JP2002341633A - 画像形成装置及び画像形成プロセスユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 感光体ドラムの長寿命化を図るとともに、現
像ポテンシャルの変動による画像濃度の低下や画像濃度
ムラを抑制することができるプリンタ及びプロセスカー
トリッジを提供する。 【解決手段】 感光体ドラム１の帯電電位の絶対値が４
００Ｖ以下であり、感光体ドラム１上の露光によって電
位が低下した露光部電位ＶＬと現像バイアスＶＢとの電
位差の絶対値である現像ポテンシャル｜ＶＢ−ＶＬ｜の
画像形成に用いる最大設定値を｜ＶＢ−ＶＬ｜maxとし
たとき、現像ポテンシャル｜ＶＢ−ＶＬ｜が次の（１）
乃至（３）式を満たす範囲内で変化するときの画像濃度
の変化幅が、現像ポテンシャルの最大設定値｜ＶＢ−Ｖ
Ｌ｜maxに対する画像濃度の１０％以下である。 ｜ＶＢ−ＶＬ｜≦｜ＶＢ−ＶＬ｜max＋｜ＶＢ−ＶＬ｜m
ax×０．２ （１） ｜ＶＢ−ＶＬ｜≧｜ＶＢ−ＶＬ｜max−｜ＶＢ−ＶＬ｜m
ax×０．２ （２） ｜ＶＢ−ＶＬ｜max≦３００Ｖ （３）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリンタ
ー、ＦＡＸなどの画像形成装置及び該装置に用いる画像
形成プロセスユニットに係り、詳しくは、潜像担持体に
潜像を形成し、現像バイアス電圧を印加した現像剤担持
体に現像剤を担持し潜像担持体に対向する現像領域に搬
送することにより、潜像担持体上の潜像を現像する画像
形成装置及び画像形成プロセスユニットに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の画像形成装置では、潜像
担持体の表面を一様に帯電した後、画像情報に基づいて
潜像担持体の表面に光を選択的に照射することにより、
潜像担持体上に潜像が形成される。この潜像は、トナー
と磁性粒子とを含む二成分現像剤を用いる二成分現像装
置や、トナーを一成分現像剤として用いる一成分現像装
置によって現像された後、転写手段によって転写材に転
写される。また、このような現像装置を用いる画像形成
装置として、潜像担持体（感光体）の帯電電位を４００
Ｖ以下の比較的低い電位に抑えた低電位システムを採用
したものが知られている（例えば、特開平７−８４４３
９号参照）。この低電位システムを採用することによ
り、潜像担持体の帯電・露光という繰り返しによる通電
電荷量による静電疲労を低減することができ、潜像担持
体の寿命を延ばすことができると考えられる。また、上
記潜像担持体の初期帯電時には強いハザードを受けるお
それがある。スコロトロンチャージャに代表される放電
を利用した帯電システムでは、潜像担持体の表面に直接
荷電粒子が降りかかるために、電離作用が表面劣化を促
進させる要因となる。このような放電による潜像担持体
の表面劣化に対しても、上記低電位システムが有効であ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記低電位システムで
は、潜像担持体の帯電電位の低下にともなって、潜像担
持体上の露光部電位Ｖ_Ｌと現像剤担持体に印加する現像
バイアスＶ_Ｂとの電位差の絶対値である現像ポテンシャ
ルも低く設定される。そのため、現像装置の現像能力を
高めたりすることによって、従来よりも低い現像ポテン
シャルで所定の画像濃度が得られるようにする必要があ
った。

【０００４】ところが、画像形成に用いる現像ポテンシ
ャルが低くなると、現像ポテンシャルの絶対値に対し
て、潜像担持体の帯電電位の変動や潜像形成時に照射す
る光量の変動によって発生する現像ポテンシャルの変化
分が、相対的に大きくなってくる。この帯電電位や光量
の変動は、帯電装置の放電部材の汚れや照射光学系の汚
れなどによって発生し、時間的に変動する場合もある
し、空間的に変動する場合もある。このような帯電電位
や光量の変動に伴う現像ポテンシャルの変化分が大きく
なると、画像濃度に対する影響も大きくなり、従来の高
い帯電電位を用いる場合に比して画像濃度の低下や画像
濃度ムラが発生しやすくなる。

【０００５】特に、画像形成に用いる現像ポテンシャル
を低く設定した場合は、低い現像ポテンシャルで所定の
画像濃度を得るために、磁性キャリア粒子の電気抵抗の
低減もしくは誘電率の増加、現像ギャップの低減、現像
剤担持体の潜像担持体に対する線速比の増加、トナー帯
電量の低減等により、現像ポテンシャルを増加していっ
たときの画像濃度の変化を示す現像特性曲線における立
ち上がり部の傾き（以下「現像γ」という。）を大きく
する必要がある。ところが、上記現像γが大きくなる
と、従来の高い帯電電位を用いる場合に比して、画像濃
度が現像ポテンシャルの変動の影響を受けやすくなる。
また、上記現像γが大きくなると、磁気ブラシ現像では
十分なトナーが存在しているので、必要なトナー量を超
えて付着してしまうことがある。このトナーの過剰付着
は、転写紙への転写後に定着された時に飽和反射濃度を
得るための最低付着量を超えたものであり、地汚れ、転
写時の散り、細線画像のつぶれ等の著しい画像品質の劣
化の原因となるおそればある。

【０００６】本発明は以上の背景のもとでなされたもの
であり、その目的は、潜像担持体の帯電電位を下げるこ
とにより潜像担持体の長寿命化を図るとともに、現像ポ
テンシャルの変動による画像濃度の低下や画像濃度ムラ
を抑制することができる画像形成装置及び画像形成プロ
セスユニットを提供することである。また、他の目的
は、潜像担持体の帯電電位を下げることにより潜像担持
体の長寿命化を図るとともに、トナーの過剰付着による
地汚れ等の画質低下を防止することができる画像形成装
置及び画像形成プロセスユニットを提供することであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、潜像担持体と、該潜像担持体の
表面を一様に帯電し画像情報に基づいて該潜像担持体の
表面電位を部分的に低下させることにより該潜像担持体
上に潜像を形成する潜像形成手段と、トナーを含む現像
剤を現像剤担持体に担持し該潜像担持体に対向する現像
領域に搬送することにより該潜像担持体上の潜像を現像
してトナー像とする現像装置と、該現像剤担持体に現像
バイアスＶ_Ｂを印加する現像バイアス印加手段と、該潜
像担持体上のトナー像を転写材に転写する転写手段とを
備えた画像形成装置において、該潜像担持体の帯電電位
の絶対値が４００Ｖ以下であり、該潜像担持体上の露光
によって電位が低下した露光部電位Ｖ_Ｌと該現像バイア
スＶ_Ｂとの電位差の絶対値である現像ポテンシャル｜Ｖ
_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜の画像形成に用いる最大設定値を、｜Ｖ _Ｂ−
Ｖ_Ｌ｜maxとしたとき、現像ポテンシャル｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ
｜が次の（１）乃至（３）式を満たす範囲内で変化する
ときの画像濃度の変化幅が、現像ポテンシャルの最大設
定値｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜maxに対する画像濃度の１０％以下
であることを特徴とするものである。

【数１】 ｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜≦｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜max＋｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜max×０．２ ・・・（１） ｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜≧｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜max−｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜max×０．２ ・・・（２） ｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜max≦３００Ｖ ・・・（３）

【０００８】ここで、上記「画像濃度」は、上記現像装
置で現像された潜像担持体上のトナー像が転写材上に転
写された転写画像について、光反射法で測定された画像
濃度である。ここで、画像から反射される光量を「Ｘ」
とし、バックグラウンドから反射される光量を「Ｘｍ」
としたとき、上記「画像濃度」ＩＤは次式で算出したも
のである。以下の請求項２及び３においても同様であ
る。

【数２】ＩＤ＝−log（Ｘ/Ｘｍ）

【０００９】請求項１の画像形成装置では、潜像担持体
の帯電電位の絶対値が４００Ｖ以下であるため、潜像担
持体における通電電荷量が少なくなり、潜像担持体に対
する帯電・露光の繰り返しによる潜像担持体の疲労を低
減することができるので、潜像担持体の寿命が延びる。
しかも、潜像担持体の帯電電位の変動等によって現像ポ
テンシャル｜Ｖ_Ｂ−Ｖ _Ｌ｜が上記（１）乃至（３）式を
満たす範囲内で変化したときでも、画像濃度の変化幅
が、現像ポテンシャルの最大設定値｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜max
に対する画像濃度の１０％以下に抑えられるため、画像
濃度低下や画像濃度ムラが視認されにくい。

【００１０】請求項２の発明は、潜像担持体と、該潜像
担持体の表面を一様に帯電し画像情報に基づいて露光す
ることにより該潜像担持体上に潜像を形成する潜像形成
手段と、トナーを含む現像剤を現像剤担持体に担持し該
潜像担持体に対向する現像領域に搬送することにより該
潜像担持体上の潜像を現像してトナー像とする現像装置
と、該現像剤担持体に現像バイアスＶ_Ｂを印加する現像
バイアス印加手段と、該潜像担持体上のトナー像を転写
材に転写する転写手段とを備えた画像形成装置におい
て、該潜像担持体の帯電電位の絶対値が４００Ｖ以下で
あり、該潜像担持体上の露光によって電位が低下した露
光部電位Ｖ_Ｌと該現像バイアスＶ_Ｂとの電位差の絶対値
である現像ポテンシャル｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜の画像形成に用
いる最大設定値を、｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜maxとしたとき、現
像ポテンシャル｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜が次の（４）乃至（６）
式を満たす範囲内で変化するときの画像濃度の変化幅
が、現像ポテンシャルの最大設定値｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜max
に対する画像濃度の１０％以下であることを特徴とする
ものである。

【数３】 ｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜≦｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜max＋５０Ｖ ・・・（４） ｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜≧｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜max−５０Ｖ ・・・（５） ｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜max≦３００Ｖ ・・・（６）

【００１１】請求項２の画像形成装置では、潜像担持体
の帯電電位の絶対値が４００Ｖ以下であるため、潜像担
持体における通電電荷量が少なくなり、潜像担持体に対
する帯電・露光の繰り返しによる潜像担持体の疲労を低
減することができるので、潜像担持体の寿命が延びる。
しかも、潜像担持体の帯電電位の変動等によって現像ポ
テンシャル｜Ｖ_Ｂ−Ｖ _Ｌ｜が上記（４）乃至（６）式を
満たす範囲内で変化したときでも、画像濃度の変化幅
が、現像ポテンシャルの最大設定値｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜max
に対する画像濃度の１０％以下に抑えられるため、画像
濃度低下や画像濃度ムラが視認されにくい。

【００１２】請求項３の発明は、潜像担持体と、該潜像
担持体の表面を一様に帯電し画像情報に基づいて露光す
ることにより該潜像担持体上に潜像を形成する潜像形成
手段と、トナーを含む現像剤を現像剤担持体に担持し該
潜像担持体に対向する現像領域に搬送することにより該
潜像担持体上の潜像を現像してトナー像とする現像装置
と、該現像剤担持体に現像バイアスＶ_Ｂを印加する現像
バイアス印加手段と、該潜像担持体上のトナー像を転写
材に転写する転写手段とを備えた画像形成装置におい
て、該潜像担持体の帯電電位の絶対値が４００Ｖ以下で
あり、該潜像担持体上の露光によって電位が低下した露
光部電位Ｖ_Ｌと該現像バイアスＶ_Ｂとの電位差の絶対値
である現像ポテンシャル｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜の画像形成に用
いる最大設定値を、｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜maxとしたとき、現
像ポテンシャル｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜が前述の（１）乃至
（３）式を満たす範囲内で変化するときの画像濃度の変
化幅が、現像ポテンシャルの最大設定値｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜
maxに対する画像濃度±０．１の範囲内であることを特
徴とするものである。

【００１３】請求項３の画像形成装置では、潜像担持体
の帯電電位の絶対値が４００Ｖ以下であるため、潜像担
持体における通電電荷量が少なくなり、潜像担持体に対
する帯電・露光の繰り返しによる潜像担持体の疲労を低
減することができるので、潜像担持体の寿命が延びる。
しかも、潜像担持体の帯電電位の変動等によって現像ポ
テンシャル｜Ｖ_Ｂ−Ｖ _Ｌ｜が上記（１）乃至（３）式を
満たす範囲内で変化したときでも、画像濃度の変化幅
が、現像ポテンシャルの最大設定値｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜max
に対する画像濃度±０．１の範囲内に抑えられるため、
画像濃度低下や画像濃度ムラが視認されにくい。

【００１４】請求項４の発明は、潜像担持体と、該潜像
担持体の表面を一様に帯電し画像情報に基づいて露光す
ることにより該潜像担持体上に潜像を形成する潜像形成
手段と、トナーを含む現像剤を現像剤担持体に担持し該
潜像担持体に対向する現像領域に搬送することにより該
潜像担持体上の潜像を現像してトナー像とする現像装置
と、該現像剤担持体に現像バイアスＶ_Ｂを印加する現像
バイアス印加手段と、該潜像担持体上のトナー像を転写
材に転写する転写手段とを備えた画像形成装置におい
て、該現像バイアスＶ_Ｂ、該潜像担持体上の露光によっ
て電位が低下した露光部電位Ｖ_Ｌ及び露光されていない
非露光部電位Ｖ_Ｄが次の（７）式の関係を満たすととも
に、該潜像担持体上で飽和画像濃度を得ることができる
最少トナー付着量Ｘが次の（８）式で定義されるとき、
該潜像担持体上の最大トナー付着量が１．５×Ｘ以下で
あることを特徴とするものである。

