手段を追加することにより、トナートリボは、機内
雰囲気温湿度の変化、現像装置８の使用履歴等の変動に
よらず略一定となる。また、非常にシャープなトリボ分
布を得ることができる。

【００７１】例として、図１１中の（ｂ）に、トナーチ
ャージローラ６に−１．５ｋＶ高圧を印加した場合のト
ナートリボ分布を示す。本実施例を用いれば、トナート
リボの変動を抑えられ、トリボ分布を均一に維持できる
ため、例えば表２に示したような電位設定にしておけ
ば、常にベタ濃度、ドット再現性、階調性が確保された
画像を確保することができる。

【００７２】（第三の実施例）本発明に関わる画像形成
装置の第三の実施例について、図９、１３及び１４によ
り説明する。

【００７３】第二の実施例で述べた方式により、トナー
のトリボの変動要因を取り除くことができた。本実施例
では、画質を不安定化するもう一つの要因である、使用
による感光ドラム１の電荷輸送層１ｃの膜厚の減少に対
する対処法について説明する。

【００７４】感光ドラム１表面には種々の部材が当接し
ており、常に機械的な力を受けていることになる。特
に、転写残トナーを除去するためのクリーニングブレー
ド１１などは、感光ドラム１に対する当接圧が大きい。
そして、一般に、これらの当接物により感光ドラム１の
表面の電荷輸送層１ｃは徐々に削られる。特に、本実施
例のように感光ドラム１に対して、帯電ローラ５による
ＡＣ放電を行う系においては、像担持体表面が大きなダ
メージを受けるため、削れ量が増大するという傾向があ
る。電荷輸送層１ｃの膜厚が一定の値以上減少すると、
レーザー露光に対して所定の感度を得られなくなった
り、帯電を均一に行えなくなったりという弊害が発生す
る。場合によっては、帯電ローラ５と感光ドラム１の間
で高圧リークが発生することもあり、本体の破損の可能
性も出てくる。そのため、一般的には、電荷輸送層１ｃ
の残膜厚を検出する何らかの手段を講じておき、電荷輸
送層１ｃの残膜厚が所定値以下となった時には、ユーザ
に感光ドラム１の交換を警告する機構を有する。但し、
本体内で直接残膜厚を測定するのは、大幅なコストアッ
プに繋がり、また精度を確保するのも難しい。よって、
間接的に膜厚を検知するというのが一般的である。

【００７５】本実施例は、間接的に検知された電荷輸送
層１ｃの残膜厚を元に、電位設定を可変制御するという
ものである。まず、本実施例で用いた電荷輸送層１ｃの
残膜厚検知法について説明する。図９に示すように本実
施例においては、感光ドラム１、帯電ローラ５、現像装
置８、クリーニングブレード１１等の部材を一体成形型
の交換可能なプロセスＣＲＧ１８として、本体内に配置
できるようにする。そうして、プロセスＣＲＧ１８内に
は、記憶手段１７を設ける。記憶手段１７としては、情
報を記憶、保持するものならば特に制限は受けないが、
例えばＲＡＭや、書き換え可能なＲＯＭ等の電気的な記
憶手段、磁気記録媒体や磁気バブルメモリ、光磁気メモ
リ等の磁気的記憶手段、また、検知コマなどの機械的手
段などが使用される。本実施例においては、取扱い安さ
やコストの点からＮＶ（ＮｏｎＶｏｌａｔｉｌｅ）ＲＡ
Ｍを使用した。記憶手段１７には、感光ドラム１の使用
状況を明確化できる情報、例えば、感光ドラム１の回転
時間、帯電ローラ５にバイアスを印加した時間、レーザ
ー露光時間等を記録しておく。これらの情報から場合に
よっては、演算を行い感光ドラム１の電荷輸送層１ｃの
残膜厚を類推する。

【００７６】本実施例の構成では、図１３に示すとお
り、感光ドラム１の電荷輸送層１ｃの累積削れ量は、帯
電ローラ５にＡＣバイアスを印加した時間＋感光ドラム
１の総回転時間／８によく比例することが分かった。よ
って、この演算結果により、感光ドラム１の電荷輸送層
１ｃの残膜厚を類推するという方式を採用することとし
た。

【００７７】図１４に、トリボＱ／Ｍ＝−４５μＣ／
ｇ、感光ドラム１の電荷輸送層１ｃの比誘電率κ＝３の
条件下における感光ドラム１の電荷輸送層１ｃの残膜厚
と電位設定の可変制御の関係を示す。電位設定は、Ｖｄ
については、帯電ローラ５に印可するＤＣバイアス値を
変化させ、Ｖｄｅｖについては、現像バイアスを変化さ
せて対応している。ＶＬについては、本実施例では、レ
ーザー光量は一定としたため、Ｖｄの変化に対応した変
化をしている。場合によっては、レーザー光量も変化さ
せて、ＶＬを独自に変化させる方式を採用してもよい。

