JP2002040796A - 現像装置 - Google Patents
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- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
- G03G15/06—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
- G03G15/08—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
- G03G15/0806—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer on a donor element, e.g. belt, roller
- G03G15/0818—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer on a donor element, e.g. belt, roller characterised by the structure of the donor member, e.g. surface properties
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- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
- G03G15/06—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
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- Developing For Electrophotography (AREA)
- Control Or Security For Electrophotography (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】誘電体型の現像ローラを用いた画像形成時にお
ける画質を向上するために最適な現像条件の設定を容易
にし、装置の設計の容易化を図る。 【解決手段】感光体ドラム１の感光層１ｂについての厚
さｄｐ及び誘電率εｐ、現像ローラ８の表面に形成した
現像前のトナー層Ｔについての厚さｄｔ、誘電率εｔ及
び単位面積当たりの付着量ｍ、現像ローラ８の誘電体層
８ｃについての厚さｄ１及び誘電率ε１、現像ローラ８
の抵抗体層８ｂについての厚さｄ２、誘電率ε２及び固
有抵抗ρｒ、現像部に進入する前の感光体ドラム１にお
ける未露光領域の電位Ｖｏ、現像部に進入する前のトナ
ーの比電荷ｐｍ、現像部に進入する前の現像ローラ８の
誘電体層８ｃの電圧Ｖｃｏ、現像部を通過することによ
るトナー比電荷の変化量ｑｒ、現像部のニップ幅Ｗ、感
光体ドラム１の周速ｖｐ、並びに、現像ローラ８の周速
ｖｒから、Ｃｃ≧ρｔ・ｄｔ・ｋ／Ｖｖを満足するよう
に、各転写条件を設定する。
ける画質を向上するために最適な現像条件の設定を容易
にし、装置の設計の容易化を図る。 【解決手段】感光体ドラム１の感光層１ｂについての厚
さｄｐ及び誘電率εｐ、現像ローラ８の表面に形成した
現像前のトナー層Ｔについての厚さｄｔ、誘電率εｔ及
び単位面積当たりの付着量ｍ、現像ローラ８の誘電体層
８ｃについての厚さｄ１及び誘電率ε１、現像ローラ８
の抵抗体層８ｂについての厚さｄ２、誘電率ε２及び固
有抵抗ρｒ、現像部に進入する前の感光体ドラム１にお
ける未露光領域の電位Ｖｏ、現像部に進入する前のトナ
ーの比電荷ｐｍ、現像部に進入する前の現像ローラ８の
誘電体層８ｃの電圧Ｖｃｏ、現像部を通過することによ
るトナー比電荷の変化量ｑｒ、現像部のニップ幅Ｗ、感
光体ドラム１の周速ｖｐ、並びに、現像ローラ８の周速
ｖｒから、Ｃｃ≧ρｔ・ｄｔ・ｋ／Ｖｖを満足するよう
に、各転写条件を設定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、電子写真方式の
画像形成を行う画像形成装置において感光体に形成され
た静電潜像をトナー像に顕像化する現像装置に関し、特
に、周面に誘電体層を形成した現像ローラを備えた現像
装置に関する。
画像形成を行う画像形成装置において感光体に形成され
た静電潜像をトナー像に顕像化する現像装置に関し、特
に、周面に誘電体層を形成した現像ローラを備えた現像
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子写真方式の画像形成を行う画像形成
装置として、現像工程時に周面にトナー層を形成した現
像ローラを感光体の表面に所定のニップ幅で当接させ、
感光体の表面に形成されている静電潜像をトナー像に顕
像化するようにした現像装置を備えたものがある。この
ような現像装置における現像ローラとして、高抵抗の導
電性を有する弾性ゴムによって周面を構成したものがあ
るが、高抵抗の弾性材料は抵抗値のばらつきが大きく、
現像ローラ同士の抵抗値の誤差や単一の現像ローラにお
ける部分的な抵抗値の誤差を生じ、また、抵抗値が湿度
等の外部環境に応じて変動し易い。
装置として、現像工程時に周面にトナー層を形成した現
像ローラを感光体の表面に所定のニップ幅で当接させ、
感光体の表面に形成されている静電潜像をトナー像に顕
像化するようにした現像装置を備えたものがある。この
ような現像装置における現像ローラとして、高抵抗の導
電性を有する弾性ゴムによって周面を構成したものがあ
るが、高抵抗の弾性材料は抵抗値のばらつきが大きく、
現像ローラ同士の抵抗値の誤差や単一の現像ローラにお
ける部分的な抵抗値の誤差を生じ、また、抵抗値が湿度
等の外部環境に応じて変動し易い。
【０００３】そこで、従来の現像装置に備えられる現像
ローラとして、導電性基体の周面に抵抗体層及び誘電体
層をこの順に形成し、抵抗値の安定化を図るようにした
誘電体型の現像ローラがある。
ローラとして、導電性基体の周面に抵抗体層及び誘電体
層をこの順に形成し、抵抗値の安定化を図るようにした
誘電体型の現像ローラがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
誘電体型の現像ローラでは、画像形成時における画質の
向上を図るために、現像工程における現像状態に影響を
与える感光体の感光層の厚さ及び誘電率、現像ローラに