【数４】 ０＜｜Ｖ_Ｄ｜−｜Ｖ_Ｂ｜＜｜Ｖ_Ｄ−Ｖ_Ｌ｜＜２５０Ｖ ・・・（７） Ｘ＝０．６×トナー粒径×トナーの真比重／転写率 ・・・（８）

【００１５】請求項４の画像形成装置では、現像バイア
スＶ_Ｂ、露光部電位Ｖ_Ｌ及び非露光部電位Ｖ_Ｄが上記
（７）式の関係を満たすことにより、潜像担持体におけ
る通電電荷量が少なくなり、潜像担持体に対する帯電・
露光の繰り返しによる潜像担持体の疲労を低減すること
ができるので、潜像担持体の寿命が延びる。しかも、潜
像担持体上の最大トナー付着量が、潜像担持体上で飽和
画像濃度を得ることができる最少トナー付着量Ｘの１．
５倍以下であるため、画像濃度を飽和画像濃度よりも高
く設定した場合でも、潜像担持体上にトナーが過剰に付
着しない。

【００１６】請求項５の発明は、請求項１、２又は３の
画像形成装置において、上記現像バイアスＶ_Ｂ、上記潜
像担持体上の露光によって電位が低下した露光部電位Ｖ
_Ｌ及び露光されていない非露光部電位Ｖ_Ｄが上記（７）
式の関係を満たすとともに、該潜像担持体上で飽和画像
濃度を得ることができる最少トナー付着量Ｘが上記
（８）式で定義されるとき、該潜像担持体上の最大トナ
ー付着量が１．５×Ｘ以下であることを特徴とするもの
である。

【００１７】請求項５の画像形成装置では、潜像担持体
上の最大トナー付着量が、潜像担持体上で飽和画像濃度
を得ることができる最少トナー付着量Ｘの１．５倍以下
であるため、画像濃度を飽和画像濃度よりも高く設定し
た場合でも、潜像担持体上にトナーが過剰に付着しな
い。

【００１８】請求項６の発明は、請求項１、２、３、４
又は５の画像形成装置において、上記現像に用いる現像
剤が、トナーと磁性粒子とを含む二成分現像剤であり、
該トナーとして、球形度が９５％以上の球形トナーを用
いたことを特徴とするものである。

【００１９】請求項６の画像形成装置では、上記二成分
現像剤を用いた現像を行うときに、上記球形トナーを用
いることにより、上記（１）乃至（３）式又は（４）乃
至（６）式で規定される特定の現像ポテンシャルの変動
範囲における画像濃度の変動を、上記所定の範囲内に確
実に抑えることができる。

【００２０】請求項７の発明は、請求項１、２、３、４
又は５の画像形成装置において、上記現像に用いる現像
剤が、トナーと磁性粒子とを含む二成分現像剤であり、
上記潜像担持体が、導電性基体上に感光層を有するもの
であり、上記現像領域における該潜像担持体表面に隣接
し現像に寄与するトナーが存在している現像寄与トナー
存在領域の単位面積あたりの静電容量Ｃ_ＴＬが、該潜像
担持体の感光層の単位面積あたりの静電容量Ｃ_ＰＣより
も大きいことを特徴とすることを特徴とするものであ
る。

【００２１】請求項７の画像形成装置では、上記現像領
域における現像寄与トナー存在領域の単位面積あたりの
静電容量Ｃ_ＴＬを、潜像担持体の感光層の単位面積あた
りの静電容量Ｃ_ＰＣよりも大きくすることにより、潜像
担持体の感光体層上に形成された潜像のトナー付着部の
周辺におけるトナーを感光層側に引き付ける向きの縁端
電界の強度を、エッジ効果を視認できない程度まで弱め
る。

【００２２】請求項８の発明は、請求項１、２、３、４
又は５の画像形成装置において、上記現像に用いる現像
剤が、トナーと磁性粒子とを含む二成分現像剤であり、
上記現像剤担持体上に担持される二成分現像剤のダイナ
ミック抵抗が１０^６Ω以下であることを特徴とするもの
である。ここで、上記「ダイナミック抵抗」は、後述の
図６の測定システムを用いた方法で測定したものであ
る。

【００２３】請求項８の画像形成装置では、現像剤担持
体上に担持される二成分現像剤のダイナミック抵抗が１
０^６Ω以下であるため、現像剤担持体上の磁性粒子の潜
像担持体側先端縁と潜像担持体表面との間の領域に現像
電界を形成され、所定強度の現像電界を形成するための
現像ポテンシャルの大きさを低減することができる。

【００２４】請求項９の発明は、請求項１、２、３、４
又は５の画像形成装置において、上記現像に用いる現像
剤が、トナーからなる一成分現像剤であり、上記現像装
置に、上記現像領域に搬送される上記現像剤担持体上の
トナー層厚を規制するトナー層厚規制部材を設け、上記
現像剤担持体上におけるトナーの単位面積当たりの最大
担持量を、上記現像ポテンシャルが上記最大設定値｜Ｖ
_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜maxのときに上記潜像担持体の潜像に吸引さ
れて付着し得る単位面積当たりの最大トナー付着量より
も小さくしたことを特徴とするものである。

【００２５】請求項９の画像形成装置では、上記一成分
現像剤を用いた現像を行うときに、現像剤担持体上にお
けるトナーの単位面積当たりの最大担持量が上記所定量
になるように、現像剤担持体上のトナー層厚を規制する
ことにより、潜像担持体上の潜像に対して飽和現像が行
われるようにする。

【００２６】請求項１０の発明は、請求項９の画像形成
装置において、上記トナー層厚規制部材が、上記現像剤
担持体にトナーを介して当接させたローラ部材であるこ
とを特徴とするものである。

【００２７】請求項１０の画像形成装置では、上記トナ
ー層厚規制部材としてローラ部材を現像剤担持体に当接
させて現像剤担持体上のトナーの層厚を規制することに
より、上記トナー層厚規制部材としてブレード部材を当
接させる場合に比して、現像剤担持体とトナー層厚規制
部材との間に形成されるニップ部における当接圧力を低
減することができる。

【００２８】請求項１１の発明は、請求項１、２、３、
４又は５の画像形成装置において、上記現像に用いる現
像剤が、トナーからなる一成分現像剤であり、上記現像
装置に、トナーと磁性粒子とを含む二成分現像剤を担持
して上記現像剤担持体に対向するトナー供給領域に搬送
し、該二成分現像剤中のトナーを該現像剤担持体に供給
するトナー供給部材と、該トナー供給部材と該現像剤担
持体との間にトナー供給バイアスを印加するトナー供給
バイアス印加手段とを設けたことを特徴とするものであ
る。

【００２９】請求項１１の画像形成装置では、上記トナ
ー供給バイアスの印加でトナー供給領域に形成された電
界により、上記トナー供給部材上に担持した二成分現像
剤から、帯電量のばらつきが少ないトナーを現像剤担持
体上に供給され、現像剤担持体上における極低帯電トナ
ーや逆帯電トナーの量が低減する。このように帯電量の
ばらつきが少ないトナーが現像剤担持体上に担持されて
現像領域に搬送され、潜像担持体上の潜像の現像に用い
られる。

【００３０】請求項１２の発明は、請求項４又は５の画
像形成装置において、上記潜像担持体上の最大付着量
が、０．６ｍｇ／ｃｍ^２以下であることを特徴とするも
のである。

【００３１】請求項１２の画像形成装置では、潜像担持
体上の最大付着量を０．６ｍｇ／ｃｍ^２以下にすること
により、潜像担持体上のトナーの過剰付着による地汚れ
等の画質低下をより確実に防止する。

【００３２】請求項１３の発明は、請求項１２の画像形
成装置において、上記潜像担持体上のトナーの最大付着
層厚が３層以下であることを特徴とするものである。

【００３３】請求項１３の画像形成装置では、潜像担持
体上のトナーの最大付着層厚を３層以下にすることで、
潜像担持体上のトナーの過剰付着による地汚れ等の画質
低下をより確実に防止する。

【００３４】請求項１４の発明は、請求項４又は５の画
像形成装置において、上記現像に用いる現像剤が、トナ
ーと磁性粒子とを含む二成分現像剤であり、上記現像剤
担持体上に形成される磁気ブラシにおけるトナー供給量
に対する上記現像に使用されるトナー使用量の比率が７
０％以上であることを特徴とするものである。

【００３５】請求項１４の画像形成装置では、現像剤担
持体上に形成される磁気ブラシにおけるトナー供給量に
対する上記現像に使用されるトナー使用量の比率が７０
％以上であるため、磁気ブラシから潜像担持体へのトナ
ー供給能力を抑制し、潜像担持体上のトナーの過剰付着
による地汚れ等の画質低下をより確実に防止することが
できる。

【００３６】請求項１５の発明は、請求項１４の画像形
成装置において、上記現像領域において上記現像剤担持
体の表面及び上記潜像担持体の表面が同方向に移動し、
該潜像担持体の表面の線速に対する該現像担持体の表面
の線速の比率が３以下であることを特徴とするものであ
る。

【００３７】請求項１５の画像形成装置では、現像剤担
持体の表面及び上記潜像担持体の表面が同方向に移動す
る条件下で、潜像担持体の表面の線速に対する該現像担
持体の表面の線速の比率が３以下にすることにより、現
像剤担持体上の磁気ブラシから潜像担持体へのトナー供
給能力をさらに抑制する。

【００３８】請求項１６の発明は、請求項４又は５の画
像形成装置において、現像ポテンシャル｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜
を一定値に制御する制御手段を設けたことを特徴とする
ものである。

【００３９】請求項１６の画像形成装置では、現像ポテ
ンシャル｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜を一定値に制御することによ
り、潜像担持体上の画像濃度及びトナーの過剰付着をよ
り確実に制御できる。

【００４０】請求項１７の発明は、請求項４又は５の画
像形成装置において、上記現像に用いる現像剤が、トナ
ーと磁性粒子とを含む二成分現像剤であり、上記現像剤
担持体に対する現像剤の汲み上げ量が６０ｍｇ／ｃｍ^２
以下であることを特徴とするものである。

【００４１】請求項１７の画像形成装置では、現像剤担
持体に対する現像剤の汲み上げ量を６０ｍｇ／ｃｍ^２以
下にすることにより、現像剤担持体上の磁気ブラシから
潜像担持体へのトナー供給能力を抑制し、潜像担持体上
のトナーの過剰付着による地汚れ等の画質低下をより確
実に防止する。

【００４２】請求項１８の発明は、請求項４又は５の画
像形成装置において、上記現像に用いる現像剤が、トナ
ーと磁性粒子とを含む二成分現像剤であり、上記現像剤
担持体上に形成される磁気ブラシの高さが、上記潜像担
持体と該現像剤担持体との間の現像ギャップの２倍以下
であることを特徴とするものである。

【００４３】請求項１８の画像形成装置では、現像剤担
持体上に形成される磁気ブラシの高さを現像ギャップの
２倍以下にすることにより、現像剤担持体上の磁気ブラ
シから潜像担持体へのトナー供給能力を抑制し、潜像担
持体上のトナーの過剰付着による地汚れ等の画質低下を
より確実に防止する。

【００４４】請求項１９の発明は、請求項１８の画像形
成装置において、上記現像剤担持体に設けた現像極によ
る該現像剤担持体表面における磁束密度Ｔが６０≦Ｔ≦
８０［ｍＴ］の範囲内にあり、上記磁性粒子の飽和磁化
の強さＭ_Ｃが３０×４π×１０^−７≦Ｃ≦１４０×４π
×１０^−７［Ｗｂ・ｍ／ｋｇ］）の範囲内にあることを
特徴とするものである。

【００４５】請求項１９の画像形成装置では、現像剤担
持体に設けた現像極による現像剤担持体表面における磁
束密度Ｔと磁性粒子の飽和磁化の強さＣとを、上記所定
範囲内にすることにより、磁気ブラシをやわらかく形成
し、磁気ブラシから潜像担持体へのトナー供給能力を抑
制し、潜像担持体上のトナーの過剰付着による地汚れ等
の画質低下をより確実に防止する。

【００４６】請求項２０の発明は、請求項４又は５の画
像形成装置において、上記現像に用いる現像剤が、トナ
ーと磁性粒子とを含む二成分現像剤であり、該磁性粒子
に対する該トナーの被覆率が、５０％以下であることを
特徴とするものである。

【００４７】請求項２０の画像形成装置では、磁性粒子
に対するトナーの被覆率を５０％以下にすることによ
り、磁気ブラシから潜像担持体へのトナー供給能力を抑
制し、潜像担持体上のトナーの過剰付着による地汚れ等
の画質低下をより確実に防止する。

【００４８】請求項２１の発明は、請求項１、２、３、
４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１
４、１５、１６、１７、１８、１９又は２０のの画像形
成装置において、上記現像剤のトナーに対する添加剤の
添加量が、０．５質量部以上且つ１．８質量部以下であ
ることを特徴とするものである。

【００４９】請求項２１の画像形成装置では、現像剤の
トナーに対する添加剤の添加量を０．５質量部以上にす
ることにより、トナーの流動性を確保する。そして、添
加剤の添加量を１．８質量部以下にすることにより、経
時において、添加剤がトナーや磁性粒子に埋没すること
による現像剤の特性変化や、過剰な添加剤に起因した潜
像担持体上のフィルミングの発生等を抑制する。