【００７８】表３に、図１４における各ポイントでのベ
タ濃度、ドット再現性、階調性を示す（３）、（５）、
（１０）、（１４）式の値を示す。本実施例によれば、
いずれのポイントでもベタ濃度、ドット再現性、階調性
が確保されていることが分かる。

【００７９】

【表３】

【００８０】（第四の実施例）本発明に関わる画像形成
装置の第四の実施例について、図１５により説明する。

【００８１】第三の実施例では、感光ドラム１の電荷輸
送層１ｃの残膜厚に応じて、電位設定を可変制御とする
ことにより、感光ドラム１の電荷輸送層１ｃの膜厚の減
少による画質の不安定化要因を取り除いた。本実施例で
は、感光ドラム１の電荷輸送層１ｃの削れ自体を少なく
する方法について説明する。

【００８２】本実施例では、帯電ローラ５に対してＡＣ
バイアスは印加せず、放電開始電圧（約５５０Ｖ）＋｜
Ｖｄ｜相当の負のＤＣバイアスを印加する。これによ
り、感光ドラム１表面をＶｄ電位までチャージアップす
るようにする。ＡＣバイアス印加を廃止したことによ
り、感光ドラム１に対する放電回数、全放電量を減らす
ことができ、感光ドラム１の受けるダメージは大幅に少
なくなるため、感光ドラム１の電荷輸送層１ｃの削れも
少なくなる。本実施例の系では、ＡＣ帯電系に比べて、
削れ量は１／５になった。

【００８３】但し、本実施例のＤＣ帯電系は、ＡＣ帯電
系に比べて帯電の均一性に劣るという欠点がある。特
に、帯電前の感光ドラム１の表面電位にムラがある場合
ほど、均一な放電ができなくなり、結果として均一な帯
電ができなくなる。そのため、本実施例では、図１５に
示すように、転写部の下流側で、帯電部の上流側の感光
ドラム１対向部に長手全域にＬＥＤ等の前露光装置１５
を配設し、全面露光を行うことにより、転写後の感光ド
ラム１の表面電位にムラがある状態を均してやるという
ことを行うことにする。これにより、帯電ムラを抑制す
ることができるようになった。

【００８４】また、本実施例のＤＣ帯電系は、ＡＣ帯電
系に比べて、帯電メモリ、露光メモリ、転写メモリ等が
発生しやすいということがある。これらのメモリは、い
ずれも感光ドラム１の感光層に余分な正電荷や負電荷が
トラップされることによって生じるものである。ＡＣ帯
電系においては、その性質上、それらトラップされた正
電荷や負電荷を吐き出すことができるという効果があ
る。前述の前露光装置１５による全面露光は、これらの
メモリを常に同一状態に保つようにすることにより、実
質上問題をなくすことができるという効果はあるもの
の、それでも十分でないこともある。これらメモリを消
滅させるためには、帯電時における感光ドラム１内の電
界強度が強くなるようにして、トラップされている電荷
が解放されるようにすればよい。そのために、感光層の
電気容量を大きくする、すなわち電荷輸送層１ｃの膜厚
を小さくすることは非常に効果がある。例えば、本実施
例のように、ＯＰＣからなる感光ドラム１を用いた系に
おいては、電荷輸送層１ｃの膜厚を２０μｍ以下とすれ
ば、帯電メモリ、露光メモリ、転写メモリ等は発生しな
いことが分かった。よって、本実施例では、電荷輸送層
１ｃの膜厚を２０μｍ以下とする。