形成されるトナー層の厚さ、誘電率及び単位面積当たり
の付着量、現像ローラの誘電体層の厚さ及び誘電率、現
像ローラの抵抗体層の厚さ、誘電率及び固有抵抗、現像
部に進入する前の感光体における未露光領域の電位及び
露光飽和電位、現像部に進入する前のトナーの比電荷、
現像部のニップ幅、感光体と現像ローラとの周速比等の
現像条件の設定を容易にしたものがなく、装置の設計が
煩雑化してコストの上昇を招く問題があった。
誘電体型の現像ローラでは、画像形成時における画質の
向上を図るために、現像工程における現像状態に影響を
与える感光体の感光層の厚さ及び誘電率、現像ローラに
形成されるトナー層の厚さ、誘電率及び単位面積当たり
の付着量、現像ローラの誘電体層の厚さ及び誘電率、現
像ローラの抵抗体層の厚さ、誘電率及び固有抵抗、現像
部に進入する前の感光体における未露光領域の電位及び
露光飽和電位、現像部に進入する前のトナーの比電荷、
現像部のニップ幅、感光体と現像ローラとの周速比等の
現像条件の設定を容易にしたものがなく、装置の設計が
煩雑化してコストの上昇を招く問題があった。
【０００５】この発明の目的は、誘電体型の現像ローラ
を備えた現像装置を用いた画像形成時における画質を向
上するために最適な現像条件を容易に設定することがで
き、装置の設計を容易化してコストの低廉化を実現でき
る現像装置を提供することにある。
を備えた現像装置を用いた画像形成時における画質を向
上するために最適な現像条件を容易に設定することがで
き、装置の設計を容易化してコストの低廉化を実現でき
る現像装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するための手段として、以下の構成を備えたもの
である。
を解決するための手段として、以下の構成を備えたもの
である。
【０００７】(1) 円筒形の導電性基体の表面に抵抗体層
及び誘電体層を形成した現像ローラが導電性基体の表面
に感光層を形成した感光体に所定のニップ幅で当接する
現像部で、現像ローラの周面に層状に担持されたトナー
により感光層に形成された静電潜像をトナー像に顕像化
する現像装置において、感光体の感光層について厚さを
ｄｐ（ｍ）、誘電率をεｐ（Ｆ／ｍ）とし、現像ローラ
の表面に形成した現像前のトナー層について厚さをｄｔ
（ｍ）、誘電率をεｔ（Ｆ／ｍ）、単位面積当たりの付
着量をｍ（ｋｇ／ｍ2 ）とし、現像ローラの誘電体層に
ついて厚さをｄ１（ｍ）、誘電率をε１（Ｆ／ｍ）と
し、現像ローラの抵抗体層について厚さをｄ２（ｍ）、
誘電率をε２（Ｆ／ｍ）、固有抵抗をρｒ（Ω・ｍ）と
し、現像部に進入する前の感光体における飽和画像濃度
領域の感光体表面電位Ｖｓ（Ｖ）と現像バイアスＶｂ
（Ｖ）との電位差をＶｂｐ＝Ｖｓ−Ｖｂ（Ｖ）とし、現
像部に進入する前のトナーの比電荷をｑｐｍ（Ｃ／ｋ
ｇ）とし、現像部に進入する前の現像ローラの誘電体層
の電圧をＶｃｏ（Ｖ）とし、現像部を通過することによ
るトナー比電荷の変化量をｑｒ（Ｃ／ｋｇ）とし、現像
部のニップ幅をＷ（ｍ）とし、感光体の周速をｖｐ（ｍ
／ｓ）とし、現像ローラの周速をｖｒ（ｍ／ｓ）とし
て、 Ｃｃ≧ρｔ・ｄｔ・ｋ／Ｖｖ ・・・式１ 但し、Ｖｖ＝−（Ｖｂｐ＋Ｖｐｒ）−Ｖｃｏ＋Ｖｔ・ｋ Ｃｃ＝１／｛１／Ｃｐ＋２／Ｃｔ＋ｒｒ／ｋ＋１／（Ｃ
ｒ３・ｋ）｝ ｋ＝ｖｒ／ｖｐ ｒｒ＝ρｒ・ｄ２ Ｃｐ＝εｐ／ｄｐ Ｃｔ＝２・εｔ／ｄｔ Ｃｒ１＝ε１／ｄ１ Ｃｒ２＝ε２／ｄ２ Ｃ１＝１／｛１／Ｃｐ＋２／Ｃｔ＋１／（Ｃｒ１・
ｋ）｝ Ｃ２＝ｋ・Ｃｒ２ Ｅｘ＝（Ｗ／Ｖｐ）／｛ｒｒ・（Ｃ１＋Ｃ２）｝ Ｃｒ３＝Ｃｒ１・｛１−Ｃ１／（Ｃ１＋Ｃ２）｝・ｅｘ
ｐ（−Ｅｘ） ρｔ＝（ｑｐｍ＋ｑｒ）・ｍ／ｄｔ Ｖｃｏ＝−ｑｐｍ・ｍ／Ｃｒ１ Ｖｐｒ＝−ｑｒ・ｍ・ｋ／Ｃｐ Ｖｔ＝ρｔ・ｄｔ／Ｃｔ の関係を有することを特徴とする。
及び誘電体層を形成した現像ローラが導電性基体の表面
に感光層を形成した感光体に所定のニップ幅で当接する
現像部で、現像ローラの周面に層状に担持されたトナー
により感光層に形成された静電潜像をトナー像に顕像化
する現像装置において、感光体の感光層について厚さを
ｄｐ（ｍ）、誘電率をεｐ（Ｆ／ｍ）とし、現像ローラ
の表面に形成した現像前のトナー層について厚さをｄｔ
（ｍ）、誘電率をεｔ（Ｆ／ｍ）、単位面積当たりの付
着量をｍ（ｋｇ／ｍ2 ）とし、現像ローラの誘電体層に
ついて厚さをｄ１（ｍ）、誘電率をε１（Ｆ／ｍ）と
し、現像ローラの抵抗体層について厚さをｄ２（ｍ）、
誘電率をε２（Ｆ／ｍ）、固有抵抗をρｒ（Ω・ｍ）と
し、現像部に進入する前の感光体における飽和画像濃度
領域の感光体表面電位Ｖｓ（Ｖ）と現像バイアスＶｂ
（Ｖ）との電位差をＶｂｐ＝Ｖｓ−Ｖｂ（Ｖ）とし、現
像部に進入する前のトナーの比電荷をｑｐｍ（Ｃ／ｋ
ｇ）とし、現像部に進入する前の現像ローラの誘電体層
の電圧をＶｃｏ（Ｖ）とし、現像部を通過することによ
るトナー比電荷の変化量をｑｒ（Ｃ／ｋｇ）とし、現像
部のニップ幅をＷ（ｍ）とし、感光体の周速をｖｐ（ｍ
／ｓ）とし、現像ローラの周速をｖｒ（ｍ／ｓ）とし
て、 Ｃｃ≧ρｔ・ｄｔ・ｋ／Ｖｖ ・・・式１ 但し、Ｖｖ＝−（Ｖｂｐ＋Ｖｐｒ）−Ｖｃｏ＋Ｖｔ・ｋ Ｃｃ＝１／｛１／Ｃｐ＋２／Ｃｔ＋ｒｒ／ｋ＋１／（Ｃ
ｒ３・ｋ）｝ ｋ＝ｖｒ／ｖｐ ｒｒ＝ρｒ・ｄ２ Ｃｐ＝εｐ／ｄｐ Ｃｔ＝２・εｔ／ｄｔ Ｃｒ１＝ε１／ｄ１ Ｃｒ２＝ε２／ｄ２ Ｃ１＝１／｛１／Ｃｐ＋２／Ｃｔ＋１／（Ｃｒ１・
ｋ）｝ Ｃ２＝ｋ・Ｃｒ２ Ｅｘ＝（Ｗ／Ｖｐ）／｛ｒｒ・（Ｃ１＋Ｃ２）｝ Ｃｒ３＝Ｃｒ１・｛１−Ｃ１／（Ｃ１＋Ｃ２）｝・ｅｘ
ｐ（−Ｅｘ） ρｔ＝（ｑｐｍ＋ｑｒ）・ｍ／ｄｔ Ｖｃｏ＝−ｑｐｍ・ｍ／Ｃｒ１ Ｖｐｒ＝−ｑｒ・ｍ・ｋ／Ｃｐ Ｖｔ＝ρｔ・ｄｔ／Ｃｔ の関係を有することを特徴とする。
【０００８】この構成においては、現像工程における現
像状態に影響を与える感光体の感光層の厚さ及び誘電
率、感光体に形成されるトナー層の厚さ、誘電率及び単
位面積当たりの付着量、現像ローラの誘電体層の厚さ及
び誘電率、現像ローラの抵抗体層の厚さ、誘電率及び固
有抵抗、現像部に進入する前の感光体における未露光領
域の電位及び露光飽和電位、現像部に進入する前のトナ
ーの比電荷、転写部のニップ幅、感光体と現像ローラと
の周速比等の現像条件が式１を満足するように設定され
る。上記式１は、現像ローラの周面に層状に担持された
トナーの全てが感光体に移動する１００％の現像効率を
実現するための条件式である。したがって、各現像条件