【００５０】請求項２２の発明は、請求項１、２、３、
４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１
４、１５、１６、１７、１８、１９又は２０のの画像形
成装置において、上記現像装置に入力する現像駆動トル
クが、０．１５Ｎ・ｍ以下であることを特徴とするもの
である。

【００５１】請求項２２の画像形成装置では、現像装置
に入力する現像駆動トルクを０．１５Ｎ・ｍ以下にする
ことにより、経時において、現像剤の機械的損傷（ハザ
ード）を抑制する。

【００５２】請求項２３の発明は、請求項１、２、３、
４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１
４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１又は２
２の画像形成装置における上記潜像担持体と、上記潜像
形成手段を構成する帯電装置、該潜像担持体の表面をク
リーニングするクリーニング装置及び上記現像装置の少
なくとも一つとを、画像形成装置本体に対して着脱可能
に一体構造物として構成した画像形成プロセスユニット
である。

【００５３】請求項２３の画像形成プロセスユニットを
画像形成装置本体に装着して用いることにより、潜像担
持体の長寿命化を図るとともに、潜像担持体の帯電電位
の変動等によって現像ポテンシャル｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜が変
化したときでも、画像濃度低下や画像濃度ムラが抑制す
ることができる。また、上記画像形成プロセスユニット
を画像形成装置本体から取り外すことにより、画像形成
プロセスユニットに含まれる潜像担持体などを個別に交
換することができる。

【００５４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を、画像形成装置と
しての電子写真式レーザプリンタ（以下「プリンタ」と
いう。）に適用した実施形態について説明する。 〔実施形態１〕まず、本発明の第１の実施形態に係るプ
リンタの全体の概略構成及び動作について説明する。図
２は、本実施形態のプリンタの全体の概略構成図であ
る。このプリンタは、潜像担持体としての感光体ドラム
１の周辺に、感光体ドラム１の表面を一様帯電する帯電
装置２、画像情報に基づいて変調されたレーザー光線等
を感光体ドラム１に照射する露光装置３、感光体ドラム
１に形成された静電潜像に対し現像ローラ４０２上の帯
電トナーを付着させることでトナー像を形成する二成分
現像方式の現像装置４、感光体ドラム１上に形成された
トナー像を転写材としての転写紙２０に転写する転写手
段としての転写装置５、転写後に感光体ドラム１上に残
ったトナーを除去するクリーニング装置６等が順に配設
されている。また、感光体ドラム１上に静電潜像を形成
する潜像形成手段は、上記帯電装置２及び露光装置３に
より構成されている。また、図示しない給紙トレイ等か
ら転写紙を給紙・搬送する図示しない給紙搬送装置と、
転写装置５で転写されたトナー像を転写紙２０に定着す
る図示しない定着装置とが備えられている。

【００５５】なお、上記プリンタを構成する複数の装置
の一部は、プリンタ本体に対して着脱可能に一体構造物
として構成した画像形成プロセスユニット（以下「プロ
セスカートリッジ」という。）であってもよい。図３
は、感光体ドラム１と帯電装置２と現像装置４とクリー
ニング装置６とを、プリンタ本体に対して着脱可能に一
体構造物として構成したプロセスカートリッジを示して
いる。このようにプロセスカートリッジを装置本体に対
して着脱可能に構成することにより、感光体ドラム１等
を個別に交換することができる。特に、現像装置がプロ
セスカートリッジに含まれない場合には、寿命が一致し
ない感光体ドラム１と現像装置とをそれぞれ別々に容易
に交換することが可能となる。また、非現像時に現像装
置の現像ローラを感光体ドラムから離間するように退避
させることが可能となるので、現像ローラへのトナーフ
ィルミングの促進が低減され、更に現像装置の寿命を延
ばすことができる。

【００５６】上記構成のプリンタにおいて、矢印ａ方向
に回転する感光体ドラム１の表面は、帯電装置２で所定
の帯電電位（絶対値で４００Ｖ以下の帯電電位）に一様
帯電された後、画像情報に基づいて変調されたレーザー
光線が感光体軸方向にスキャンされて照射される。これ
により、感光体ドラム１上に静電潜像が形成される。感
光体ドラム１上に形成された静電潜像は、現像領域Ａ１
において、現像装置４により帯電したトナーを付着させ
ることで現像され、トナー像となる。一方、転写紙２０
は図示しない給紙搬送装置で給紙・搬送され、レジスト
ローラ７により所定のタイミングで感光体ドラム１と転
写装置５とが対向する転写部に送出・搬送される。そし
て、転写装置５により、転写紙２０に感光体ドラム１上
のトナー像とは逆極性の電荷を付与することで、感光体
ドラム１上に形成されたトナー像が転写紙２０に転写さ
れる。次いで、転写紙２０は、感光体ドラム１から分離
され、図示しない定着装置に送られ、定着装置でトナー
像が定着された転写紙２０が出力される。転写装置５で
トナー像が転写された後の感光体ドラム１の表面は、ク
リーニング装置６でクリーニングされ、感光体ドラム１
上に残ったトナーが除去される。

【００５７】次に、本実施形態のプリンタの各部構成の
詳細について説明する。上記感光体ドラム１は、図４に
示すように、接地された導電性基体（例えば、アルミ等
の素管）上に、感光性を有する無機又は有機感光体を塗
布することにより感光層１Ｐを形成したものである。こ
の感光層１Ｐは、電荷発生層１Ｐａと電荷輸送層１Ｐｂ
とにより構成され、上記帯電装置２により表面が負極性
に一様帯電される。なお、潜像担持体としては、厚みの
比較的薄いポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポ
リエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ニッケル等に感光
層を形成したベルト感光体を使用することも可能であ
る。また、本実施形態では負極性に一様帯電する感光体
ドラム１を使用しているが、トナーの帯電極性等との関
係を考慮し必要に応じて正極性に一様帯電するものを使
用してもよい。

【００５８】図５は、現像装置４の概略構成図である。
この現像装置４は、ケーシング４０１の感光体ドラム側
の開口から一部露出するように、トナー担持体としての
現像ローラ４２０が配設されている。ケーシング４０１
内のトナー１０と磁性粒子１１とを含む二成分現像剤
（以下「現像剤」という。）１２は、図示しない現像剤
撹拌部材や現像ローラ４２０のスリーブ４２１の回転力
及び磁石部材４２２の磁力によって撹拌される。この撹
拌の際に、トナー１０は磁性粒子１１との摩擦帯電によ
って電荷が付与され、現像剤の一部が現像ローラ４２０
上に担持される。現像ローラ４２０上に担持された現像
剤１２は、現像剤規制部材としてのドクタ４２３で層厚
が規制され、一定量の現像剤１２が現像ローラ４２０に
担持されて現像領域Ａ１に搬送され、残りはケーシング
内に戻される。現像領域Ａ１に搬送された現像剤１２中
のトナー１０が、現像ローラ４２０と感光体ドラム１と
の間に形成される現像電界によって感光体ドラム表面に
転移し、感光体ドラム１上の静電潜像が現像される。

【００５９】上記現像ローラ４２０は、複数の磁極を有
する磁石部材４２２を内蔵した非磁性の回転可能なスリ
ーブ４２１で構成されている。磁石部材４２２は固定配
置され、現像剤１２がスリーブ４２１上の所定箇所を通
過するときに磁力が作用するようになっている。現像ロ
ーラ４２０の直径は１０〜３０ｍｍが好適であり、現像
ローラ４２０の表面は、サンドブラスト若しくは１〜数
ｍｍの深さを有する複数の溝を形成する処理を行い、表
面粗さＲｚ（十点平均粗さ）が１０〜２０μｍの範囲内
に入るようにするのが好ましい。

【００６０】また、現像ローラ４２０のスリーブ４２１
は、図示しない回転駆動装置により矢印ｂ方向に回転駆
動され、現像領域Ａ１で現像電界を形成するための現像
バイアス電圧Ｖ_Ｂを印加する電源４０９が接続されてい
る。

【００６１】現像ローラ４２０に内蔵された磁石部材４
２２は、ドクタ４２３による規制箇所から現像ローラ回
転方向にＮ極（Ｎ１）、Ｓ極（Ｓ１）、Ｎ極（Ｎ２）、
Ｓ極（Ｓ２）の４つの磁極を有する。なお、磁石部材４
２２の磁極の配置は、図５の構成に限定されるものでは
なく、現像ローラ４２０の周囲のドクタ４２３等の配置
に応じて他の配置に設定してもよい。また、図５の現像
装置の例では磁石部材４２２を固定配置しスリーブ４２
１を回転駆動するように構成したが、スリーブ４２１を
固定配置しその内側のローラ状の磁石部材を回転させる
ように構成してもよい。上記磁石部材４２２の磁力によ
り、スリーブ４２１上にトナー１０及び磁性粒子１１か
らなる現像剤１２がブラシ状に担持される。そして、現
像ローラ４２０上の磁気ブラシ中のトナー１０は、磁性
粒子１１と混合されることで規定の帯電量を得る。この
現像ローラ４２０上のトナーの帯電量としては、−１０
〜−３０［μＣ／ｇ］の範囲が好適である。

【００６２】また、本実施形態では、ドクタ４２３とス
リーブ４２１との間の最近接部における間隔が５００μ
ｍに設定され、ドクタ４２３に対向した磁石部材４２２
の磁極Ｎ１が、規制ブレード４０６との対向位置よりも
現像ローラ回転方向上流側に数度傾斜して位置してい
る。これにより、ケーシング４０１内における現像剤１
２の循環流を容易に形成することができる。この磁極Ｎ
１の傾斜角度は０〜１５度が好適である。

【００６３】なお、本実施形態のより具体的な実施例で
は、感光体ドラム１の直径を５０ｍｍ、感光体ドラム１
の線速を２００mm/s、スリーブ４２１の直径を１８ｍ
ｍ、スリーブ４２１の線速を２４０mm/sに設定した。ス
リーブ４２１上のトナー帯電量は−１０〜−２５μＣ/
ｇの範囲である。また、感光体ドラム１とスリーブ４２
１の間隙である現像ギャップＧＰは０．８ｍｍ〜０．４
ｍｍの範囲内で設定した。このように現像ギャップＧＰ
を従来の装置よりも小さくすることにより、現像効率の
向上を図っている。

【００６４】上記現像剤１２を構成するトナー１０は、
ポリエステル、ポリオ−ル、スチレンアクリル等の樹脂
に帯電制御剤（ＣＣＡ）及び色剤を混合したものであ
り、その周りにシリカ、酸化チタン等の外添剤を添加す
ることで流動性を高めている。添加剤の粒径は通常０．
１〜１．５μmの範囲である。色剤としてはカーボンブ
ラック、フタロシアニンブルー、キナクリドン、カーミ
ン等を挙げることができる。また、トナー１０として
は、ワックス等を分散混合させた母体トナーに上記種類
の添加剤を外添しているものも使用することもできる。

【００６５】上記トナー１０は、磁性体を含有させて磁
性トナーとしても使用することもできる。具体的な磁性
体としては、マグネタイト、ヘマタイト、フェライト等
の酸化鉄、コバルト、ニッケルのような金属あるいはこ
れら金属とアルミニウム、銅、鉛、マグネシウム、ス
ズ、亜鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、カドミ
ウム、カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タング
ステン、バナジウムのような金属との合金及びその混合
物等が挙げられる。これらの磁性体は平均粒径が０．１
〜２μｍ程度のものが望ましく、このときの磁性体の含
有量は、結着樹脂１００質量部に対して２０〜２００質
量部、特に好ましくは結着樹脂１００質量部に対して４
０〜１５０質量部である。

【００６６】上記添加剤としては、従来公知のものが使
用できるが、具体的には、Ｓｉ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｍｇ，Ｃ
ａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｎｉ，Ｍｎ，Ｗ，Ｆｅ，
Ｃｏ，Ｚｎ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｖ，Ｚｒ等の酸
化物や複合酸化物等が挙げられ、特にＳｉ，Ｔｉ，Ａｌ
の酸化物であるシリカ、チタニア、アルミナが好適に用
いられる。また、このときの添加剤の添加量は、母体粒
子１００質量部に対して０．５〜１．８質量部であるこ
とが好ましく、特に好ましくは、０．７〜１．５質量部
である。添加剤の添加量が０．５質量部未満であると、
トナーの流動性が低下するため、十分な帯電性が得られ
ず、また、転写性や耐熱保存性も不十分となり、また、
地汚れやトナー飛散の原因にもなりやすい。一方、添加
剤の添加量が１．８質量部よりも多いと、流動性は向上
するものの、ビビリ、ブレードめくれ等の感光体クリー
ニング不良や、トナーから遊離した添加剤による感光体
ドラム１等へのフィルミングが生じやすくなり、クリー
ニングブレードや感光体ドラム等の耐久性が低下し、定
着性も悪化する。また、細線部におけるトナーのチリが
発生しやすくなり、特に、フルカラー画像における細線
の出力の場合には、少なくとも２色以上のトナーを重ね
る必要があり、付着量が増えるため、特にその傾向が顕
著である。さらに、カラートナーとして用いる場合に
は、添加剤が多く含有されていると、透明シートに形成
されたトナー画像をオーバーヘッドプロジェクターで投
影した場合に投影像にかげりが生じ、鮮明な投影像が得
られにくくなる。