【００８５】先に、感光ドラム１の電荷輸送層１ｃの膜
厚が一定の値以上減少すると、レーザー露光に対して所
定の感度を得られなくなったり、帯電を均一に行えなく
なったりという弊害が発生すると述べた。このような弊
害が発生する時の電荷輸送層１ｃの膜厚は、感光層の材
質等により変動する。今仮に、感光ドラム１の電荷輸送
層１ｃの膜厚が１３μｍ以下でこのような弊害が発生す
ると仮定する。感光ドラム１の電荷輸送層１ｃの初期膜
厚をいくつ以上にすればよいかということは、当然感光
ドラム１の寿命スペックによって変わる。例えば、ＡＣ
帯電系において、感光ドラム１を確保するために感光ド
ラム１の電荷輸送層１ｃの初期膜厚を２５μｍに設定し
ていたとすると、本実施例では、上述したように感光ド
ラム１の電荷輸送層１ｃの削れ量は１／５に抑えること
ができるため、感光ドラム１の電荷輸送層１ｃの初期膜
厚１６μｍで十分であることが分かる。第三の実施例で
は、感光ドラム１の使用を通して、感光ドラム１の電荷
輸送層１ｃの削れ量は１２μｍあるため、感光ドラム１
の電荷輸送層１ｃの残膜厚により、電位設定を可変制御
していたが、本実施例によれば、感光ドラム１の使用を
通して、感光ドラム１の電荷輸送層１ｃの削れ量は３μ
ｍですむため、図１４を見れば分かるように、第三の実
施例で示した制御を行わなくても、電位設定は十分固定
値でベタ濃度、ドット再現性、階調性を満足することが
できる。

【００８６】もっとも、第三の実施例で述べた制御を施
せば、なおよくなることには間違いない。表４は、本実
施例において提案できる固定値の電位設定とベタ濃度、
ドット再現性、階調性の関係をまとめたものである。

【００８７】

【表４】

【００８８】ここで、感光ドラム１の電荷輸送層１ｃの
膜厚ｄに関して補足する。感光ドラム１の電荷輸送層１
ｃの膜厚ｄが大きくなると、概してベタ濃度確保のた
め、｜Ｖｄｅｖ｜が大きくなり、また、ドット再現性確
保のために、｜Ｖｄ｜も大きくしなければならない傾向
にある。これは、現像バイアス、帯電バイアスのＤＣ成
分等のＤＣ高圧を高くする必要があり、コスト的にもま
た高圧リーク等の不具合を考えてもあまり良い方向とは
いえない。また、感光ドラム１の電荷輸送層１ｃの膜厚
ｄは、長手方向で完全に均一であるわけではない。膜厚
のムラは感光層の塗工時や感光ドラムの使用につれて発
生するものであり、電荷輸送層１ｃの膜厚ｄが厚いほ
ど、そのムラも大きくなる。この点からしても、安定し
た画質を得るためには、感光ドラム１の電荷輸送層１ｃ
の膜厚ｄは、できるだけ薄く（２０μｍ以下）とするの
が良いと考えられる。

【００８９】（第五の実施例）本発明に関わる画像形成
装置の第五の実施例について、図１６により説明する。

【００９０】第二の実施例で述べたように、トナーチャ
ージローラ６の芯がね部に放電開始電圧（０．５〜１ｋ
Ｖ）以上のＤＣバイアスを印加することにより、図１１
中の（ｂ）に示すとおり、トリボ分布を均一化すること
ができる。しかしながら、この場合には、同時にトリボ
の絶対値も大きくなってしまっている。感光ドラム１上
にトナーを現像するという動作に関して言えば、第二の
実施例でも述べたように、トリボの絶対値いかんに関わ
らず、（３）、（５）、（１０）、（１４）式により、
最適な電位を設定することができる。

【００９１】しかしながら、トリボが高い系は、鏡映力
が大きくなることになる。第一の実施例で述べたよう
に、転写工程においては、静電搬送ベルト４を介した転
写ローラ１２に正のＤＣバイアス（転写バイアス）を印
加することにより、トナー１６を静電的に転写材に転移
させている。

【００９２】当然、感光ドラム１に対する鏡映力が高い
トナーを転写材に転移させるためには、高い転写バイア
スを必要とすることになる。しかしながら、転写バイア
スを高くすると、感光ドラム１との間で異常放電が起き
やすくなる。異常放電が発生するとその部分の画像が乱
れるということが起きてしまう。これらの現象を抑える
ためできるだけ転写バイアスは低くしておいた方がよ
い。転写バイアスの絶対値については、転写材の種類等
により変動するが、本実施例で述べた構成によれば、ト
ナーのトリボを−２５μＣ／ｇ→−４０μＣ／ｇとする
ことにより、転写バイアスは一律５００Ｖ上乗せする必
要があることが分かった。

【００９３】また、感光ドラム１上の転写残トナーは、
第一の実施例あるいは第三の実施例で述べたように、感
光ドラム１に対してカウンタ方向に４０〜９０ｇ／ｃｍ
程度の線圧で当接させたポリウレタンゴム等のクリーニ
ングブレード１１によって、機械的に掻き取る構成とな
っている。しかしながら、感光ドラム１に対する鏡映力
の強いトナーの場合、十分に掻き取ることができず、一
部のトナーがすり抜けてしまうことがある。いわゆるク
リーニング不良といわれる現象である。