が上記式１を満足することにより、現像ローラから感光
体ドラムに対して確実にトナーが移動し、現像効率が向
上する。
像状態に影響を与える感光体の感光層の厚さ及び誘電
率、感光体に形成されるトナー層の厚さ、誘電率及び単
位面積当たりの付着量、現像ローラの誘電体層の厚さ及
び誘電率、現像ローラの抵抗体層の厚さ、誘電率及び固
有抵抗、現像部に進入する前の感光体における未露光領
域の電位及び露光飽和電位、現像部に進入する前のトナ
ーの比電荷、転写部のニップ幅、感光体と現像ローラと
の周速比等の現像条件が式１を満足するように設定され
る。上記式１は、現像ローラの周面に層状に担持された
トナーの全てが感光体に移動する１００％の現像効率を
実現するための条件式である。したがって、各現像条件
が上記式１を満足することにより、現像ローラから感光
体ドラムに対して確実にトナーが移動し、現像効率が向
上する。
【０００９】(2) 前記現像部に進入する前の感光体にお
ける露光飽和電位をＶ１（Ｖ）として、前記式１を、 Ｃｃ≧ρｔ・ｄｔ・ｋ／（Ｖｏ−Ｖ１） としたことを特徴とする。
ける露光飽和電位をＶ１（Ｖ）として、前記式１を、 Ｃｃ≧ρｔ・ｄｔ・ｋ／（Ｖｏ−Ｖ１） としたことを特徴とする。
【００１０】この構成においては、現像部に進入する前
の感光体における未露光領域の電位と露光領域における
露光飽和電位との電位差を考慮した条件式に基づいて現
像条件が設定される。したがって、感光体における未露
光領域と露光領域との電位差である有効現像電位幅にお
いて十分な現像効率が確保され、画像濃度を高くしても
画像のカブリを生じることがない。
の感光体における未露光領域の電位と露光領域における
露光飽和電位との電位差を考慮した条件式に基づいて現
像条件が設定される。したがって、感光体における未露
光領域と露光領域との電位差である有効現像電位幅にお
いて十分な現像効率が確保され、画像濃度を高くしても
画像のカブリを生じることがない。
【００１１】(3) 動作マージンをＶｍ（Ｖ）として、前
記式１を、 Ｃｃ≧ρｔ・ｄｔ・ｋ／｛Ｖｏ−Ｖ１−Ｖｍ・Ｓｉｇｎ
（Ｖｏ）｝ 但し、ｎ＞０のとき、Ｓｉｇｎ（ｎ）＝１，Ｓｉｇｎ
（−ｎ）＝−１としたことを特徴とする。
記式１を、 Ｃｃ≧ρｔ・ｄｔ・ｋ／｛Ｖｏ−Ｖ１−Ｖｍ・Ｓｉｇｎ
（Ｖｏ）｝ 但し、ｎ＞０のとき、Ｓｉｇｎ（ｎ）＝１，Ｓｉｇｎ
（−ｎ）＝−１としたことを特徴とする。
【００１２】この構成においては、有効現像電位幅に対
する動作マージンを考慮した条件式に基づいて現像条件
が設定される。したがって、装置の固体差や環境変化等
によって現像電位が変動した場合であっても、有効現像
電位幅において十分な現像効率が確保される。
する動作マージンを考慮した条件式に基づいて現像条件
が設定される。したがって、装置の固体差や環境変化等
によって現像電位が変動した場合であっても、有効現像
電位幅において十分な現像効率が確保される。
【００１３】(4)(3)の構成において、好ましくはＶｍ＝
１００（Ｖ）とすべきである。
１００（Ｖ）とすべきである。
【００１４】この構成により、所定の有効現像電位幅に
おいて十分な現像効率を確保することができ、画像の階
調性を損なうことなく画像のカブリを防止することがで
きる。
おいて十分な現像効率を確保することができ、画像の階
調性を損なうことなく画像のカブリを防止することがで
きる。
【００１５】(5) 前記式１を、 Ｃｃ≦ρｔ・ｄｔ・ｋ／（Ｖｏ／３） としたことを特徴とする。
【００１６】この構成においては、現像部に進入する前
の感光体における未露光領域の電位の１／３の範囲にお
いて十分な現像効率を確保することができる現像条件が
設定される。したがって、感光体電位の１／３以上の範
囲で現像効率が調整され、画像に十分な階調性が与えら
れる。
の感光体における未露光領域の電位の１／３の範囲にお
いて十分な現像効率を確保することができる現像条件が
設定される。したがって、感光体電位の１／３以上の範
囲で現像効率が調整され、画像に十分な階調性が与えら
れる。
【００１７】(6) 前記式１の計算に際して、 （Ｗ／Ｖｐ）＞｛ｒｒ・（Ｃ１＋Ｃ２）｝ としたことを特徴とする。
【００１８】この構成においては、現像部に形成される
電気回路の時定数による応答性の低下が防止される。し
たがって、応答性の低下によって画像が形成されなくな
ることを防止できる。
電気回路の時定数による応答性の低下が防止される。し
たがって、応答性の低下によって画像が形成されなくな
ることを防止できる。
【００１９】(7) 前記式１の計算に際して、 １／Ｃｐ＋２／Ｃｔ＋ｒｒ／ｋ≧４／（Ｃｒ３・ｋ） としたことを特徴とする。
【００２０】この構成においては、現像部に形成される
電気回路の時定数による応答性の低下が２０％以下に抑
制される。したがって、応答性の低下によっても現像効
率が８０％以下に低下することがなく、画像形成状態が
良好に維持される。
電気回路の時定数による応答性の低下が２０％以下に抑
制される。したがって、応答性の低下によっても現像効
率が８０％以下に低下することがなく、画像形成状態が
良好に維持される。
【００２１】
【発明の実施の形態】図１は、この発明の実施形態に係
る現像装置を適用した画像形成装置におけるプロセス部
の構成を示す図である。電子写真方式の画像形成処理を
行う画像形成装置のプロセス部１０は、感光体ドラム１
を矢印Ａ方向に回転自在に支持し、感光体ドラム１の周
囲に帯電器２、露光ユニット３、現像ユニット４、転写
器５及びクリーナ６をこの順に配置するとともに、この
発明の記録媒体である用紙Ｐの搬送方向における感光体
ドラム１と転写器５との対向位置の下流側に定着ローラ
７を配置して構成されている。
る現像装置を適用した画像形成装置におけるプロセス部
の構成を示す図である。電子写真方式の画像形成処理を
行う画像形成装置のプロセス部１０は、感光体ドラム１
を矢印Ａ方向に回転自在に支持し、感光体ドラム１の周
囲に帯電器２、露光ユニット３、現像ユニット４、転写
器５及びクリーナ６をこの順に配置するとともに、この
発明の記録媒体である用紙Ｐの搬送方向における感光体
ドラム１と転写器５との対向位置の下流側に定着ローラ
７を配置して構成されている。
【００２２】感光体ドラム１は、この発明の像担持体で
あり、アルミニウム等を素材とする円筒形の導電性基体
の表面に光導電作用を生じる感光層が構成されている。
帯電器２は、ブラシ又はローラによって構成されてお