【００６７】上記添加剤の含有量の測定には種々の方法
があるが、蛍光Ｘ線分析法で求めるのが一般的である。
すなわち、添加剤の含有量既知のトナーについて、蛍光
Ｘ線分析法で検量線を作成し、この検量線を用いて、添
加剤の含有量を求めることができる。

【００６８】さらに、本実施形態に用いられる添加剤
は、必要に応じ、疎水化、流動性向上、帯電性制御等の
目的で、表面処理を施されていることが好ましい。ここ
で、表面処理に用いる処理剤としては、有機系シラン化
合物等が好ましく、例えば、メチルトリクロロシラン、
オクチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン等
のアルキルクロロシラン類、ジメチルジメトキシシラ
ン、オクチルトリメトキシシラン等のアルキルメトキシ
シラン類、ヘキサメチルジシラザン、シリコーンオイル
等が挙げられる。また、処理方法としては、有機シラン
化合物を含有する溶液中に添加剤を漬積し乾燥させる方
法、添加剤に有機シラン化合物を含有する溶液を噴霧し
乾燥させる方法等があるが、本実施形態においては、い
ずれの方法も好適に用いることができる。

【００６９】トナー１０の体積平均粒径は３〜１２μｍ
の範囲が好適である。本実施形態で用いたトナー１０の
体積平均粒径は６μｍであり、１２００ｄｐｉ以上の高
解像度の画像にも十分対応することが可能である。ま
た、本実施形態では、帯電極性が負極性のトナー１０を
使用しているが、感光体ドラム１の帯電極性などに応じ
て帯電極性が正極性のトナーを使用してもよい。

【００７０】上記トナーの粒径及び帯電量分布の測定に
は、ホソカワミクロン株式会社製の分析装置（商品名：
「Ｅ−ＳＰＡＲＴ ＡＮＡＬＹＺＥＲ」）を使用した。
この分析装置は、二重ビーム周波数偏移型レーザードッ
プラー速度計と静電界中で粒子の動きを摂動させる弾性
波とを用いた方法を採用し、現像ローラ４０２上のトナ
ーにエアを吹き付けて飛ばし、電界中の動きを捉えるこ
とでトナー個々の粒径と帯電量のデータを得られるもの
である。

【００７１】上記磁性粒子１１は金属もしくは樹脂をコ
アとしてフェライト等の磁性材料を含有し、表層はシリ
コン樹脂等で被覆されたものである。磁性粒子１１の粒
径は２０〜５０μｍの範囲が好適である。また、磁性粒
子１１の電気抵抗は、ダイナミック抵抗ＤＲで１０^４〜
１０^６Ωの範囲が好適である。

【００７２】上記磁性粒子１１のダイナミック抵抗ＤＲ
の測定は、図６に示す測定装置を用いて次のように行っ
た。まず、接地した台座２００の上方に、固定磁石を所
定位置に内蔵した直径φ２０ｍｍの回転可能なスリーブ
２０１をセットする。このスリーブ２０１の表面には、
幅Ｗ＝６５ｍｍ及び長さＬ＝０．５〜１ｍｍの対向面積
を有する対向電極（ドクタ）２０２を、ギャップｇ＝
０．９ｍｍで対向させる。次に、スリーブ２０１を回転
速度６００ｒｐｍ（線速６２８［ｍｍ／ｓｅｃ］）で回
転駆動し始める。そして、回転しているスリーブ２０１
上に測定対象の磁性粒子を所定量（１４ｇ）だけ担持さ
せ、該スリーブ２０１の回転により該磁性粒子を１０分
間攪拌する。次に、スリーブ２０１に電圧を印加しない
状態で、スリーブ２０１と対向電極２０２との間を流れ
る電流Ｉoff［Ａ］を電流計２０３で測定する。次に、
直流電源２０４からスリーブ２０１に耐圧上限レベル
（高抵抗シリコンコートキャリアでは４００Ｖから鉄粉
キャリアでは数Ｖ）の印加電圧ＥＶを５分間印加する。
本実施形態では２００Ｖを印加した。そして、電圧Ｅを
印加した状態でスリーブ２０１と対向電極２０２との間
を流れる電流Ｉon［Ａ］を電流計２０３で測定する。こ
れらの測定結果から、次式を用いてダイナミック抵抗Ｄ
Ｒ［Ω］を算出する。

【００７３】

【数５】ＤＲ＝Ｅ／（Ｉon−Ｉoff）

【００７４】図７は、現像領域における感光体ドラム１
の表面電位と現像バイアスとの関係を模式的に示したも
のである。図中の「Ｖ_Ｄ」が未露光の帯電電位、
「Ｖ_Ｌ」が露光後の露光部電位、「Ｖ_Ｂ」が現像バイア
スの電圧である。図中の「Ｖ_Ｄ−Ｖ _Ｌ」の絶対値は、露
光の有無における電位の差異を示す「露光ポテンシャ
ル」である。また、「Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ」の絶対値は、現像領
域における実質的な現像電位差を示す「現像ポテンシャ
ル」であり、「Ｖ_Ｄ−Ｖ_Ｂ」の絶対値は、地肌部（未露
光部）と現像バイアスとの電位差を示す「地肌ポテンシ
ャル」である。ここで、ネガポジ現像方式を採用した場
合、地肌部が現像されないように、現像バイアスＶ_Ｂの
絶対値｜Ｖ_Ｂ｜は帯電電位Ｖ_Ｄの絶対値｜Ｖ_Ｄ｜よりも
小さく設定される。また、画像濃度と地肌汚れのバラン
スが取れるように、地肌ポテンシャル｜Ｖ_Ｄ−Ｖ_Ｂ｜は
少なくとも現像ポテンシャル｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜より小さく
なるように設定される。

【００７５】上記３つのポテンシャルは、最終的な画像
特性の一つである画像濃度に影響を与えるため、現像プ
ロセスの諸条件を設定するときに特に重要なパラメータ
である。図８は一般的には「四限チャート」と呼ばれる
グラフである。図８の第１象限は現像ポテンシャルと画
像濃度ＩＤとの関係を示している。第２象限はトナー付
着量と画像濃度ＩＤとの関係を示し、ここではトナーの
着色度が大きく関係する。特性的にはほぼ線形になる
が、規定の画像濃度になるときのトナー付着量がトナー
着色度によって大きく異なる。第３象限はそのままトナ
ーの付着量である。第４象限は現像ポテンシャルとトナ
ー付着量との関係を示し、一般的にはｍ−ＩＤ特性と呼
ばれる、現像ポテンシャルに対するトナー付着量の関係
を表している。図８の第１象限のグラフより、現像ポテ
ンシャルが決まると画像濃度ＩＤが一義的に決まり、現
像ポテンシャルが変動すると画像濃度ＩＤも変動するこ
とがわかる。実際の画像形成プロセスでは、帯電装置
で帯電する感光体ドラムの帯電電位の変動によるもの、
感光体ドラムの光疲労による露光後電位Ｖ_Ｌの上昇
（見かけの感度低下）によるもの、露光量の変動、
現像バイアス変動によるもの、１枚の画像中で部分的
に画像濃度が低下する「ムラ」と呼ばれるもの、などが
ある。特に、本実施形態で規定している現像ポテンシャ
ルの最大設定値｜Ｖ _Ｂ−Ｖ_Ｌ｜max （≦３００Ｖ）の近
傍の領域では、画像濃度が最大となる最高濃度領域であ
るので、画像濃度ＩＤの変動はこの最高濃度での変動と
なって現れる。画像形成装置では最高濃度が変動する
と、画像品質が劣化することとなり、大きな問題であ
る。また上記「ムラ」に対しても、その影響が大きくな
る。

【００７６】そこで、本実施形態では、現像ポテンシャ
ル｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜が次の（１）〜（３）式又は（４）〜
（６）式を満たす範囲内で変化するときの画像濃度ＩＤ
の変化幅が、目標の最大画像濃度の１０％以下になるよ
うに、現像条件を設定することにより、画像濃度ＩＤの
安定性を得ている。

【数６】 ｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜≦｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜max＋｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜max×０．２ ・・・（１） ｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜≧｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜max−｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜max×０．２ ・・・（２） ｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜max≦３００Ｖ ・・・（３）

【数７】 ｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜≦｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜max＋５０Ｖ ・・・（４） ｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜≧｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜max−５０Ｖ ・・・（５） ｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜max≦３００Ｖ ・・・（６）

【００７７】本実施形態のプリンタでは、例えば感光体
ドラム１の露光前の帯電電位Ｖ_Ｄを−３５０Ｖ、露光後
電位Ｖ_Ｌを−５０Ｖ、現像バイアス電圧Ｖ_Ｂを−３００
Ｖに設定し、上記現像ポテンシャル｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜の最
大設定値｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜maxが２５０Ｖという条件下で
現像工程が行われるものである。このとき、露光ポテン
シャル（｜Ｖ_Ｄ−Ｖ_Ｌ｜＝３００Ｖ）は、感光体の露光
部分とそうで無い部分との間の放電を回避するために、
図９に示すパッシェンの法則に基づいて設定されたもの
である。

【００７８】上記画像濃度ＩＤは、現像の後、転写及び
定着の工程を経て転写紙上に画像として形成された画像
に対する反射濃度である。反射濃度ＩＤは−log（Ｘ/Ｘ
ｍ）で算出される。ここで、「Ｘ」は画像から反射され
る光量であり、「Ｘｍ」はバックグラウンドから反射さ
れる光量である。

【００７９】図１は、本実施形態のより具体的な実施例
のプリンタについて測定した現像ポテンシャル｜Ｖ_Ｂ−
Ｖ_Ｌ｜と画像濃度ＩＤとの関係の測定結果を、比較例
１，２とともに示している。図中の画像濃度ＩＤは、現
像の後、転写、定着工程を経て転写紙上に画像として形
成されたものの反射濃度であり、Ｄ＝−ｌｏｇ（Ｘ/Ｘ
ｍ）で表される。ここで、Ｘは画像から反射される光量
であり、Ｘｍはバックグラウンドから反射される光量で
ある。本実施例１において、画像形成するときの現像ポ
テンシャルの最大設定値｜Ｖ _Ｂ−Ｖ_Ｌ｜max は２５０Ｖ
である。また、本実施例１及び比較例におけるトナーの
平均帯電量及び現像ギャップは表１のとおりである。本
実施例１では、比較例に比して、トナー帯電量が低く且
つ現像ギャップが狭い条件になっている。

【表１】

【００８０】図１からわかるように、本実施例１では、
現像ポテンシャルが２００Ｖのときに画像濃度ＩＤが
２．０、２５０Ｖのときに２．１、３００Ｖのときに
２．１５であり、現像ポテンシャルが前述の規定の範囲
内（２００Ｖ〜３００Ｖ）にある条件下において、画像
濃度ＩＤの変動幅が０．１５であって現像ポテンシャル
の最大設定値｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜max ＝２５０Ｖに対する画
像濃度ＩＤ（２．１）の１０％＝０．２１以下になって
いる。別の見方をすると、現像ポテンシャルが前述の規
定の範囲内（２００Ｖ〜３００Ｖ）にある条件下におい
て、画像濃度ＩＤの変動幅が、人間が濃度ムラとして感
じる、現像ポテンシャルの最大設定値｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜ma
x ＝２５０Ｖに対する画像濃度ＩＤ（２．１）の±０．
１すなわち２．０〜２．２の範囲内に入っていると言え
る。従って、現像ポテンシャルが何らかの原因で５０Ｖ
程度変化したとしても、画像濃度ＩＤの変動が上記所定
範囲内に抑えられるため、画像濃度ＩＤの低下や画像濃
度ムラが視認されない。実際に画像濃度変動を評価した
ところ、画像濃度の変動ムラが少ない良好な結果が得ら
れた。

【００８１】これに対し、現像ギャップが広い比較例１
やトナー帯電量が高い比較例２では、現像ポテンシャル
に対する画像濃度ＩＤの変化の度合いを示す現像特性曲
線の傾きが小さくなり、現像ポテンシャルの最大設定値
｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜max において十分飽和に近い状態になく
画像濃度が変動しやすくなっている。このため、現像ポ
テンシャルが前述の規定の範囲内（２００Ｖ〜３００
Ｖ）にある条件下において、画像濃度ＩＤの変動幅が、
比較例１では、現像ポテンシャルが２００Ｖのときに画
像濃度ＩＤが０．７、２５０Ｖのときに１．０、３００
Ｖのときに１．２であり、現像ポテンシャルが前述の規
定の範囲内（２００Ｖ〜３００Ｖ）にある条件下におい
て、画像濃度ＩＤの変動幅が０．５であって現像ポテン
シャルの最大設定値｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜max ＝２５０Ｖに対
する画像濃度ＩＤ（１．０）の１０％＝０．１以上にな
っている。また、比較例２では、現像ポテンシャルが２
００Ｖのときに画像濃度ＩＤが０．５５、２５０Ｖのと
きに０．７５、３００Ｖのときに０．９であり、画像濃
度ＩＤの変動幅が０．４５であって現像ポテンシャルの
最大設定値｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜max ＝２５０Ｖに対する画像
濃度ＩＤ（０．７５）の１０％＝０．０７５以上になっ
ている。従って、現像ポテンシャルが５０Ｖ程度変化す
ると、画像濃度ＩＤが大きく変動することにより、視認
できる程度の画像濃度ＩＤの低下や画像濃度ムラによる
画質低下が発生してしまう。これらの比較例１，２につ
いても本実施例１と同様に、実際に画像濃度変動を評価
したところ、画像濃度の変動ムラが観察された。