【００９４】本実施例では、転写部での画像乱れ、クリ
ーニング不良などの弊害発生を抑制するために、トリボ
分布は均一なままでトリボの絶対値を低くするような装
置構成について説明する。

【００９５】トナーチャージローラ６の芯がね部に、放
電開始電圧（０．５〜１．０ｋＶ）以上の振幅を持つＡ
Ｃバイアスに負のＤＣバイアスを重畳して印加する。こ
の時、現像ローラ３上に薄層コートされたトナー１６
は、ＤＣ印加バイアスに応じた帯電量（トリボ）に収束
するようになる。図１６は、周波数２ｋＨｚ，Ｖｐｐ
１．２ｋＶ，ＤＣ成分０．５ｋＶ印加した時のトリボ分
布を示した図である。トリボはほぼ−３０μＣ／ｇに収
束していることが分かる。表５は、このトナーにおける
電位設定の一例を示したものである。

【００９６】

【表５】

【００９７】（第六の実施例）本発明に関わる画像形成
装置の第六の実施例について、図１７〜１９により説明
する。

【００９８】トナートリボや感光ドラム１の光感度（Ｖ
Ｌ電位）は、機内雰囲気温湿度の変化や本体の使用状態
（例えば長期間放置後とか多くの転写材の連続プリント
後）等によって、場合により多少変化してしまうことが
ある。本実施例では、これらの変化を補正しうる装置に
ついて説明する。

【００９９】本実施例では、図１７に示したように静電
搬送ベルト４対向部に濃度検知センサ２を配置する。本
実施例では、各色のトナーで静電搬送ベルト４上に濃度
検知用トナー像（パッチ）を試験的にそれぞれ作成し、
それらの濃度を濃度検知センサ２で検知し、その検知結
果から現像バイアスを補正する画像濃度制御を行う。濃
度検知センサ２は、図１８に示すようにＬＥＤ等の発光
素子２ａ、フォトダイオード等の受光素子２ｂ及びホル
ダーからなっており、発光素子２ａからの赤外光を静電
搬送ベルト４上のパッチＰに照射させ、そこからの反射
光を受光素子２ｂで測定することによりパッチの濃度を
測定する。パッチＰからの反射光には正反射成分と乱反
射成分とが含まれている。正反射成分は、パッチの下地
となる静電搬送ベルト４表面の状態や濃度検知センサ２
とパッチとの距離の変動により、光量が大きく変動する
ために、測定するパッチからの反射光に正反射成分が含
まれていると、検知精度が著しく低下してしまう。そこ
で、この濃度検知センサ２では、受光素子２ｂにパッチ
Ｐからの正反射光が入射しないように、法線Ｉを基準に
すると、パッチＰへの照射角度を４５°、パッチＰから
の反射光の受光角度を０°として乱反射光のみを測定す
るようにしている。

【０１００】図１９に実際のパッチＰの濃度検知方式に
ついて説明する。パッチパターンとしては、１４ｍｍ×
１４ｍｍ程度の四角状のパターンを使用し、例えば図７
で示した面積階調パターンの階調レベル６〜１０のハー
フトーンパターンとするのがよい。本実施例の制御法に
ついて、以下説明する。まず、表２〜５に示してあるよ
うな各条件（電位設定、トリボ、膜厚等）下での、その
パターンの光学濃度を予め実験あるいは計算によりに求
めておく。以後、この濃度をＤＮとおく。そして、この
条件下での最適なＶｄｅｖ（表２〜５等参照）値を中心
として、Ｖｄｅｖ値を一定間隔で変化しながら、感光ド
ラム１上にそれぞれに対応したパッチパターンを現像す
る。例えば、変化させるＶｄｅｖ値の間隔を５０Ｖと
し、パッチパターンを５つ作成する。なお、Ｖｄｅｖ値
は現像バイアスにより変化させる。濃度検知センサ２に
より、パッチパターンの濃度を検出する。その検出値を
基に、線形補間等の手段を用いて、パッチパターンの濃
度がＤＮになるような現像バイアスを算出する。そうし
て、このようにして求まった現像バイアスを画像形成時
に用いる。これらを各色について行う。これを「現像バ
イアス制御」という。このような制御を装備することに
より、トナートリボや感光ドラム１の光感度（ＶＬ電
位）の不規則的な変動しても、Ｖｄｅｖ値の補正が可能
となるため常に安定した画質を提供することが可能とな
る。本実施例では、Ｖｄ，ＶＬ電位は固定して、Ｖｄｅ
ｖだけを変化させる方式を用いたが、場合によっては、
帯電バイアス、レーザー露光量等を変化させることによ
り、Ｖｄ，ＶＬ電位の補正も行えるようにしてもよい。