り、周面を感光体ドラム１の表面に単一極性の電荷を均
一に付与する。露光ユニット３は、画像データに基づく
画像光を帯電器２に対向した後の感光体ドラム１の表面
に照射する。感光体ドラム１の表面の感光層は画像光の
照射を受けた部分において光導電作用を生じ、感光体ド
ラム１の表面に静電潜像が形成される。現像ユニット４
は、所定の極性に帯電したトナーを内部に収納してお
り、このトナーを現像ローラ８を介して感光体ドラム１
の表面に供給して静電潜像をトナー像に顕像化する。
あり、アルミニウム等を素材とする円筒形の導電性基体
の表面に光導電作用を生じる感光層が構成されている。
帯電器２は、ブラシ又はローラによって構成されてお
り、周面を感光体ドラム１の表面に単一極性の電荷を均
一に付与する。露光ユニット３は、画像データに基づく
画像光を帯電器２に対向した後の感光体ドラム１の表面
に照射する。感光体ドラム１の表面の感光層は画像光の
照射を受けた部分において光導電作用を生じ、感光体ド
ラム１の表面に静電潜像が形成される。現像ユニット４
は、所定の極性に帯電したトナーを内部に収納してお
り、このトナーを現像ローラ８を介して感光体ドラム１
の表面に供給して静電潜像をトナー像に顕像化する。
【００２３】転写器５は、後述する電源回路から所定の
転写電圧が印加される。ローラ、ブラシ又はフィルム等
によって構成された転写器５は、感光体ドラム１の矢印
Ａ方向の回転に同期して矢印Ｘ方向に搬送された用紙Ｐ
を挟んで所定の当接力で感光体ドラム１の表面に当接す
る接触転写方式の転写手段である。クリーナ６は、転写
工程を終了した感光体ドラム１の表面に残留しているト
ナー等を除去する。定着ローラ７は、転写工程を終了し
た用紙Ｐを加熱及び加圧し、用紙Ｐに転写したトナー像
を溶融して用紙Ｐの表面に堅牢に定着させる。
転写電圧が印加される。ローラ、ブラシ又はフィルム等
によって構成された転写器５は、感光体ドラム１の矢印
Ａ方向の回転に同期して矢印Ｘ方向に搬送された用紙Ｐ
を挟んで所定の当接力で感光体ドラム１の表面に当接す
る接触転写方式の転写手段である。クリーナ６は、転写
工程を終了した感光体ドラム１の表面に残留しているト
ナー等を除去する。定着ローラ７は、転写工程を終了し
た用紙Ｐを加熱及び加圧し、用紙Ｐに転写したトナー像
を溶融して用紙Ｐの表面に堅牢に定着させる。
【００２４】現像ユニット４は、所定幅の接触部（以
下、ニップ部という。）において感光体ドラム１の表面
に圧接する現像ローラ８を備えている。このニップ部に
おいて現像ローラ８の表面に層状に担持されたトナーが
感光体ドラム１の表面に形成された静電潜像に静電吸着
し、トナー像が形成される。即ち、ニップ部が現像部で
あり、この部分に現像ローラ８に印加された現像バイア
ス電圧による現像電界が形成される。現像ローラ８は、
円筒形の導電性基体の表面に抵抗体層及び誘電体層をこ
の順に形成したものである。
下、ニップ部という。）において感光体ドラム１の表面
に圧接する現像ローラ８を備えている。このニップ部に
おいて現像ローラ８の表面に層状に担持されたトナーが
感光体ドラム１の表面に形成された静電潜像に静電吸着
し、トナー像が形成される。即ち、ニップ部が現像部で
あり、この部分に現像ローラ８に印加された現像バイア
ス電圧による現像電界が形成される。現像ローラ８は、
円筒形の導電性基体の表面に抵抗体層及び誘電体層をこ
の順に形成したものである。
【００２５】上記のように構成されたプロセス部１０に
おいて、感光体ドラム１の表面に担持されたトナー像を
構成するトナーＴ（ここでは＋極性に帯電しているもの
とする。）が感光体ドラム１の矢印Ａ方向の回転によっ
て用紙Ｐに対向すると、転写ローラ５に印加された−極
性の転写電圧により、感光体ドラム１の表面からトナー
が用紙Ｐの表面に移動し、用紙Ｐの表面に未定着のトナ
ー像を形成する。
おいて、感光体ドラム１の表面に担持されたトナー像を
構成するトナーＴ（ここでは＋極性に帯電しているもの
とする。）が感光体ドラム１の矢印Ａ方向の回転によっ
て用紙Ｐに対向すると、転写ローラ５に印加された−極
性の転写電圧により、感光体ドラム１の表面からトナー
が用紙Ｐの表面に移動し、用紙Ｐの表面に未定着のトナ
ー像を形成する。
【００２６】図２は、上記プロセス部における現像部の
状態を模式的に示す図である。上述したようにプロセス
部１０の現像部では、表面にトナー層Ｔを形成した現像
ローラ８が静電潜像を形成した感光体ドラム１の表面に
当接する。表面に感光層１ｂが形成された感光体ドラム
１の導電性基体１ａは接地されており、表面に抵抗体層
８ｂ及び誘電体層８ｃが形成された現像ローラ８の導電
性基体８ａには電源回路９から現像バイアス電圧が印加
される。感光体ドラム１の感光層１ｂ、トナー層Ｔ、及
び現像ローラ８の誘電体層８ｃは、それぞれ固有の静電
容量Ｃｐ、Ｃｔ、及びＣｒ１を有する。また、現像ロー
ラ８の抵抗体層８ｂは、固有の静電容量Ｃｒ２及び抵抗
値ｒｒを有する。さらに、感光体ドラム１の感光層１ｂ
は帯電器２から電位Ｖｏが与えられており、トナー層Ｔ
を構成するトナーは現像ユニット４内において比電荷ｑ
ｐｍが与えられており、現像ローラ８の誘電体層８ｃは
現像槽内におけるトナーとの摩擦帯電及び電源回路９か
ら印加される現像バイアス電圧Ｖｂ等によって電位Ｖｃ
ｏを有する。したがって、現像ローラ８の表面に担持さ
れたトナー層Ｔを構成するトナーの半分が感光体ドラム
１の表面に静電吸着したとすると、転写部の電気的な構
成は図３の回路図に示す状態になる。
状態を模式的に示す図である。上述したようにプロセス
部１０の現像部では、表面にトナー層Ｔを形成した現像
ローラ８が静電潜像を形成した感光体ドラム１の表面に
当接する。表面に感光層１ｂが形成された感光体ドラム
１の導電性基体１ａは接地されており、表面に抵抗体層
８ｂ及び誘電体層８ｃが形成された現像ローラ８の導電
性基体８ａには電源回路９から現像バイアス電圧が印加
される。感光体ドラム１の感光層１ｂ、トナー層Ｔ、及
び現像ローラ８の誘電体層８ｃは、それぞれ固有の静電
容量Ｃｐ、Ｃｔ、及びＣｒ１を有する。また、現像ロー
ラ８の抵抗体層８ｂは、固有の静電容量Ｃｒ２及び抵抗
値ｒｒを有する。さらに、感光体ドラム１の感光層１ｂ
は帯電器２から電位Ｖｏが与えられており、トナー層Ｔ
を構成するトナーは現像ユニット４内において比電荷ｑ
ｐｍが与えられており、現像ローラ８の誘電体層８ｃは
現像槽内におけるトナーとの摩擦帯電及び電源回路９か
ら印加される現像バイアス電圧Ｖｂ等によって電位Ｖｃ