【００８２】以上、本実施形態によれば、感光体ドラム
１の帯電電位の絶対値を４００Ｖ以下にすることによ
り、感光体ドラムの感光体層に対する帯電・露光の繰り
返しによる感光体層の疲労を低減することができるた
め、感光体ドラム１の長寿命化を図ることができる。さ
らに、感光体ドラム１の帯電電位の変動等に起因した現
像ポテンシャル｜Ｖ _Ｂ−Ｖ_Ｌ｜の変動による画像濃度の
低下や画像濃度ムラを抑制することができる。

【００８３】なお、上記実施形態の現像装置で使用する
トナーとしては、投影法で測定した球形度（ＳＦ係数）
が９５％以上の球形トナーが好ましい。この球形トナー
は、例えば、重合法や、ウレア結合で変成されたポリエ
ステルを少なくともトナーバインダーとして含有させる
方法などで作製することができる。このような球形度が
高いトナーは添加剤の被覆率も極めて高い。

【００８４】図１０は、平均粒径６μｍの上記球形トナ
ーを現像ローラ４２０上に担持したときのトナー帯電量
に対する個数分布を示すグラフである。図１０中の曲線
Ｃ１が球形トナーの帯電量個数分布であり、曲線Ｃ２は
比較例として挙げた従来の粉砕トナーの帯電量個数分布
である。この図１０の結果からわかるように、球形トナ
ーの帯電量個数分布プロファイルは、従来の粉砕トナー
よりもシャープになっている。球形トナーの帯電量個数
分布プロファイルにおける半値幅は、１．７[ｆＣ／１
０μｍ]であった。なお、図１０のデータは、後述のＥ
−ＳＰＡＲＴ分析装置で測定したものである。また、各
トナーにおいて電荷がトナー全体にわたって均一に存在
するならば、トナー帯電量はトナー粒径の３乗に比例す
るが、実際にはトナー粒径そのものに比例している。こ
のようにトナー帯電量とトナー粒径とが比例関係にある
ため、図１０では、トナーの帯電量ｑを粒径ｄで除した
値、すなわちトナー粒径の影響をなくした（ｑ／ｄ）の
値についてトナーの個数分布をプロットしている。

【００８５】図１１は、上記平均粒径６μｍの球形トナ
ーを現像ローラ４２０上に担持したときのトナー粒径に
対する個数分布を示すグラフである。図１１中の曲線Ｃ
１が球形トナーの粒径個数分布であり、曲線Ｃ２は比較
例として挙げた従来の粉砕トナーの粒径個数分布であ
る。なお、図１１のデータも後述のＥ−ＳＰＡＲＴ分析
装置で測定したものである。この図１１の結果からわか
るように、球形トナーの粒径個数分布プロファイルにつ
いても、従来の粉砕トナーよりシャープになっている。

【００８６】上記トナー帯電量やトナー粒径の個数分布
プロファイルにおけるシャープさに関する指標は一般に
は半値幅で表され、その値が小さい方がシャープであ
る。一般にトナー帯電量の個数分布プロファイルがシャ
ープであると、平均値に近い帯電量の値q/dを有するト
ナーが多く存在することになり、各トナーの現像能力が
ほぼ同じになることから、均一な現像が達成できる。一
方、トナー帯電量の個数分布プロファイルがブロードに
なると、存在するトナーの帯電量の範囲が広がり、各ト
ナーの現像能力の範囲も広がることから、現像量の変動
が生じてしまうとともに、低帯電量側のトナーが増加す
ると地汚れが発生しやすくなる。地汚れを経時で比較す
ると、上記球形トナーは帯電量分布の変化が少ないの
で、プリント枚数が２００ｋ枚でも問題なかった。これ
に対し、従来の粉砕トナーを用いた場合は、１４０ｋ枚
で地汚れが顕著となり、画像品質の著しい劣化が認めら
れた。

【００８７】また、プリント枚数が１５０ｋ枚の経時に
おいて、トナー帯電量の個数分布プロファイルの半値幅
を求めたところ１.９[ｆＣ／１０μｍ]であり、初期の
半値幅１.７[ｆＣ／１０μｍ]からほとんど変化がなか
った。一方、従来の粉砕トナーを使用したときの初期と
プリント枚数が１５０ｋ枚の経時において、トナー帯電
量の個数分布プロファイルの半値幅を求めたところそれ
ぞれ２.７[ｆＣ／１０μｍ]及び３[ｆＣ／１０μｍ]で
あった。経時において、現像装置内の現像剤が撹拌部材
で撹拌されたり、感光体表面のクリーニング時にトナー
がクリーニング部材であるブレードと感光体ドラム１と
の間に挟まれたりすると、トナーに加わる押圧力により
トナーが粉砕され易くなる。このため、平均粒径に対し
て小粒径のトナーの存在比が増加したり、さらに小粒径
トナーが別のトナーに付着して２次粒子的になって大粒
径トナーとして存在したりすることにより、トナー帯電
量ｑ／ｄの個数分布プロファイルがブロード化すると考
えられる。

【００８８】図１２は上記トナー帯電量ｑ／ｄの個数分
布プロファイルの半値幅と地汚れΔＩＤとの関係を示す
グラフである。なお、図中の地汚れΔＩＤは、未現像の
転写紙に対する反射濃度の差である。この図１２から、
上記半値幅が２．２[ｆＣ／１０μｍ]を超えると、地汚
れΔＩＤの限界値０．０８を超えてしまうことが分か
る。従って、上記球形トナーを用いた場合は、経時にお
いても２．２[ｆＣ／１０μｍ]よりも小さい１．９[ｆ
Ｃ／１０μｍ]までしか上昇せず、十分な帯電量を維持
することができるので、地汚れが発生しにくい。これに
対し、従来の粉砕トナーを用いた場合は、経時で上記半
値幅が３[ｆＣ／１０μｍ]まで大きくなるため、地汚れ
ランクが低下する。以上のように、上記実施形態におけ
る現像剤のトナー１０として、上記球形度が９５％以上
の球形トナーを用いることにより、トナー帯電量ｑ／ｄ
の個数分布プロファイルの半値幅をシャープに保つこと
ができ、地汚れ余裕度を高い状態で維持することができ
る。

【００８９】また、上記実施形態において、現像装置４
内に入力する現像駆動トルクは０．１５Ｎ・ｍ以下に設
定するのが好ましい。現像剤の攪拌はトナーの均一な帯
電に必要であるため、一般的に、現像装置における駆動
トルクの内、現像剤の攪拌に使用される割合は大きい。
現像剤撹拌部材によるトナーの帯電状態を決める条件と
しては、現像剤量、攪拌に使用する部材の種類（例え
ば、スクリュウ形状の部材）、現像剤に当接する面積、
接触頻度（回転数）、スリーブ４２１中の磁極の磁力、
現像剤中のキャリアの飽和磁化の強さ、ドクタ４２３と
スリーブ４２１との間隙等が挙げられる。これらの条件
を組み合わせてトナーの効率的な帯電を促すことができ
るが、トナーの帯電を促進する条件は、現像剤が受ける
機械的なハザードが寿命を短くする要因になる場合があ
るため、トナーの良好な帯電と現像剤の長寿命化との両
立を図ることが重要である。そこで、トナーへストレス
を与える要因の一つである現像駆動トルクに着目し、こ
の現像駆動トルクを低減する構成にすることによって、
比較的低い帯電量でも十分な現像特性を得つつ、現像剤
の寿命を延ばそうとしたものである。

【００９０】表２は、現像装置４における幾つかのパラ
メータを変更したときの現像駆動トルクとトナー帯電量
の値を測定した実験結果である。

【表２】

【００９１】上記表２からわかるように、条件Ａ〜Ｄを
選択した場合はトナーの平均帯電量は低減するが、経時
における現像剤の劣化促進が抑制される。比較例の１５
０ｋ枚通紙の寿命に対して、条件Ａ〜Ｄでは１８０ｋ枚
以上の通紙まで寿命を延ばすことができる。特に、現像
装置４内に入力する現像駆動トルクを０．１５Ｎ・ｍ以
下に設定することにより、２００ｋ枚以上の通紙まで寿
命を延ばすことができる。

【００９２】また、上記実施形態において、現像装置４
の現像ローラ４２０に内蔵されている磁石部材４２２の
全ての磁極が、磁性粒子１１を含めた現像剤１２の搬送
及び磁気ブラシの硬さに影響を及ぼす。この現像剤１２
の搬送及び磁気ブラシの硬さは、各磁極の磁力と磁性粒
子１１の飽和磁化の強さによって決まる。例えば、上記
実施形態の現像装置４において、最大磁極である主磁極
（Ｓ１極）の磁力Ｍ_Ｄが７０［ｍＴ］、磁性粒子１１の
飽和磁化の強さＭ_Ｃが１００×４π×１０^−７［Ｗｂ・
ｍ／ｋｇ］（＝１００［ｅｍｕ／ｇ］）の条件下で、磁
気ブラシの硬さは適度であり、経時でも現像剤がストレ
スを受けることなく使用し続けることができる。

【００９３】図１３のハッチングで示した領域は、磁気
ブラシの硬さは適度であって且つ経時でも現像剤がスト
レスを受けることなく使用し続けることができる範囲を
示している。Ｍ_Ｄ＜５０[ｍＴ]又はＭ_Ｃ＜３５×４π×
１０^−７［Ｗｂ・ｍ／ｋｇ］（＝３５［ｅｍｕ／ｇ］）
では十分強固な磁気ブラシが形成できず、均一な現像が
行えない。また、Ｍ_Ｄ＞１３０[ｍＴ]もしくはＭ_Ｃ＞１
３０×４π×１０^−７［Ｗｂ・ｍ／ｋｇ］（＝１３０
［ｅｍｕ／ｇ］）では磁気ブラシが現像スリーブ４２１
上で強固に形成されるのでトナー１０と磁性粒子１１と
の摩擦力が高まる。このため、両者の表面が前者では添
加剤の埋まり、後者ではトナー１０の一部が磁性粒子１
１に付着するという、所謂スペント化現象が発生し、ト
ナー１０の流動性が低減し、トナー帯電量の低減により
現像特性が著しく劣化して、画像品質も劣化する。

【００９４】また、上記実施形態において、潜像形成時
の光量を高密度としてビーム径を絞って露光することに
より、いわゆる２値プロセスを実行することができる。
ところが、露光時の光量をアップすることによって次の
ような問題点が生じる。一つの問題点は、高密度の光量
のビーム径を絞ることは光学設計の余裕度が低減し、部
品精度の向上が不可欠でコストが上昇してしまう。更に
もう一つの問題点は、光量が大きいために感光体ドラム
１に対する帯電・露光における通電電荷量がアップし、
感光体ドラム１がいわゆる静電ハザードを受けて、寿命
が短くなる要因の一つとなることである。そこで、上記
実施形態では、感光体ドラム１の初期帯電電位を４００
Ｖ以下に低くするとともに、露光量も同時に低減するこ
とが好ましい。この場合は、汎用光学部品を使用して高
精細な潜像を形成するとともに、感光体ドラム１への静
電ハザードを低減して長寿命化を図ることができる。

【００９５】上記実施形態では、現像特性におけるγ曲
線（現像ポテンシャルに対する現像量）をみるとその傾
きが大きく比較的低電位でも現像し易くすぐに飽和して
しまう。この現像特性により、現像ローラ４２０上のト
ナー担持量を一定にしてベタ画像で現像ローラ４２０上
の全量のトナーを現像するのは比較的容易ではある。し
かしながら、小径ドットを形成するには従来の感光体ド
ラム及び書き込みの諸条件では微分感度が十分下がらな
い場合に現像量の変化が生じて、その結果ドット径の変
動が見られる。これに対し、上記実施形態では帯電電位
が４００Ｖ以下と低く、上記潜像形成条件が１／ｅ^２で
規定される潜像ドット径の部分で微分感度が十分下がっ
ているので、均一なドット画像が形成できる。そして、
上記実施形態では従来の０．４７ｍＷに対して０．２３
ｍＷの露光パワーで十分均一な地汚れの無い画像が得ら
れた。

【００９６】また、上記実施形態においては、現像領域
Ａ１における感光体ドラム表面に隣接し現像に寄与する
トナーが存在している現像寄与トナー存在領域ＴＬの単
位面積あたりの静電容量Ｃ_ＴＬが、感光体ドラム１の導
電性基体１Ｂ上に形成された感光層１Ｐの単位面積あた
りの静電容量Ｃ_ＰＣよりも大きくなるように、感光層１
Ｐの材料及び厚さやトナーの材料等を設定するのが好ま
しい（図１４参照）。この設定により、現像時のエッジ
効果を低減することができる。本実施形態の場合、ダイ
ナミック抵抗ＤＲが１０^６Ω以下の低抵抗の磁性粒子１
１を用いているため、上記現像寄与トナー存在領域は、
現像ローラ４２０上の磁気ブラシの磁性粒子１１の先端
と感光体ドラム１表面との間のトナー層（図１４中のＴ
Ｌ）に対応する。例えば、比誘電率が２．７、厚さＴ
_ＰＣが３０μｍの感光層１Ｐを有する感光体ドラム１を
用いた場合、感光層１Ｐの単位面積あたりの静電容量は
７９．６［ｐＦ／ｃｍ^２］となる。そして、現像領域Ａ
１において感光体ドラム表面に隣接するトナー層ＴＬは
比誘電率が３であり、層厚Ｔ_ＴＬが１５μmになるよう
に形成すると、トナー層ＴＬの静電容量Ｃ_ＴＬは１７７
［ｐＦ／ｃｍ^２］となり、Ｃ _ＰＣ＜Ｃ_ＴＬの条件を満た
している。この条件下で、ベタ画像とライン画像につい
て画像形成の実験を行った。また、比較例として、感光
層１Ｐの単位面積あたりの静電容量が１１９［ｐＦ／ｃ
ｍ^２］（比誘電率：２．７、厚さＴ_ＰＣ：２０μｍ）で
あり、トナー層ＴＬの静電容量Ｃ_ＴＬが１０６［ｐＦ／
ｃｍ^２］（比誘電率：３、層厚Ｔ_ＴＬ：２５μm）であ
り、本実施例とは逆のＣ_ＰＣ＞Ｃ_ＴＬの条件下で同様な
画像形成を行った。