【０１０１】また、さらに、現像バイアスを算出された
値に固定して、今度は、特定のディザ処理を施したハー
フトーンパターンの階調（露光量）を一定間隔で変化さ
せながら、複数個のパッチパターンを作成し、濃度検知
センサ２により、それらの濃度を検出するということを
行ってもよい。これらの検出値をもとに、滑らかな階調
性が得られるようにディザ処理を行う場合の露光量に補
正を加えるという制御を施すこともある。これを「ハー
フトーン制御」という。なお、パッチパターンの濃度は
濃度制御実行に先立って行う静電搬送ベルト４の下地単
独での反射光の受光値とパッチパターンを介した反射光
の受光値の差分から計算される。

【０１０２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
帯電手段により像担持体の帯電を行い、さらに露光手段
により、像担持体上に静電潜像を形成し、像担持体に対
し当接配置されたトナー担持体により、像担持体上に形
成された静電潜像にトナーを付着させ、顕在化する画像
形成装置において、実施例記載の（３）、（５）、（１
０）、（１４）式を満たすように、帯電手段による帯電
後の前記像担持体の表面電位ＶＤ、露光手段による露光
後の像担持体の表面電位ＶＬ、トナー担持体の表面電位
Ｖｄｅｖを決定することにより、十分なベタ濃度、ドッ
ト再現性、階調性等を確保できる安定した画質を提供で
きるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に関わる第一の実施例における画像形成
装置の構成図である。

【図２】本発明に関わる第一の実施例における感光ドラ
ムの層構成図である。

【図３】本発明に関わる第一の実施例におけるトナーの
層構成図である。

【図４】本発明に関わる第一の実施例におけるＤの値と
光学濃度出力値の相関図である。

【図５】本発明に関わる第一の実施例におけるドットが
再現していない状態の模式図である。

【図６】本発明に関わる第一の実施例におけるドット再
現性確認のためのパターン図である。

【図７】本発明に関わる第一の実施例における面積階調
パターンの説明図である。

【図８】本発明に関わる第一の実施例における階調性の
模式図である。

【図９】本発明に関わる第三の実施例における画像形成
装置の構成図である。

【図１０】本発明に関わる第一の実施例における階調レ
ベルと光学濃度出力値の相関図である。

【図１１】本発明に関わる第一及び第二の実施例におけ
るトリボ変動、トリボ分布の関係図である。

【図１２】本発明に関わる第二の実施例における画像形
成装置の構成図である。

【図１３】本発明に関わる第三の実施例における感光ド
ラム使用履歴と電荷輸送層の削れ量の相関図である。

【図１４】本発明に関わる第三の実施例における電位設
定の可変制御図である。

【図１５】本発明に関わる第四の実施例における画像形
成装置の構成図である。

【図１６】本発明に関わる第五の実施例におけるトリボ
の分布図である。

【図１７】本発明に関わる第六の実施例における画像形
成装置の構成図である。

【図１８】本発明に関わる第六の実施例における濃度検
知センサの構成図である。

【図１９】本発明に関わる第六の実施例における画像濃
度制御のしくみ図である。

【図２０】本発明に関わる第一の実施例における形状係
数ＳＦ１の説明図である。

【符号の説明】

１感光ドラム（像担持体）１ａアルミシリンダー１ｂ電荷発生層１ｃ電荷輸送層２濃度検知センサ２ａ発光素子２ｂ受光素子３現像ローラ（トナー担持体）４静電搬送ベルト５帯電ローラ６トナーチャージローラ７露光装置８現像装置９定着ローラ１０加圧ローラ１１クリーニングブレード１２転写ローラ１３テンションローラ１４駆動ローラ１５前露光装置１６トナー１６ａコア１６ｂ樹脂層１６ｃ表層１７記憶手段１９吸着ローラ２２トナー供給ローラ２３トナー規制ブレード