ｏを有する。したがって、現像ローラ８の表面に担持さ
れたトナー層Ｔを構成するトナーの半分が感光体ドラム
１の表面に静電吸着したとすると、転写部の電気的な構
成は図３の回路図に示す状態になる。
【００２７】この発明では、感光体ドラム１の感光層１
ｂについて厚さをｄｐ（ｍ）、誘電率をεｐ（Ｆ／ｍ）
とし、現像ローラ８の表面に形成した現像前のトナー層
Ｔについて厚さをｄｔ（ｍ）、誘電率をεｔ（Ｆ／
ｍ）、単位面積当たりの付着量をｍ（ｋｇ／ｍ2 ）と
し、現像ローラ８の誘電体層８ｃについて厚さをｄ１
（ｍ）、誘電率をε１（Ｆ／ｍ）とし、現像ローラ８の
抵抗体層８ｂについて厚さをｄ２（ｍ）、誘電率をε２
（Ｆ／ｍ）、固有抵抗をρｒ（Ω・ｍ）とし、現像部に
進入する前の感光体ドラム１における飽和画像濃度領域
の感光体表面電位Ｖｓ（Ｖ）と現像バイアスＶｂ（Ｖ）
との電位差をＶｂｄ＝Ｖｓ−Ｖｂ（Ｖ）とし、現像部に
進入する前のトナーの比電荷をｑｐｍ（Ｃ／ｋｇ）と
し、現像部に進入する前の現像ローラ８の誘電体層８ｃ
の電圧をＶｃｏ（Ｖ）とし、現像部を通過することによ
るトナー比電荷の変化量をｑｒ（Ｃ／ｋｇ）とし、現像
部のニップ幅をＷ（ｍ）とし、感光体ドラム１の周速を
ｖｐ（ｍ／ｓ）とし、現像ローラ８の周速をｖｒ（ｍ／
ｓ）として、 Ｃｃ≧ρｔ・ｄｔ・ｋ／Ｖｖ ・・・式１ 但し、Ｖｖ＝−（Ｖｂｐ＋Ｖｐｒ）−Ｖｃｏ＋Ｖｔ・ｋ Ｃｃ＝１／｛１／Ｃｐ＋２／Ｃｔ＋ｒｒ／ｋ＋１／（Ｃ
ｒ３・ｋ）｝ ｋ＝ｖｒ／ｖｐ ｒｒ＝ρｒ・ｄ２ Ｃｐ＝εｐ／ｄｐ Ｃｔ＝２・εｔ／ｄｔ Ｃｒ１＝ε１／ｄ１ Ｃｒ２＝ε２／ｄ２ Ｃ１＝１／｛１／Ｃｐ＋２／Ｃｔ＋１／（Ｃｒ１・
ｋ）｝ Ｃ２＝ｋ・Ｃｒ２ Ｅｘ＝（Ｗ／Ｖｐ）／｛ｒｒ・（Ｃ１＋Ｃ２）｝ Ｃｒ３＝Ｃｒ１・｛１−Ｃ１／（Ｃ１＋Ｃ２）｝・ｅｘ
ｐ（−Ｅｘ） ρｔ＝（ｑｐｍ＋ｑｒ）・ｍ／ｄｔ Ｖｃｏ＝−ｑｐｍ・ｍ／Ｃｒ１ Ｖｐｒ＝−ｑｒ・ｍ・ｋ／Ｃｐ Ｖｔ＝ρｔ・ｄｔ／Ｃｔ を満足するように、各転写条件が設定される。
ｂについて厚さをｄｐ（ｍ）、誘電率をεｐ（Ｆ／ｍ）
とし、現像ローラ８の表面に形成した現像前のトナー層
Ｔについて厚さをｄｔ（ｍ）、誘電率をεｔ（Ｆ／
ｍ）、単位面積当たりの付着量をｍ（ｋｇ／ｍ2 ）と
し、現像ローラ８の誘電体層８ｃについて厚さをｄ１
（ｍ）、誘電率をε１（Ｆ／ｍ）とし、現像ローラ８の
抵抗体層８ｂについて厚さをｄ２（ｍ）、誘電率をε２
（Ｆ／ｍ）、固有抵抗をρｒ（Ω・ｍ）とし、現像部に
進入する前の感光体ドラム１における飽和画像濃度領域
の感光体表面電位Ｖｓ（Ｖ）と現像バイアスＶｂ（Ｖ）
との電位差をＶｂｄ＝Ｖｓ−Ｖｂ（Ｖ）とし、現像部に
進入する前のトナーの比電荷をｑｐｍ（Ｃ／ｋｇ）と
し、現像部に進入する前の現像ローラ８の誘電体層８ｃ
の電圧をＶｃｏ（Ｖ）とし、現像部を通過することによ
るトナー比電荷の変化量をｑｒ（Ｃ／ｋｇ）とし、現像
部のニップ幅をＷ（ｍ）とし、感光体ドラム１の周速を
ｖｐ（ｍ／ｓ）とし、現像ローラ８の周速をｖｒ（ｍ／
ｓ）として、 Ｃｃ≧ρｔ・ｄｔ・ｋ／Ｖｖ ・・・式１ 但し、Ｖｖ＝−（Ｖｂｐ＋Ｖｐｒ）−Ｖｃｏ＋Ｖｔ・ｋ Ｃｃ＝１／｛１／Ｃｐ＋２／Ｃｔ＋ｒｒ／ｋ＋１／（Ｃ
ｒ３・ｋ）｝ ｋ＝ｖｒ／ｖｐ ｒｒ＝ρｒ・ｄ２ Ｃｐ＝εｐ／ｄｐ Ｃｔ＝２・εｔ／ｄｔ Ｃｒ１＝ε１／ｄ１ Ｃｒ２＝ε２／ｄ２ Ｃ１＝１／｛１／Ｃｐ＋２／Ｃｔ＋１／（Ｃｒ１・
ｋ）｝ Ｃ２＝ｋ・Ｃｒ２ Ｅｘ＝（Ｗ／Ｖｐ）／｛ｒｒ・（Ｃ１＋Ｃ２）｝ Ｃｒ３＝Ｃｒ１・｛１−Ｃ１／（Ｃ１＋Ｃ２）｝・ｅｘ
ｐ（−Ｅｘ） ρｔ＝（ｑｐｍ＋ｑｒ）・ｍ／ｄｔ Ｖｃｏ＝−ｑｐｍ・ｍ／Ｃｒ１ Ｖｐｒ＝−ｑｒ・ｍ・ｋ／Ｃｐ Ｖｔ＝ρｔ・ｄｔ／Ｃｔ を満足するように、各転写条件が設定される。
【００２８】上記式１の関係を満たすことにより、現像
ローラ８の表面に層状に担持されたトナーの全てが感光
体ドラム１に移動する。即ち、上記式１は、１００％の
現像効率を得るための条件式である。したがって、上記
式１の関係を満足するように、感光体ドラム１の感光層
１ｂの厚さ及び誘電率、現像ローラ８に形成されるトナ
ー層Ｔの厚さ、誘電率及び単位面積当たりの付着量、現
像ローラ８の誘電体層８ｃの厚さ及び誘電率、現像ロー
ラ８の抵抗体層８ｂの厚さ、誘電率及び固有抵抗、現像
部に進入する前の感光体ドラム１における未露光領域の
電位及び露光飽和電位、現像部に進入する前のトナーの
比電荷、現像部のニップ幅、感光体ドラム１と現像ロー
ラ８との周速比等の現像条件を設定することにより、感
光体ドラム１に形成された静電潜像に十分な量のトナー
が静電吸着し、画像濃度の低下を防止して、画質の向上
を図ることができる。
ローラ８の表面に層状に担持されたトナーの全てが感光
体ドラム１に移動する。即ち、上記式１は、１００％の
現像効率を得るための条件式である。したがって、上記
式１の関係を満足するように、感光体ドラム１の感光層
１ｂの厚さ及び誘電率、現像ローラ８に形成されるトナ
ー層Ｔの厚さ、誘電率及び単位面積当たりの付着量、現
像ローラ８の誘電体層８ｃの厚さ及び誘電率、現像ロー
ラ８の抵抗体層８ｂの厚さ、誘電率及び固有抵抗、現像
部に進入する前の感光体ドラム１における未露光領域の
電位及び露光飽和電位、現像部に進入する前のトナーの
比電荷、現像部のニップ幅、感光体ドラム１と現像ロー
ラ８との周速比等の現像条件を設定することにより、感
光体ドラム１に形成された静電潜像に十分な量のトナー
が静電吸着し、画像濃度の低下を防止して、画質の向上
を図ることができる。
【００２９】以下に、上記式１の関係を満足するように
転写条件を設定することにより、現像効率が向上するこ
とについて検証する。
転写条件を設定することにより、現像効率が向上するこ
とについて検証する。
【００３０】上記式１を満足するように設定された現像
条件を用いた感光体ドラム１と現像バイアス電圧との電
位差Ｖｐｂ（Ｖ）（Ｖｐｂ＝Ｖｓ−Ｖｂ）、及び、現像
ローラ８におけるトナー層の厚さの関係についての計算
値を実験値と比較した結果を図４及び図５に示す。図４
は図中線図で表した上記計算値を特開平１−２３００７
９号公報に開示されている実験値と比較した結果を示し
ており、図５は図中線図で表した上記計算値を特開平３
−８７７５９号公報に開示されている実験値と比較した
結果を示している。
条件を用いた感光体ドラム１と現像バイアス電圧との電
位差Ｖｐｂ（Ｖ）（Ｖｐｂ＝Ｖｓ−Ｖｂ）、及び、現像
ローラ８におけるトナー層の厚さの関係についての計算