【００９７】上記実験の結果、図１５に示すように、ト
ナー付着量と現像ポテンシャルとの関係を示す現像特性
曲線（現像ガンマ曲線）における立ち上がり部の傾き及
び飽和し始める飽和現像ポテンシャルの値が、ベタ画像
の場合とライン画像の場合とでほぼ同じようになり、ベ
タ画像とライン画像（ドット画像）との間の濃度差を低
減できることがわかった。これに対し、上記比較例の場
合は、図１６に示すように現像特性曲線（現像ガンマ曲
線）がベタ画像の場合とライン画像の場合とで異なり、
現像ポテンシャルを同じように設定しても、ベタ画像と
ライン画像（ドット画像）との間で大きな濃度差が発生
した。また、ベタ画像における画像濃度の端部での濃度
変化で比較すると、図１７に示すように、比較例（■）
ではエッジ効果が顕著であるが、本実施例（◆）ではエ
ッジ効果の影響がほとんどなかった。この結果からも、
本実施例では、ベタ画像とライン画像（ドット画像）と
の濃度の差を低減することができることがわかる。

【００９８】また、上記実施形態において、現像ローラ
４２０上に形成される現像剤層のダイナミック抵抗は１
０^６Ω以下が好ましい。図１８は、現像ローラ４２０上
にダイナミック抵抗が異なる現像剤層を形成したときの
現像特性を示したものである。ダイナミック抵抗の測定
方法としては、図６で示した前述の方法を用いた。この
図１８の結果から、ダイナミック抵抗が低いほど現像γ
の傾きが大きくなる。ダイナミック抵抗が１０^７Ωの現
像剤層を形成した場合は、トナー付着量が飽和する領域
に達するまでに現像ポテンシャルが４００Ｖを超えてし
まう。これに対してダイナミック抵抗が１０^５Ω、１０
^６Ωでは、現像能力が高く、現像ポテンシャルが４００
Ｖ以内で飽和付着量に達するので、より低い現像ポテン
シャルで現像を行うことができる。

【００９９】〔実施形態２〕次に、本発明の第２の実施
形態に係るプリンタについて説明する。図１９は、本実
施形態のプリンタに用いた現像装置の概略構成図であ
る。プリンタ全体の構成及び動作並びに光書込みによる
潜像形成方法については、上記第１の実施形態と同様で
あるので、説明を省略する。本実施形態で用いた現像装
置は、一成分現像剤を使用し、トナー担持体としての現
像ローラ４０２上にトナー層を形成し、現像ローラ４０
２上のトナー層を感光体ドラム１と接触させるように搬
送することにより、感光体ドラム１上の静電潜像を現像
する接触一成分現像を行うものである。

【０１００】図１９において、ケーシング４０１内のト
ナー１０は、撹拌手段としてのアジテータ４１１の回転
により攪拌され、機械的にトナー供給部材としての供給
ロ−ラ４１２に供給される。供給ロ−ラ４１２は発泡ポ
リウレタン等で形成されていて、可撓性を有し、５０〜
５００μｍの径のセルでトナ−を保持し易い構造となっ
ている。また、硬度は１０〜３０゜（ＪＩＳ−Ａ）と比
較的低く、現像ローラ４０２とも均一に当接させること
ができる。

【０１０１】供給ローラ４１２は現像ローラ４０２と同
方向、すなわち両ローラの対向部で互いに表面が逆方向
に移動するように回転駆動されている。両ローラの線速
比は０．５〜１．５が最適である。また、供給ローラ４
１２を、現像ローラ４０２と逆方向、すなわち両ローラ
の対向部で互いに表面が同方向に移動するように回転さ
せてもよい。なお、本実施形態では現像ローラ４０２と
同方向の回転で、その線速比は０．９に設定した。現像
ローラ４０２に対する喰い込み量は０．５〜１．５ｍｍ
に設定している。これはトナ−の帯電特性、供給性に依
存するので、更に広い範囲で最適条件を設定する必要が
ある。現像ローラ４０２に対する供給ローラ４１２の喰
い込み量は、最終的には現像を駆動するモータ及びギヤ
ヘッドの特性にも依存するので、全ての駆動系を含めた
上で検討を行うことが必要である。本実施形態ではユニ
ット有効幅が２４０ｍｍ（Ａ４縦)の場合、必要なトル
クは１４．７〜２４．５Ｎ・ｃｍ（１．５〜２．５［ｋ
ｇｆ・ｃｍ］）である。

【０１０２】トナーは前述のものと同じであり、ポリエ
ステル、ポリオール、スチレンアクリル等の樹脂に帯電
制御剤（ＣＣＡ）、色材を混合し、その周りにシリカ、
酸化チタン等の物質を外添している。平均粒径の範囲は
３〜１２μｍであるが、本実施形態では６μｍのものを
用いた。

【０１０３】現像ローラ４０２は、導電性基体上にゴム
材からなる表層を有し、直径が１０〜３０ｍｍで、表面
を適宜あらして表面粗さＲＺを１〜４μｍとしたもので
ある。この表面粗さの値はトナー粒径に対して１３〜８
０％となり、現像ローラ４０２表面に埋没することなく
トナーが搬送されるものである。特に、現像ローラ４０
２の表面粗さＲＺは、著しく低帯電のトナーを保持しな
いように、トナーの平均粒径の２０〜３０％の範囲が好
ましい。本実施形態ではトナーの平均粒径が６μｍなの
で１．２〜１．８μｍＲＺが最適である。また、上記ゴ
ム材料としては、シリコン、ブタジエン、ＮＢＲ、ヒド
リン、ＥＰＤＭ等を挙げることができる。更に現像ロー
ラ４０２の表面に、特に経時品質を安定化させるために
コート材料を被覆することが好ましい。材料はシリコン
系及びテフロン（登録商標）系が特に良好であり、前者
はトナー帯電性に優れ、後者は離型性に優れている。ま
た導電性を得るために適宜カーボンブラック等の導電性
材料を含有させる場合もある。コ−ト層の厚みは５〜５
０μｍの範囲が良好で、それを超えると割れ易い等の不
具合が発生しやすい。本実施形態では、現像ローラの硬
度が低く、感光体の硬度が高いが、その逆でも成立す
る。

【０１０４】上記供給ローラ４１２上もしくは内部に存
在する、所定極性（本実施形態の場合は、負極性）のト
ナーは、回転により接触点で互いに反対方向に回転する
現像ローラ４０２と挟まれることにより、摩擦帯電効果
で負の帯電電荷を得て静電気力により、また現像ローラ
４０２の表面粗さによる搬送効果により現像ローラ４０
２上に保持されるようになる。しかし、この時の現像ロ
ーラ４０２上のトナー層は均一ではなくかなり過剰に付
着している（１〜３［ｍｇ／ｃｍ^２］）。そこで、規制
ブレード４１３を現像ローラ４０２に当接させることに
より、現像ローラ４０２上に均一な層厚を有するトナー
薄層を形成している。規制ブレード４１３は先端が現像
ローラ４０２の回転方向に対して下流側を向き、規制ブ
レ−ド４１３の中央部が当接する、いわゆる腹当て当接
である。もちろん逆方向でも設定可能であるし、エッジ
当接を実現することも可能である。材料はＳＵＳ３０４
等の金属で厚さは０．１〜０．１５[ｍｍ]としている
が、そのほか厚み１〜２[ｍｍ]のポリウレタンゴム等の
ゴム材料やシリコン樹脂等の比較的硬度の高い樹脂材料
が使用可能である。金属以外でもカ−ボンンブラック等
を混ぜ込む事により低抵抗化出来るので、バイアス電源
を接続して現像ローラ４０２との間に電界を形成する事
も可能である。

【０１０５】上記規制ブレード４１３はホルダからの自
由端長として１０〜１５[ｍｍ]が好ましい。上限を越え
ると現像装置が大きくなってコンパクトに納めることが
できなくなり、下限を下まわると現像ローラ４０２表面
と接触するときに振動が生じやすくなり画像上に横方向
の段々ムラ等の異常画像が発生し易くなる。当接圧は
０．０４９〜２．４５［Ｎ／ｃｍ］（５〜２５０[ｇｆ/
ｃｍ]）の範囲が良好で、現像能力に与える影響は、上
限を越えると現像ローラ４０２上のトナ−付着量が減少
し且つトナ−帯電量が増加し過ぎるので、現像量が減少
して画像濃度が低くなる。下限を下回ると薄層が均一に
形成されずにトナ−の固まりが規制ブレード４１３を通
過する事もあり、画像品質が著しく低下する。本実施形
態における一実施例では、現像ローラ４０２の硬度がＪ
ＩＳ−Ａで３０゜のものを、規制ブレード４１３は厚み
０．１ｍｍのＳＵＳ板を使用し、その当接圧は６０[ｇ
ｆ／ｃｍ]に設定した。このとき、目標の現像ローラ上
のトナー付着量を得ることができた。

【０１０６】また、規制ブレード４１３の当接角度は先
端が現像ローラ４０２の下流側を向く方向で現像ローラ
４０２の接線に対して１０〜４５゜が良好である。規制
ブレード４１３と現像ローラ４０２に挟まれたトナ−の
薄層形成に不必要な分は、現像ローラ４０２から剥ぎ取
られ、目標範囲である単位面積当たり０．４〜０．８
［ｍｇ／ｃｍ^２］の均一な厚みを持った薄層が形成され
る。この時のトナ−帯電は最終的に本実施例では−１０
〜−３０［μＣ／ｇ］の範囲であり、感光体ドラム１上
の潜像と対向して現像される。

【０１０７】本実施形態の一成分現像装置では、感光体
ドラム１の表面と現像ローラ４０２の表面の距離が従来
の２成分現像装置の場合より更に狭くなり、現像能力が
高まり、更なる低電位でも現像が可能となる。そのた
め、図２０の「１成分」のデータに示すように、現像ポ
テンシャルが５０Ｖであっても十分飽和現像が可能であ
った。

【０１０８】図２１は、本実施形態のより具体的な実施
例のプリンタにおける現像ポテンシャル｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜
と画像濃度ＩＤとの関係の測定結果を、比較例３，４と
ともに示している。本実施例２において、画像形成する
ときの現像ポテンシャルの最大設定値｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜ma
x は２５０Ｖである。また、本実施例２及び比較例にお
けるトナーの平均帯電量及び現像ローラ４０２の表層の
抵抗は表３のとおりである。

【表３】

【０１０９】図２１からわかるように、本実施例２で
は、現像ポテンシャルが約１５０Ｖになっているところ
で画像濃度ＩＤが飽和し、現像ポテンシャルが前述の規
定の範囲内（２００Ｖ〜３００Ｖ）にある条件下におい
て、画像濃度ＩＤの変動が０．１５（２．０〜２．１
５）であって目標の最大画像濃度（２．１）の１０％＝
０．２１以下になっている。別の見方をすると、現像ポ
テンシャルが前述の規定の範囲内（２００Ｖ〜３００
Ｖ）にある条件下において、画像濃度ＩＤの変動幅が、
人間が濃度ムラとして感じる、目標の最大画像濃度
（２．１）の±０．１すなわち２．０〜２．２の範囲内
に入っていると言える。従って、現像ポテンシャルが何
らかの原因で５０Ｖ程度変化したとしても、画像濃度Ｉ
Ｄの変動が上記所定の範囲内に抑えられるため、画像濃
度ＩＤの低下や画像濃度ムラが視認されない。実際に画
像濃度変動を評価したところ、画像濃度の変動ムラが少
ない良好な結果が得られた。

【０１１０】これに対し、現像ローラの表層の抵抗が高
い比較例３やトナー帯電量が高い比較例４では、現像ポ
テンシャルに対する画像濃度ＩＤの変化の度合いを示す
現像特性曲線の傾きが小さくなり、現像ポテンシャルの
最大設定値｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜max において十分飽和に近い
状態になく画像濃度の変動しやすくなっている。このた
め、現像ポテンシャルが前述の規定の範囲内（２００Ｖ
〜３００Ｖ）にある条件下において、画像濃度ＩＤの変
動幅が、比較例３では、現像ポテンシャルが２００Ｖの
ときに画像濃度ＩＤが０．５５、２５０Ｖのときに０．
７、３００Ｖのときに０．８５であり、現像ポテンシャ
ルが前述の規定の範囲内（２００Ｖ〜３００Ｖ）にある
条件下において、画像濃度ＩＤの変動幅が０．３であっ
て現像ポテンシャルの最大設定値｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜max ＝
２５０Ｖに対する画像濃度ＩＤ（０．７）の１０％＝
０．０７以上になっている。また、比較例４では、現像
ポテンシャルが２００Ｖのときに画像濃度ＩＤが０．６
５、２５０Ｖのときに０．９、３００Ｖのときに１．２
であり、画像濃度ＩＤの変動幅が０．５５であって現像
ポテンシャルの最大設定値｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜max ＝２５０
Ｖに対する画像濃度ＩＤ（０．９）の１０％＝０．０９
以上になっている。従って、現像ポテンシャルが５０Ｖ
程度変化すると、画像濃度ＩＤが大きく変動することに
より、視認できる程度の画像濃度ＩＤの低下や画像濃度
ムラによる画質低下が発生してしまう。これらの比較例
３，４についても本実施例２と同様に、実際に画像濃度
変動を評価したところ、画像濃度の変動ムラが観察され
た。