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表層が光導電体を塗布した感光層を有す
る移動可能に配置された像担持体と；前記像担持体表面
を帯電する帯電手段と；前記帯電手段により帯電された
前記像担持体上に静電潜像を形成させるための露光手段
と；前記像担持体に当接配置され、前記像担持体の移動
速度に対し順方向で、一定の正の周速差を保って移動し
ながら、前記像担持体上に形成された前記静電潜像に対
応させてトナーを付着させるトナー担持体と；トナーの
層厚を規制するための層厚規制手段と；トナー担持体へ
のトナーの供給及びトナー担持体からのトナーの剥ぎ取
りを行うためのトナー供給兼剥ぎ取り手段とを有する画
像形成装置において、前記トナー担持体は、少なくとも２層構成を有する弾性
体で、その表面層の膜厚を１０〜５０μｍとし、前記露光手段による露光後の前記像担持体の表面電位を
ＶＬ（Ｖ）、前記トナー担持体の表面電位をＶｄｅｖ
（Ｖ）、前記像担持体に現像されたトナーの電荷密度を
Ｑ／Ｍ（μＣ／ｇ）、前記感光層のうち誘電層部の膜厚
をｄ（μｍ）、比誘電率をκとした時、（κ／ｄ）×（｜Ｖｄｅｖ−ＶＬ｜−０．０５５×（Ｑ
／Ｍ）²）／｜Ｑ／Ｍ｜＞０．５の条件を満たすことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記露光手段による露光後の前記像担持
体の表面電位をＶＬ（Ｖ）、前記帯電手段による帯電後
の前記像担持体の表面電位をＶｄ（Ｖ）、前記トナー担
持体の表面電位をＶｄｅｖ（Ｖ）、前記像担持体に現像
されたトナーの電荷密度をＱ／Ｍ（μＣ／ｇ）、前記感
光層のうち誘電層部の膜厚をｄ（μｍ）、比誘電率をκ
とおき、Ｄ＝（κ／ｄ）×（｜Ｖｄｅｖ−ＶＬ｜−０．０５５×
（Ｑ／Ｍ）²）／｜Ｑ／Ｍ｜Ｆ＝Ｄ（Ｄ≦１．０）Ｆ＝１．０（Ｄ＞１．０）Ｇ＝（｜Ｖｄ−ＶＬ｜−Ｆ×｜Ｑ／Ｍ｜／（κ／ｄ））
×ｋ／１６−｜Ｖｄ−Ｖｄｅｖ｜−０．０５５×（Ｑ／
Ｍ）² とした時、４＜ｋ＜１２を満たすすべてのｋの値におい
て、 −３００＜Ｇ＜０の条件を満たし、かつ（κ／ｄ）×（｜Ｖｄｅｖ−ＶＬ｜−０．０５５×（Ｑ
／Ｍ）²）／｜Ｑ／Ｍ｜＜１．４の条件を満たすことを特徴とする請求項１に記載の画像
形成装置。
【請求項３】トナー電荷密度Ｑ／Ｍが−２５μＣ／ｇ
以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画
像形成装置。
【請求項４】前記トナー規制手段対向部の下流側でか
つ前記像担持体当接部の上流側にある前記トナー担持体
に隣接あるいは当接してトナー電荷付与手段を配置し、
前記トナー電荷付与手段により、前記トナー担持体上の
トナーを帯電することを特徴とする請求項１乃至３のい
ずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】前記トナー電荷付与手段として、前記ト
ナー担持体に当接配置した弾性ゴムローラＡを用い、前
記弾性ゴムローラＡにバイアスを印加することより、ト
ナーを帯電する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】前記帯電手段として、前記像担持体に当
接配置した弾性ゴムローラＢを用い、前記弾性ゴムロー
ラＢに放電開始電圧以上のＤＣバイアスを印加し、前記
弾性ゴムローラＢと前記像担持体間で放電を行うことに
より、前記像担持体をＶｄ電位まで帯電することを特徴
とする請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装
置。
【請求項７】前記像担持体として、有機光半導体（Ｏ
ＰＣ）を用いた場合に、前記誘電層の膜厚を２０μｍ以
下とする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】トナーとして、形状係数ＳＦ１が１００
〜１２０であるトナーを用いることを特徴とする請求項