値を実験値と比較した結果を図４及び図５に示す。図４
は図中線図で表した上記計算値を特開平１−２３００７
９号公報に開示されている実験値と比較した結果を示し
ており、図５は図中線図で表した上記計算値を特開平３
−８７７５９号公報に開示されている実験値と比較した
結果を示している。
【００３１】なお、特開平１−２３００７９号公報に開
示されている実験値は表面に誘電体層が形成された現像
ローラを用いた現像部に関するものであり、特開平３−
８７７５９号公報に開示されている実験値は表面に誘電
体層が形成されていない現像ローラを用いた現像部に関
するものである。
示されている実験値は表面に誘電体層が形成された現像
ローラを用いた現像部に関するものであり、特開平３−
８７７５９号公報に開示されている実験値は表面に誘電
体層が形成されていない現像ローラを用いた現像部に関
するものである。
【００３２】また、図４において、ｅｘｐＡ〜ｅｘｐＣ
は、特開平１−２３００７９号公報に実験値が開示され
ているトナーＡ〜Ｃのそれぞれに特性を一致させて算出
した線図である。さらに、図５において、ｆ４−１〜ｆ
４−３は感光体ドラムと現像ローラとの周速比が１．３
０，２．３６，３．３２のそれぞれとしたものであり、
ｆ５−１及びｆ５−２は感光体ドラムの感光層の抵抗値
が１．１×１０5 Ωｍ 2 及び１．３×１０5 Ωｍ2 のそ
れぞれとしたものである。
は、特開平１−２３００７９号公報に実験値が開示され
ているトナーＡ〜Ｃのそれぞれに特性を一致させて算出
した線図である。さらに、図５において、ｆ４−１〜ｆ
４−３は感光体ドラムと現像ローラとの周速比が１．３
０，２．３６，３．３２のそれぞれとしたものであり、
ｆ５−１及びｆ５−２は感光体ドラムの感光層の抵抗値
が１．１×１０5 Ωｍ 2 及び１．３×１０5 Ωｍ2 のそ
れぞれとしたものである。
【００３３】図４及び図５に示すように、上記式１の関
係を満たすように現像条件を設定することによってトナ
ーの付着量と感光体ドラム１の電位差との関係の計算値
が実験値に略一致する。したがって、上記式１の関係を
充たすように転写部における転写条件を設定することに
よって実験値に一致する計算値を得ることができると考
えられ、上記式１によって現像効率を概ね１００％とす
る現像条件を設定することができることになる。
係を満たすように現像条件を設定することによってトナ
ーの付着量と感光体ドラム１の電位差との関係の計算値
が実験値に略一致する。したがって、上記式１の関係を
充たすように転写部における転写条件を設定することに
よって実験値に一致する計算値を得ることができると考
えられ、上記式１によって現像効率を概ね１００％とす
る現像条件を設定することができることになる。
【００３４】上記式１では、感光体ドラム１の感光層１
ｂにおいて、露光領域の電位（露光飽和電位）Ｖ１及び
未露光領域の電位Ｖｏが直接表記されない条件式であ
る。現実には、帯電器２によって電荷を付与された後
に、露光ユニット３からの画像光の照射を受けた感光体
ドラム１の感光層１における露光領域の電位は、必ずし
も“０”となるとは限らない。そこで、現像部に進入す
る前の感光体ドラム１の感光層１ｂにおける露光領域の
電位Ｖ１（Ｖ）、未露光領域の電位Ｖｏ（Ｖ）を考慮す
る場合には、前記式１を簡略化し、 Ｃｃ≧ρｔ・ｄｔ・ｋ／（Ｖｏ−Ｖ１） ・・・式２ とし、式２の関係を満足するように現像条件を設定すべ
きである。
ｂにおいて、露光領域の電位（露光飽和電位）Ｖ１及び
未露光領域の電位Ｖｏが直接表記されない条件式であ
る。現実には、帯電器２によって電荷を付与された後
に、露光ユニット３からの画像光の照射を受けた感光体
ドラム１の感光層１における露光領域の電位は、必ずし
も“０”となるとは限らない。そこで、現像部に進入す
る前の感光体ドラム１の感光層１ｂにおける露光領域の
電位Ｖ１（Ｖ）、未露光領域の電位Ｖｏ（Ｖ）を考慮す
る場合には、前記式１を簡略化し、 Ｃｃ≧ρｔ・ｄｔ・ｋ／（Ｖｏ−Ｖ１） ・・・式２ とし、式２の関係を満足するように現像条件を設定すべ
きである。
【００３５】これによって、現像部に進入する前の感光
体ドラム１の感光層１ｂにおける未露光領域と露光領域
との電位差である有効現像電位幅を考慮して現像条件を
設定することができ、感光層１ｂにおける未露光領域と
露光領域との電位差である有効現像電位幅において十分
な現像効率が確保され、画像濃度を高くしても画像のカ
ブリを生じることがない。
体ドラム１の感光層１ｂにおける未露光領域と露光領域
との電位差である有効現像電位幅を考慮して現像条件を
設定することができ、感光層１ｂにおける未露光領域と
露光領域との電位差である有効現像電位幅において十分
な現像効率が確保され、画像濃度を高くしても画像のカ
ブリを生じることがない。
【００３６】また、現像ユニット４の動作マージンをＶ
ｍとして、前記式１を、 Ｃｃ≧ρｔ・ｄｔ・ｋ／｛Ｖｏ−Ｖ１−Ｖｍ・Ｓｉｇｎ（Ｖｏ）｝・・・式３ 但し、ｎ＞０のとき、Ｓｉｇｎ（ｎ）＝１，Ｓｉｇｎ
（−ｎ）＝−１とし、有効現像電位幅に対する現像ユニ
ット４の動作マージンを考慮した条件式に基づいて現像
条件を設定することもできる。これによって、装置の固
体差や環境変化等によって現像電位が変動した場合であ
っても、有効現像電位幅内において十分な現像効率を確
保することができる。
ｍとして、前記式１を、 Ｃｃ≧ρｔ・ｄｔ・ｋ／｛Ｖｏ−Ｖ１−Ｖｍ・Ｓｉｇｎ（Ｖｏ）｝・・・式３ 但し、ｎ＞０のとき、Ｓｉｇｎ（ｎ）＝１，Ｓｉｇｎ
（−ｎ）＝−１とし、有効現像電位幅に対する現像ユニ
ット４の動作マージンを考慮した条件式に基づいて現像
条件を設定することもできる。これによって、装置の固
体差や環境変化等によって現像電位が変動した場合であ
っても、有効現像電位幅内において十分な現像効率を確
保することができる。
【００３７】この場合に、現像ユニット４の動作マージ
ンＶｍとしては、１００（Ｖ）程度が適当である。装置
の固体差や環境変化等による現像電位の変動幅が１００
（Ｖ）程度であるとともに、有効現像電位幅から１００
（Ｖ）程度狭くした範囲において十分に画像の階調性を
再現することができるからである。
ンＶｍとしては、１００（Ｖ）程度が適当である。装置
の固体差や環境変化等による現像電位の変動幅が１００
（Ｖ）程度であるとともに、有効現像電位幅から１００
（Ｖ）程度狭くした範囲において十分に画像の階調性を
再現することができるからである。