【０１１１】以上、本実施形態によれば、現像ポテンシ
ャルの最大設定値｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜maxを１００Ｖ〜３０
０Ｖ程度に設定した場合でも、上記第１の実施形態と同
様に、上記（１）〜（３）式又は（４）〜（６）式を満
たす範囲で画像濃度ＩＤの変動を目標の最大画像濃度の
１０％以下に抑えることができる。従って、感光体ドラ
ム１の帯電電位の変動等に起因した現像ポテンシャル｜
Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜の変動による画像濃度の低下や画像濃度ム
ラを抑制することができる。

【０１１２】また、本実施形態の一成分現像装置におい
ては、現像領域Ａ１における感光体ドラム表面と現像ロ
ーラ表面との間に形成される現像寄与トナー存在領域の
トナー層の単位面積あたりの静電容量Ｃ_ＴＬが、感光体
ドラム１の感光層１Ｐの単位面積あたりの静電容量Ｃ
_ＰＣよりも大きくなるように、感光層１Ｐの材料及び厚
さやトナーの材料及び層厚等を決めている。このように
両静電容量間の大小関係を設定することにより、現像時
のエッジ効果を低減し、細線や小径ドットの太りがな
く、感光体ドラム１上の潜像を忠実に再現して均一性に
優れた画像を形成することができる。

【０１１３】また、本実施形態の一成分現像装置におい
ては、図２２に示すように、上記規制ブレード４１３の
代わりにローラ部材からなる規制ローラ４１４を用いて
もよい。この規制ローラ４１４を用いた場合は、上記規
制ブレード４１３を用いた場合に比して、現像ローラ４
０２と規制ローラ４１４との間に形成されるニップ部に
おける当接圧力を弱めることができるので、経時におい
て、トナーの機械的ハザードを低減することができる。

【０１１４】表４は、トナー層規制部材として規制ブレ
ード４１３及び規制ローラ４１４のそれぞれを用いた場
合について、経時における縦スジの発生状況を調べた実
験結果を示している。この表４の結果からわかるよう
に、上記規制ローラ４１４を用いた場合は、３０ｋ枚の
プリントを行ったときでも縦スジが発生しなかった。一
方、上記規制ブレード４１３を用いた場合は、プリント
枚数が１０ｋ枚を超えたところで縦スジが発生し、規制
ブレード４１３の清掃を行なうとともにトナーを交換し
ないと回復しない状態となった。

【表４】

【０１１５】〔実施形態３〕次に、本発明の第３の実施
形態について説明する。図２３は、本実施形態に係るプ
リンタの概略構成図である。プリンタ全体の構成及び動
作並びに光書込みによる潜像形成方法については、上記
第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。な
お、本実施形態においても、プリンタを構成する複数の
装置の一部を、プリンタ本体に対して着脱可能に一体構
造物（ユニット）として構成してもよい。例えば、図２
４に示すように、感光体ドラム１と帯電装置２と現像装
置４とクリーニング装置６とを、プリンタ本体に対して
着脱可能に一体構造物として構成し、プロセカートリッ
ジとしてもよい。

【０１１６】本実施形態のプリンタは、現像ローラにト
ナーを供給するトナー供給部材として磁気ブラシローラ
を用いた一成分現像装置を使用している点が、上記第１
の実施形態に係るプリンタと異なっている。

【０１１７】図２５は、本実施形態の現像装置の概略構
成図である。現像装置４のケーシング４０１の内部に
は、感光体ドラム１側から、現像剤担持体（トナー担持
体）としての現像ローラ４０２、トナー供給部材として
の磁気ブラシローラ４０３、攪拌・搬送部材４０４、４
０５が配設されている。ケーシング４０１内のトナー１
０と磁性粒子１１とを含む二成分現像剤（以下「現像
剤」という。）１２は、攪拌・搬送部材４０４、４０５
で攪拌され、その一部が、磁気ブラシローラ４０３上に
担持される。磁気ブラシローラ４０３上の現像剤１２
は、現像剤規制部材としての規制ブレード４０６で層厚
が規制された後、トナー供給領域Ａ２で現像ローラ４０
２に接触する。このトナー供給領域Ａ２で磁気ブラシロ
ーラ４０３上の現像剤１２よりトナー１０のみ分離され
て現像ローラ４０２に供給される。

【０１１８】本実施形態の現像装置では、アルミ素管を
ベースとした剛体の感光体ドラム１を用いているので、
現像ローラ４０２はゴム材料が良好で、硬度は１０〜７
０°（ＪＩＳ−Ａ）の範囲が良好である。また、現像ロ
ーラ４０２の直径は１０〜３０ｍｍが好適である。本実
施形態では直径１６ｍｍのものを用いた。また、現像ロ
ーラ４０２の表面は適宜あらして粗さＲｚ（十点平均粗
さ）を１〜４μｍとした。この表面粗さＲｚの範囲は、
トナー１０の体積平均粒径に対して１３〜８０%とな
り、現像ローラ４０２の表面に埋没することなくトナー
１０が搬送される範囲である。ここで、現像ローラ４０
２のゴム材料として使用できるものとしてシリコン、ブ
タジエン、ＮＢＲ、ヒドリン、ＥＰＤＭ等を挙げること
ができる。また、いわゆるベルト感光体を使用した場合
には現像ローラ４０２の硬度は低くする必要がないの
で、金属ローラ等も使用可能である。また、上記現像ロ
ーラ４０２の表面には、経時品質を安定化させるために
適宜コ−ト材料を被覆することが有好である。また、本
実施形態における現像ローラ４０２の機能はトナーを担
持するためだけのものであり、従来の一成分現像装置の
ようにトナー１０と現像ローラ４０２との摩擦帯電によ
るトナー１０への帯電電荷付与の必要がないために、現
像ローラ４０２は電気抵抗、表面性、硬度と寸法精度を
満たせば良く、材料の選択幅は格段に増えることとな
る。

【０１１９】上記現像ローラ４０２の表層コート材料
は、帯電がトナー１０と逆極性でも良いし、トナーを所
望の極性に摩擦帯電する機能を持たせない場合は同極性
でも良い。前者の表層コート材料としては、シリコン、
アクリル、ポリウレタン等の樹脂、ゴムを含有する材料
を挙げることができる。また後者の表層コート材料とし
ては、フッ素を含有する材料を挙げることができる。フ
ッ素を含んだいわゆるテフロン（登録商標）系材料は表
面エネルギーが低く、離型性が優れるため、経時におけ
るトナーフィルミングが極めて発生しにくい。また、上
記表層コート材料に用いることができる一般的な樹脂材
料として、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、
テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニール
エーテル（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン・ヘキサ
フルオロプロピレン重合体（ＦＥＰ）、ポリクロロトリ
フルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、テトラフルオロエチ
レン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、クロロトリフル
オロエチレン・エチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、ポリ
ビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、ポリビニルフル
オライド（ＰＶＦ）等を挙げることができる。これに導
電性を得るために適宜カ−ボンブラック等の導電性材料
を含有させることが多い。更に均一に現像ローラ４０２
にコートできるように、他の樹脂を混ぜ合わせることも
ある。電気抵抗に関してはコート層を含めてバルクの体
積抵抗率を設定するもので、１０^３〜１０^８Ω・ｃｍに
設定できるようにベース層の抵抗と調整を行う。本実施
形態で使用するベース層の体積抵抗率は１０^３〜１０^５
Ω・ｃｍなので、表層の体積抵抗率は少し高めに設定す
ることがある。

【０１２０】上記現像ローラ４０２の表面部の体積抵抗
率は、図２６（ａ）及び（ｂ）に示す方法で測定したも
のである。まず、測定対象の現像ローラ４０２を、接地
された導電性のベース板３００上にセットし、現像ロー
ラ４０２の芯金（回転軸）４０２ａの両端にそれぞれに
Ｆ＝４．９Ｎ（＝５００ｇｆ）の荷重をかけ、全体でＦ
＝９．８Ｎ（１ｋｇｆ）の荷重をかける。これにより、
図２６（ｂ）に示すようにベース板３００との間にニッ
プＷを形成する。現像ローラ４０２の芯金４０２ａに
は、電流計３０１を介して直流電源３０２を接続する。
そして、直流電圧Ｖ（＝１Ｖ）を印加し、そのときの電
流値Ｉ［Ａ］を読み取る。この印加電圧値Ｖ［Ｖ］及び
電流値Ｉ［Ａ］の測定値と、各種寸法Ｌ１［ｃｍ］、Ｌ
２［ｃｍ］及びＷ［ｃｍ］の測定値とを用いて、次式に
より現像ローラ４０２の弾性層４０２ｂの体積抵抗率ρ
ｖを求める。

【数８】ρｖ＝（Ｖ／Ｉ）・（Ｌ１×Ｗ）／Ｌ２

【０１２１】また、上記現像ローラ４０２のコ−ト層の
厚みは５〜５０μｍの範囲が良好で、５０μｍを越える
コート層の硬度とベース層の硬度差が大きい場合で応力
が発生した時にひび割れ等の不具合が生じやすくなる。
また５μｍを下回ると表面磨耗が進むとベース層の露出
が発生してトナーが付着しやすくなる。

【０１２２】上記現像剤１２を構成するトナー１０は、
ポリエステル、ポリオ−ル、スチレンアクリル等の樹脂
に帯電制御剤（ＣＣＡ）及び色剤を混合したものであ
り、その周りにシリカ、酸化チタン等の外添剤を添加す
ることで流動性を高めている。添加剤の粒径は通常０．
１〜１．５μmの範囲である。色剤としてはカーボンブ
ラック、フタロシアニンブルー、キナクリドン、カーミ
ン等を挙げることができる。トナー１０は更に場合によ
ってはワックス等を分散混合させた母体トナーに上記種
類の添加剤を外添しているものも使用することができ
る。トナー１０の体積平均粒径は３〜１２μｍの範囲が
好適である。本実施形態で用いたトナー7の体積平均粒
径は７μｍであり、１２００ｄｐｉ以上の高解像度の画
像にも十分対応することが可能である。また、本実施形
態では、帯電極性が負極性のトナー１０を使用している
が、感光体ドラム１の帯電極性などに応じて帯電極性が
正極性のトナーを使用してもよい。

【０１２３】上記磁性粒子１１は金属もしくは樹脂をコ
アとしてフェライト等の磁性材料を含有し、表層はシリ
コン樹脂等で被覆されたものである。磁性粒子１１の粒
径は２０〜５０μｍの範囲が好適である。また、磁性粒
子１１の抵抗は、ダイナミック抵抗ＤＲで１０^４〜１０
^８Ωの範囲が好適である。

【０１２４】上記磁気ブラシローラ４０３は、複数の磁
極を有する磁石部材４０７を内蔵した非磁性の回転可能
なスリーブ４０８で構成されている。磁石部材４０７は
固定配置され、現像剤１２がスリーブ４０８上の所定箇
所を通過するときに磁力が作用するようになっている。
本実施形態で用いたスリーブ４０８は、直径がφ１８ｍ
ｍであり、表面粗さＲｚ（十点平均粗さ）が１０〜２０
μｍの範囲に入るようにサンドブラスト処理されてい
る。

【０１２５】磁気ブラシローラ４０３に内蔵された磁石
部材４０７は、規制ブレード４０６による規制箇所から
磁気ブラシローラ４０３の回転方向にＮ極（Ｎ１）、Ｓ
極（Ｓ１）、Ｎ極（Ｎ２）、Ｓ極（Ｓ２）、Ｓ極（Ｓ
３）の５つの磁極を有する。なお、磁石部材４０７の磁
極の配置は、図２５の構成に限定されるものではなく、
磁気ブラシローラ４０３の周囲の規制ブレード４０６等
の配置に応じて他の配置に設定してもよい。例えば、規
制ブレード４０６による規制箇所から磁気ブラシローラ
４０３の回転方向にＮ極（Ｎ１）、Ｓ極（Ｓ１）、Ｎ極
（Ｎ２）、Ｓ極（Ｓ２）の４つの磁極を配置してもよ
い。また、図２５の現像装置の例では磁石部材４０７を
固定配置しスリーブ４０８を回転駆動するように構成し
たが、スリーブ４０８を固定配置しその内側のローラ状
の磁石部材を回転させるように構成してもよい。

【０１２６】上記磁石部材４０７の磁力により、スリー
ブ４０８上にトナー１０及び磁性粒子１１からなる現像
剤１３がブラシ状に担持される。そして、磁気ブラシロ
ーラ４０３上の磁気ブラシ中のトナー１０は、磁性粒子
１１と混合されることで規定の帯電量を得る。この磁気
ブラシローラ４０３上のトナーの帯電量としては、−１
０〜−４０［μＣ／ｇ］の範囲が好適である。