１乃至７のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】表層が光導電体を塗布した感光層を有す
る移動可能に配置された像担持体と；前記像担持体表面
を帯電する帯電手段と；前記帯電手段により帯電された
前記像担持体上に静電潜像を形成させるための露光手段
と；前記像担持体に当接配置され、前記像担持体の移動
速度に対し順方向で、一定の正の周速差を保って移動し
ながら、前記像担持体上に形成された前記静電潜像に対
応させてトナーを付着させるトナー担持体と；トナーの
層厚を規制するための層厚規制手段と；トナー担持体へ
のトナーの供給及びトナー担持体からのトナーの剥ぎ取
りを行うためのトナー供給兼剥ぎ取り手段とを有する画
像形成装置において、前記トナー担持体は、少なくとも２層構成を有する弾性
体で、その表面層の膜厚を１０〜５０μｍとし、前記露光手段による露光後の前記像担持体の表面電位を
ＶＬ（Ｖ）、前記帯電手段による帯電後の前記像担持体
の表面電位をＶｄ（Ｖ）、前記トナー担持体の表面電位
をＶｄｅｖ（Ｖ）、前記像担持体に現像されたトナーの
電荷密度をＱ／Ｍ（μＣ／ｇ）、前記感光層のうち誘電
層部の膜厚をｄ（μｍ）、比誘電率をκとした時、Ｄ＝（κ／ｄ）×（｜Ｖｄｅｖ−ＶＬ｜−０．０５５×
（Ｑ／Ｍ）²）／｜Ｑ／Ｍ｜Ｆ＝Ｄ（Ｄ≦１．０）Ｆ＝１．０（Ｄ＞１．０）とおき、（｜Ｖｄ−ＶＬ｜−Ｆ・｜Ｑ／Ｍ｜／（κ／ｄ））＋５
×｜Ｑ／Ｍ｜−８×ｄ＞３００の条件を満たすことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】前記露光手段による露光後の前記像担
持体の表面電位をＶＬ（Ｖ）、前記帯電手段による帯電
後の前記像担持体の表面電位をＶｄ（Ｖ）、前記トナー
担持体の表面電位をＶｄｅｖ（Ｖ）、前記像担持体に現
像されたトナーの電荷密度をＱ／Ｍ（μＣ／ｇ）、前記
感光層のうち誘電層部の膜厚をｄ（μｍ）、比誘電率を
κとおき、Ｄ＝（κ／ｄ）×（｜Ｖｄｅｖ−ＶＬ｜−０．０５５×
（Ｑ／Ｍ）²）／｜Ｑ／Ｍ｜Ｆ＝Ｄ（Ｄ≦１．０）Ｆ＝１．０（Ｄ＞１．０）Ｇ＝（｜Ｖｄ−ＶＬ｜−Ｆ×｜Ｑ／Ｍ｜／（κ／ｄ））
×ｋ／１６−｜Ｖｄ−Ｖｄｅｖ｜−０．０５５×（Ｑ／
Ｍ）² とした時、４＜ｋ＜１２を満たすすべてのｋの値におい
て、 −３００＜Ｇ＜０の条件を満たし、かつ（κ／ｄ）×（｜Ｖｄｅｖ−ＶＬ｜−０．０５５×（Ｑ
／Ｍ）²）／｜Ｑ／Ｍ｜＜１．４の条件を満たすことを特徴とする請求項９に記載の画像
形成装置。
【請求項１１】トナー電荷密度Ｑ／Ｍが−２５μＣ／
ｇ以下であることを特徴とする請求項９又は１０に記載
の画像形成装置。
【請求項１２】前記トナー規制手段対向部の下流側で
かつ前記像担持体当接部の上流側にある前記トナー担持
体に隣接あるいは当接してトナー電荷付与手段を配置
し、前記トナー電荷付与手段により、前記トナー担持体
上のトナーを帯電することを特徴とする請求項９乃至１
１のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１３】前記トナー電荷付与手段として、前記
トナー担持体に当接配置した弾性ゴムローラＡを用い、
前記弾性ゴムローラＡにバイアスを印加することより、
トナーを帯電することを特徴とする請求項１２に記載の
画像形成装置。
【請求項１４】前記帯電手段として、前記像担持体に
当接配置した弾性ゴムローラＢを用い、前記弾性ゴムロ
ーラＢに放電開始電圧以上のＤＣバイアスを印加し、前
記弾性ゴムローラＢと前記像担持体間で放電を行うこと
により、前記像担持体をＶｄ電位まで帯電することを特
徴とする請求項９乃至１３のいずれかに記載の画像形成
装置。
【請求項１５】前記像担持体として、有機光半導体
（ＯＰＣ）を用いた場合に、前記誘電層の膜厚を２０μ
ｍ以下とすることを特徴とする請求項１４に記載の画像
形成装置。
【請求項１６】トナーとして、形状係数ＳＦ１が１０
０〜１２０であるトナーを用いることを特徴とする請求