【００３８】さらに、前記式１を、 Ｃｃ≦ρｔ・ｄｔ・ｋ／（Ｖｏ／３） ・・・式４ とし、現像部に進入する前の感光層１ｂにおける未露光
領域の電位の１／３の範囲において十分な現像効率を確
保することができる現像条件を設定するようにしてもよ
い。これによって、感光体電位の１／３以上の範囲で現
像効率を調整することができ、画像に十分な階調性を与
えることができる。
領域の電位の１／３の範囲において十分な現像効率を確
保することができる現像条件を設定するようにしてもよ
い。これによって、感光体電位の１／３以上の範囲で現
像効率を調整することができ、画像に十分な階調性を与
えることができる。
【００３９】加えて、前記式１の計算に際して、 （Ｗ／Ｖｐ）＞｛ｒｒ・（Ｃ１＋Ｃ２）｝ とすることもできる。これによって、現像部に形成され
る電気回路の時定数による応答性の低下を防止できる。
したがって、応答性の低下によって画像が形成されなく
なることがない。
る電気回路の時定数による応答性の低下を防止できる。
したがって、応答性の低下によって画像が形成されなく
なることがない。
【００４０】また、前記式１の計算に際して、 １／Ｃｐ＋２／Ｃｔ＋ｒｒ／ｋ≧４／（Ｃｒ３・ｋ） とすることもできる。これによって、現像部に形成され
る電気回路の時定数による応答性の低下を２０％以下に
抑制することができ、応答性の低下によっても現像効率
が８０％以下に低下することがなく、画像形成状態を良
好に維持することができる。
る電気回路の時定数による応答性の低下を２０％以下に
抑制することができ、応答性の低下によっても現像効率
が８０％以下に低下することがなく、画像形成状態を良
好に維持することができる。
【００４１】
【発明の効果】この発明によれば、以下の効果を奏する
ことができる。
ことができる。
【００４２】(1) 現像工程における現像状態に影響を与
える感光体の感光層の厚さ及び誘電率、感光体に形成さ
れるトナー層の厚さ、誘電率及び単位面積当たりの付着
量、現像ローラの誘電体層の厚さ及び誘電率、現像ロー
ラの抵抗体層の厚さ、誘電率及び固有抵抗、現像部に進
入する前の感光体における未露光領域の電位及び露光飽
和電位、現像部に進入する前のトナーの比電荷、転写部
のニップ幅、感光体と現像ローラとの周速比等の現像条
件をＣｃ≧ρｔ・ｄｔ・ｋ／Ｖｖの関係を満足するよう
に設定することにより、現像ローラから感光体ドラムに
対して確実にトナーを移動させることができ、現像効率
を向上して十分な画像濃度を得ることができる。
える感光体の感光層の厚さ及び誘電率、感光体に形成さ
れるトナー層の厚さ、誘電率及び単位面積当たりの付着
量、現像ローラの誘電体層の厚さ及び誘電率、現像ロー
ラの抵抗体層の厚さ、誘電率及び固有抵抗、現像部に進
入する前の感光体における未露光領域の電位及び露光飽
和電位、現像部に進入する前のトナーの比電荷、転写部
のニップ幅、感光体と現像ローラとの周速比等の現像条
件をＣｃ≧ρｔ・ｄｔ・ｋ／Ｖｖの関係を満足するよう
に設定することにより、現像ローラから感光体ドラムに
対して確実にトナーを移動させることができ、現像効率
を向上して十分な画像濃度を得ることができる。
【００４３】(2) 現像部に進入する前の感光体における
未露光領域の電位と露光領域における露光飽和電位との
電位差を考慮した条件式に基づいて現像条件を設定する
ことにより、感光体における未露光領域と露光領域との
電位差である有効現像電位幅において十分な現像効率を
確保することができ、画像のカブリを発生することなく
画像濃度を十分に高くすることができる。
未露光領域の電位と露光領域における露光飽和電位との
電位差を考慮した条件式に基づいて現像条件を設定する
ことにより、感光体における未露光領域と露光領域との
電位差である有効現像電位幅において十分な現像効率を
確保することができ、画像のカブリを発生することなく
画像濃度を十分に高くすることができる。
【００４４】(3) 有効現像電位幅に対する動作マージン
を考慮した条件式に基づいて現像条件を設定することに
より、装置の固体差や環境変化等によって現像電位が変
動した場合であっても、有効現像電位幅において十分な
現像効率を確保することができる。
を考慮した条件式に基づいて現像条件を設定することに
より、装置の固体差や環境変化等によって現像電位が変
動した場合であっても、有効現像電位幅において十分な
現像効率を確保することができる。
【００４５】(4) 現像部に進入する前の感光体における
未露光領域の電位の１／３の範囲において十分な現像効
率を確保することができる現像条件を設定することによ
り、感光体電位の１／３以上の範囲で現像効率を調整す
ることができ、画像に十分な階調性を与えることができ
る。
未露光領域の電位の１／３の範囲において十分な現像効
率を確保することができる現像条件を設定することによ
り、感光体電位の１／３以上の範囲で現像効率を調整す
ることができ、画像に十分な階調性を与えることができ
る。
【００４６】(5) 現像部に形成される電気回路の時定数
による応答性の低下を防止する現像条件を設定すること
により、応答性の低下によって画像が形成されなくなる
ことを防止できる。
による応答性の低下を防止する現像条件を設定すること
により、応答性の低下によって画像が形成されなくなる
ことを防止できる。
【００４７】(6) 現像部に形成される電気回路の時定数
による応答性の低下を２０％以下に抑制することによ
り、応答性の低下によっても現像効率が８０％以下に低
下しないようにすることができ、画像形成状態を良好に
維持できる。
による応答性の低下を２０％以下に抑制することによ
り、応答性の低下によっても現像効率が８０％以下に低
下しないようにすることができ、画像形成状態を良好に
維持できる。
【図１】この発明の実施形態に係る転写装置を適用した
画像形成装置におけるプロセス部の構成を示す図であ
る。
画像形成装置におけるプロセス部の構成を示す図であ
る。
【図２】上記プロセス部における転写部の状態を模式的
に示す図である。
に示す図である。
【図３】同転写部の回路図である。
【図４】この発明の現像装置において現像条件を設定す
るための関係式を用いて算出した現像条件を実験値と比
較して示す図である。
るための関係式を用いて算出した現像条件を実験値と比
較して示す図である。
【図５】同算出した現像条件を実験値と比較して示す図
である。
である。
１−感光体ドラム １ｂ−感光層 ４−現像ユニット ５−転写ローラ ８−現像ローラ ８ｂ−抵抗体層 ８ｃ−誘電体層 Ｔ−トナー層 Ｐ−用紙（記録媒体）
Claims (6)
- 【請求項１】円筒形の導電性基体の表面に抵抗体層及び
誘電体層を形成した現像ローラが導電性基体の表面に感
光層を形成した感光体に所定のニップ幅で当接する現像
部で、現像ローラの周面に層状に担持されたトナーによ
り感光層に形成された静電潜像をトナー像に顕像化する
現像装置において、 感光体の感光層について厚さをｄｐ（ｍ）、誘電率をε
ｐ（Ｆ／ｍ）とし、現像ローラの表面に形成した現像前
のトナー層について厚さをｄｔ（ｍ）、誘電率をεｔ
（Ｆ／ｍ）、単位面積当たりの付着量をｍ（ｋｇ／ｍ
2 ）とし、現像ローラの誘電体層について厚さをｄ１
（ｍ）、誘電率をε１（Ｆ／ｍ）とし、現像ローラの抵
抗体層について厚さをｄ２（ｍ）、誘電率をε２（Ｆ／
ｍ）、固有抵抗をρｒ（Ω・ｍ）とし、現像部に進入す
る前の感光体における飽和画像濃度領域の感光体表面電
位Ｖｓ（Ｖ）と現像バイアス（Ｖ）との電位差をＶｂｐ
＝Ｖｓ−Ｖｂ（Ｖ）とし、現像部に進入する前のトナー
の比電荷をｑｐｍ（Ｃ／ｋｇ）とし、現像部に進入する
前の現像ローラの誘電体層の電圧をＶｃｏ（Ｖ）とし、
現像部を通過することによるトナー比電荷の変化量をｑ
ｒ（Ｃ／ｋｇ）とし、現像部のニップ幅をＷ（ｍ）と
し、感光体の周速をｖｐ（ｍ／ｓ）とし、現像ローラの
周速をｖｒ（ｍ／ｓ）として、 Ｃｃ≧ρｔ・ｄｔ・ｋ／Ｖｖ ・・・式１ 但し、Ｖｖ＝−（Ｖｂｐ＋Ｖｐｒ）−Ｖｃｏ＋Ｖｔ・ｋ Ｃｃ＝１／｛１／Ｃｐ＋２／Ｃｔ＋ｒｒ／ｋ＋１／（Ｃ
ｒ３・ｋ）｝ ｋ＝ｖｒ／ｖｐ ｒｒ＝ρｒ・ｄ２ Ｃｐ＝εｐ／ｄｐ Ｃｔ＝２・εｔ／ｄｔ Ｃｒ１＝ε１／ｄ１ Ｃｒ２＝ε２／ｄ２ Ｃ１＝１／｛１／Ｃｐ＋２／Ｃｔ＋１／（Ｃｒ１・
ｋ）｝ Ｃ２＝ｋ・Ｃｒ２ Ｅｘ＝（Ｗ／Ｖｐ）／｛ｒｒ・（Ｃ１＋Ｃ２）｝ Ｃｒ３＝Ｃｒ１・｛１−Ｃ１／（Ｃ１＋Ｃ２）｝・ｅｘ
ｐ（−Ｅｘ） ρｔ＝（ｑｐｍ＋ｑｒ）・ｍ／ｄｔ Ｖｃｏ＝−ｑｐｍ・ｍ／Ｃｒ１ Ｖｐｒ＝−ｑｒ・ｍ・ｋ／Ｃｐ Ｖｔ＝ρｔ・ｄｔ／Ｃｔ の関係を有することを特徴とする現像装置。 - 【請求項２】前記現像部に進入する前の感光体における
露光飽和電位をＶ１（Ｖ）として、前記式１を、 Ｃｃ≧ρｔ・ｄｔ・ｋ／（Ｖｏ−Ｖ１） 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】現像マージンをＶｍ（Ｖ）として、前記式
１を、 Ｃｃ≧ρｔ・ｄｔ・ｋ／｛Ｖｏ−Ｖ１−Ｖｍ・Ｓｉｇｎ
（Ｖｏ）｝ 但し、ｎ＞０のとき、Ｓｉｇｎ（ｎ）＝１，Ｓｉｇｎ
（−ｎ）＝−１とし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】前記式１を、Ｃｃ≦ρｔ・ｄｔ・ｋ／（Ｖ
ｏ／３） としたことを特徴とする請求項３に記載の現像装置。 - 【請求項５】前記式１の計算に際して、 （Ｗ／Ｖｐ）＞｛ｒｒ・（Ｃ１＋Ｃ２）｝ 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６】前記式１の計算に際して、 １／Ｃｐ＋２／Ｃｔ＋ｒｒ／ｋ≧４／（Ｃｒ３・ｋ） としたことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP2000219077A JP2002040796A (ja) | 2000-07-19 | 2000-07-19 | 現像装置 |
| US09/907,633 US6453142B1 (en) | 2000-07-19 | 2001-07-19 | Developing apparatus equipped with developing roller having a dielectric layer outer surface |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000219077A JP2002040796A (ja) | 2000-07-19 | 2000-07-19 | 現像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002040796A true JP2002040796A (ja) | 2002-02-06 |
Family
ID=18713923
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000219077A Pending JP2002040796A (ja) | 2000-07-19 | 2000-07-19 | 現像装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6453142B1 (ja) |
| JP (1) | JP2002040796A (ja) |
Families Citing this family (1)
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|---|---|---|---|---|
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Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPH03155554A (ja) | 1989-11-14 | 1991-07-03 | Japan Synthetic Rubber Co Ltd | 放射線感応性樹脂組成物 |
-
2000
- 2000-07-19 JP JP2000219077A patent/JP2002040796A/ja active Pending
-
2001
- 2001-07-19 US US09/907,633 patent/US6453142B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| US6453142B1 (en) | 2002-09-17 |
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| Date | Code | Title | Description |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20031224 |
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