項９乃至１５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１７】表層が光導電体を塗布した感光層を有
する移動可能に配置された像担持体と；前記像担持体表
面を帯電する帯電手段と；前記帯電手段により帯電され
た前記像担持体上に静電潜像を形成させるための露光手
段と；前記像担持体に当接配置され、前記像担持体の移
動速度に対し順方向で、一定の正の周速差を保って移動
しながら、前記像担持体上に形成された前記静電潜像に
対応させてトナーを付着させるトナー担持体と；トナー
の層厚を規制するための層厚規制手段と；トナー担持体
へのトナーの供給及びトナー担持体からのトナーの剥ぎ
取りを行うためのトナー供給兼剥ぎ取り手段とを有する
画像形成装置において、前記トナー担持体は、少なくと
も２層構成を有する弾性体で、その表面層の膜厚を１０
〜５０μｍとし、前記露光手段による露光後の前記像担
持体の表面電位をＶＬ（Ｖ）、前記帯電手段による帯電
後の前記像担持体の表面電位をＶｄ（Ｖ）、前記トナー
担持体の表面電位をＶｄｅｖ（Ｖ）、前記像担持体に現
像されたトナーの電荷密度をＱ／Ｍ（μＣ／ｇ）、前記
感光層のうち誘電層部の膜厚をｄ（μｍ）、比誘電率を
κとおき、Ｄ＝（κ／ｄ）×（｜Ｖｄｅｖ−ＶＬ｜−０．０５５×
（Ｑ／Ｍ）²）／｜Ｑ／Ｍ｜Ｆ＝Ｄ（Ｄ≦１．０）Ｆ＝１．０（Ｄ＞１．０）とした時、Ｄ＞０．５かつ（｜Ｖｄ−ＶＬ｜−Ｆ・｜Ｑ／Ｍ｜／（κ／ｄ））＋５
×｜Ｑ／Ｍ｜−８×ｄ＞３００の条件を満たすことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１８】前記露光手段による露光後の前記像担
持体の表面電位をＶＬ（Ｖ）、前記帯電手段による帯電
後の前記像担持体の表面電位をＶｄ（Ｖ）、前記トナー
担持体の表面電位をＶｄｅｖ（Ｖ）、前記像担持体に現
像されたトナーの電荷密度をＱ／Ｍ（μＣ／ｇ）、前記
感光層のうち誘電層部の膜厚をｄ（μｍ）、比誘電率を
κとおき、Ｄ＝（κ／ｄ）×（｜Ｖｄｅｖ−ＶＬ｜−０．０５５×
（Ｑ／Ｍ）²）／｜Ｑ／Ｍ｜Ｆ＝Ｄ（Ｄ≦１．０）Ｆ＝１．０（Ｄ＞１．０）Ｇ＝（｜Ｖｄ−ＶＬ｜−Ｆ×｜Ｑ／Ｍ｜／（κ／ｄ））
×ｋ／１６−｜Ｖｄ−Ｖｄｅｖ｜−０．０５５×（Ｑ／
Ｍ）² とした時、４＜ｋ＜１２を満たすすべてのｋの値におい
て、 −３００＜Ｇ＜０の条件を満たし、かつ（κ／ｄ）×（｜Ｖｄｅｖ−ＶＬ｜−０．０５５×（Ｑ
／Ｍ）²）／｜Ｑ／Ｍ｜＜１．４の条件を満たすことを特徴とする請求項１７に記載の画
像形成装置。
【請求項１９】トナー電荷密度Ｑ／Ｍが−２５μＣ／
ｇ以下であることを特徴とする請求項１７又は１８に記
載の画像形成装置。
【請求項２０】前記トナー規制手段対向部の下流側で
かつ前記像担持体当接部の上流側にある前記トナー担持
体に隣接あるいは当接してトナー電荷付与手段を配置
し、前記トナー電荷付与手段により、前記トナー担持体
上のトナーを帯電することを特徴とする請求項１７乃至
１９のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項２１】前記トナー電荷付与手段として、前記
トナー担持体に当接配置した弾性ゴムローラＡを用い、
前記弾性ゴムローラＡにバイアスを印加することより、
トナーを帯電することを特徴とする請求項２０に記載の
画像形成装置。
【請求項２２】前記帯電手段として、前記像担持体に
当接配置した弾性ゴムローラＢを用い、前記弾性ゴムロ
ーラＢに放電開始電圧以上のＤＣバイアスを印加し、前
記弾性ゴムローラＢと前記像担持体間で放電を行うこと
により、前記像担持体をＶｄ電位まで帯電することを特
徴とする請求項１７乃至２１のいずれかに記載の画像形
成装置。
【請求項２３】前記像担持体として、有機光半導体
（ＯＰＣ）を用いた場合に、前記誘電層の膜厚を２０μ
ｍ以下とすることを特徴とする請求項２２に記載の画像
形成装置。
【請求項２４】トナーとして、形状係数ＳＦ１が１０
０〜１２０であるトナーを用いることを特徴とする請求
項１７乃至２３のいずれかに記載の画像形成装置。