【０１２７】上記現像ローラ４０２は、磁気ブラシロー
ラ４０３内の磁極Ｎ２に隣接するトナー供給領域Ａ２で
磁気ブラシローラ４上の磁気ブラシと接触するようにし
て対向するとともに、現像領域Ａ１で感光体ドラム１に
対向するように配設されている。また、本実施形態では
規制ブレード４０６と磁気ブラシローラ４０３の間の最
近接部における間隔が５００μｍに設定され、また規制
ブレード４０６に対向した磁石部材４０７の磁極Ｎ１
を、規制ブレード４０６との対向位置よりも磁気ブラシ
ローラ４０３の回転方向上流側に数度傾斜して位置して
いる。これにより、ケーシング４０１内における現像剤
１２の循環流を容易に形成することができる。

【０１２８】上記規制ブレード４０６は、磁気ブラシロ
ーラ４０３との対向部で磁気ブラシローラ４上に形成さ
れた現像剤１２の量を規制するように磁気ブラシと接触
し、所定量の現像剤がトナー供給領域に搬送されるよう
にするとともに、現像剤１２中のトナー１０と磁性粒子
１１との摩擦帯電を促進させている。

【０１２９】また、現像ローラ４０２及び磁気ブラシロ
ーラ４０３はそれぞれ、図示しない回転駆動装置により
図２５の矢印ｂ方向及びｃ方向に回転駆動され、トナー
供給領域Ａ２では両ローラの表面が互いに逆方向に移動
するようになっている。本実施形態では、感光体ドラム
１の線速２００ｍｍ／ｓに対し、現像ローラ４０２を線
速３００ｍｍ／ｓで回転駆動している。また、トナー供
給領域Ａ２における現像ローラ４０２と磁気ブラシロー
ラ４０３のスリーブとのギャップは０．６ｍｍに設定し
た。

【０１３０】また、現像ローラ４０２の軸部には、現像
領域Ａ１に現像電界を形成するための現像バイアスＶｂ
を印加する電源４０９が接続されている。また、磁気ブ
ラシローラ４０３のスリーブ４０８には、トナー供給領
域Ａ２にトナー供給用電界を形成するためのトナー供給
バイアスＶsupを印加する電源４１０が接続されてい
る。

【０１３１】上記構成の現像装置４において、ケーシン
グ４０１内に収容された現像剤１２は、トナー１０と磁
性粒子１１が混合されたものであり、攪拌・搬送部材４
０４，４０５や磁気ブラシローラ４０３のスリーブ４０
８の回転力、磁石部材４０７の磁力によって攪拌され、
そのときに、トナー１０に磁性粒子１１との摩擦帯電に
より電荷が付与される。一方、磁気ブラシローラ４０３
上に担持された現像剤１２は規制ブレード４０６によっ
て規制され、現像剤１２の一定量がトナー供給バイアス
で形成された電界等により、現像ローラ４０２に転移
し、残りはケーシング４０１内に戻される。上記トナー
供給領域Ａ２では、磁気ブラシ中のトナーが分離されて
現像ローラ４０２に転移し、薄層状のトナー１０が担持
される。そして、現像ローラ４０２上に担持された薄層
状のトナー１０は、該ローラ４０２の回転により現像領
域Ａ１に搬送される。そして、上記現像バイアスで形成
された現像電界により、感光体ドラム１上の静電潜像に
選択的に付着し、該静電潜像が現像される。

【０１３２】ここで、現像ローラ４０２に供給される磁
気ブラシローラ４０３上のトナーの帯電量と、現像ロー
ラ４０２に薄層状に担持されたトナーの帯電量を、従来
の一成分現像装置と比較して説明する。表５は、本実施
形態の現像装置及び従来の一成分現像装置で同じトナー
を使用し、現像ローラに供給される直前の磁気ブラシロ
ーラ４０３又は従来のトナー供給ローラ上のトナーの帯
電量と、現像ローラ４０２に薄層状に担持されたトナー
の帯電量とを測定した実験結果を示している。地汚れの
ランクは、前述のΔＩＤの測定値に基づいて設定された
ものである。例えば、ΔＩＤが０．０８〜０．０４の範
囲内にあるときをランク「３」としている。

【表５】

【０１３３】従来の一成分現像装置においては、現像ロ
ーラ上の担持量は１〜３［ｍｇ／ｃｍ^２］とかなり多
い。これを薄層化ブレードで一部掻き取るがかなり広範
な帯電量のトナーが通過せざるを得ないと考える。した
がって、表５に示すように実際に薄層形成時のトナー帯
電量は平均で−１２［μＣ／ｇ］まで上がっているが、
画像を確認すると地汚れランクは「３」と平均的であっ
た。一方、本実施形態の現像装置では、現像時の現像ロ
ーラ４０２上のトナー帯電量は平均で−１２［μＣ／
ｇ］と従来の一成分現像装置と同じであるが、地汚れの
ランクは「５」であり、画像特性が優れていることが分
かった。

【０１３４】また、本実施形態の現像装置において、現
像ローラ４０２上のトナーの粒径及び帯電量分布と画像
品質との間に、以下に示すような関係があることがわか
った。トナーの粒径及び帯電量分布の測定には、Ｅ−Ｓ
ＰＡＲＴ ＡＮＡＬＹＺＥＲ（ホソカワミクロン株式会
社製の分析装置であり、以下、「Ｅ−ＳＰＡＲＴ分析装
置」という。）を使用した。このＥ−ＳＰＡＲＴ分析装
置は、二重ビーム周波数偏移型レーザードップラー速度
計と静電界中で粒子の動きを摂動させる弾性波とを用い
た方法を採用し、現像ローラ４０２上のトナーにエアを
吹き付けて飛ばし、電界中の動きを捉えることでトナー
個々の粒径と帯電量のデータを得られるものである。本
確認実験では３０００個のトナーをサンプリングして分
布の相違を見た。

【０１３５】図２７は、トナー供給領域Ａ２に到達する
直前の磁気ブラシローラ４０３上のトナーの帯電量個数
分布（破線）と、現像ローラ４０２上に供給されたトナ
ーの帯電量個数分布（実線）とを測定した実験結果を示
している。図２７の実験結果から、磁気ブラシローラ４
０４から現像ローラ４０２にトナーが供給されるときに
ピークの帯電量が絶対値で高帯電側にシフトしている。
このようにシフトすることにより、磁気ブラシローラ４
０４を用いない従来の現像装置の場合と比較して地汚れ
に対する余裕度低減が少なく、地汚れに対する余裕度が
維持できていることが分かる。図２８は、本実施形態の
現像装置（◇）と磁気ブラシローラを用いない従来の現
像装置の場合（□）で経時における地汚れの比較を行っ
た実験結果を示している。この結果からわかるように、
従来の現像装置では５０ｋ枚で地汚れランクが著しく低
下したのに対し、本実施形態の現像装置では２００ｋ枚
を超えても問題の無い地汚れのレベルで維持している。

【０１３６】以上のように、本実施形態では、現像ロー
ラ４０２に担持したトナーの帯電量のバラツキが少ない
ので、極低帯電トナーや逆帯電トナーの発生を抑えつ
つ、図２９に示すようにトナーの帯電量を小さくして現
像能力を高めて低い現像ポテンシャルでの飽和現像が可
能となる。また、本実施形態で用いるトナーについて
も、球形度が９５％以上の球形トナーが好ましい。この
球形トナーを用いた場合は、前述のようにトナーの帯電
量個数分布プロファイルがさらにシャープになるので、
図３０に示すように従来の粉砕トナーを用いた場合に比
して、現像ポテンシャルがより低い条件下で飽和現像が
可能となる。

【０１３７】以上、本実施形態によれば、上記磁気ブラ
シローラ４０４から供給された帯電量のばらつきが少な
いトナーを感光体ドラム１上の静電潜像の現像に用いる
ことができるので、上記低電位プロセスでの飽和現像が
できるようにトナーの帯電量を小さくして現像能力を高
めた場合でも、極低帯電トナーや逆帯電トナーの存在確
率が小さくなる。従って、上記第１の実施形態と同様
に、上記（１）〜（３）式又は上記（４）〜（６）式を
満たす範囲で画像濃度ＩＤの変動を目標の最大画像濃度
の１０％以下に抑えることができるとともに、極低帯電
トナーや逆帯電トナーに起因した地汚れなどの画質低下
を防止することができる。

【０１３８】また、本実施形態によれば、磁気ブラシロ
ーラ４０３上の磁気ブラシ（二成分現像剤）から帯電済
みのトナーのみを現像ローラ４０２上に供給し担持させ
ることができる。したがって、現像ローラ４０２上のト
ナーを薄層化ブレードなどの接触部材で摩擦帯電する必
要がなく、現像ローラ４０２上のトナーフィルミング
や、現像ローラ及び接触部材の摩耗による現像特性の経
時的な変化などの問題がなくなる。

【０１３９】また、現像ローラ４０２上のトナーの帯電
量分布と、磁気ブラシローラ上のトナーの帯電量分布と
を異ならせている。このため、磁気ブラシローラ４０３
上の摩擦帯電特性に制約等があって磁気ブラシローラ４
０３上のトナーの帯電量分布が所望の分布でない場合で
も、現像ローラ４０２上には所望の帯電量分布からなる
トナーを担持することができる。したがって、地汚れや
画像濃度不足（ドット抜け）のない高品質のトナー像を
得ることができる。また、地汚れ防止により感光体ドラ
ム１上の残留トナーの量が少なくなるので、感光体表面
をクリーニングするクリーニング装置６の小型化を図る
ことができる。

【０１４０】また、現像ローラ４０２上に担持したトナ
ーの帯電量にバラツキが少なく安定した帯電量分布を得
ることができるので、特に２値プロセスで画像を形成す
る場合において安定した飽和現像が可能となる。したが
って、地汚れや画像濃度不足（ドット抜け）に起因する
ザラツキがない画像を安定して形成することができる。

【０１４１】更に、本実施形態の一成分現像装置におい
ては、現像領域Ａ１における感光体ドラム表面と現像ロ
ーラ表面との間に形成される現像寄与トナー存在領域
（トナー層）の単位面積あたりの静電容量Ｃ_ＴＬが、感
光体ドラム１の感光層１Ｐの単位面積あたりの静電容量
Ｃ_ＰＣよりも大きくなるように、感光層１Ｐの材料及び
厚さやトナーの材料及び層厚等を決めている。このよう
に両静電容量間の大小関係を設定することにより、現像
時のエッジ効果を低減し、細線や小径ドットの太りがな
く、感光体ドラム１上の潜像を忠実に再現して均一性に
優れた画像を形成することができる。

【０１４２】〔実施形態４〕次に、本発明の第４の実施
形態について説明する。本実施形態では、前述のように
現像γを大きくし、小さな現像ポテンシャルで飽和濃度
を得るようにした場合に、感光体ドラム上でのトナーの
過剰付着を抑制することにより、地汚れ、転写時の散
り、細線画像のつぶれ等の著しい画像品質の劣化を防止
している。

【０１４３】図３１は、本実施形態のプリンタに用いた
現像装置の概略構成図である。プリンタ全体の構成及び
動作並びに光書込みによる潜像形成方法については、上
記第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
なお、本実施形態においても、プリンタを構成する複数
の装置の一部を、プリンタ本体に対して着脱可能に一体
構造物（ユニット）として構成してもよい。

【０１４４】本実施形態の現像装置で用いる現像剤１２
を構成するトナー１０は、磁性体を含有させ、磁性トナ
ーとしても使用することもできる。具体的な磁性体とし
ては、マグネタイト、ヘマタイト、フェライト等の酸化
鉄、コバルト、ニッケルのような金属あるいはこれら金
属とアルミニウム、銅、鉛、マグネシウム、スズ、亜
鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、カドミウム、
カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タングステ
ン、バナジウムのような金属との合金及びその混合物等
が挙げられる。これらの磁性体は平均粒径が０．１〜２
μｍ程度のものが望ましく、このときの磁性体の含有量
は、結着樹脂１００質量部に対して最大５〜２０質量
部、特に好ましくは結着樹脂１００質量部に対して１５
質量部である。

【０１４５】上記トナー１０に対して添加剤は用いない
場合もあるが、近年はトナーに流動性及び均一な帯電能
力を与えるために用いられる場合が多い。この添加剤と
しては、従来公知のものが使用できるが、具体的には、
Ｓｉ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｉｎ，Ｇ
ａ，Ｎｉ，Ｍｎ，Ｗ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｚｎ，Ｃｒ，Ｍｏ，
Ｃｕ，Ａｇ，Ｖ，Ｚｒ等の酸化物や複合酸化物等が挙げ
られ、特にＳｉ，Ｔｉ，Ａｌの酸化物であるシリカ、チ
タニア、アルミナが好適に用いられる。また、このとき
の添加剤の添加量は、母体粒子１００質量部に対して
０．５〜１．８質量部であることが好ましく、特に好ま
しくは、０．７〜１．２質量部である。添加剤の添加量
が、０．５質量部未満であると、トナーの流動性が低下
するため、十分な帯電性が得られず、また、転写性や耐
熱保存性も不十分となり、また、地汚れやトナー飛散の
原因にもなりやすい。また、１．８質量部より多いと、
流動性は向上するものの、ビビリ、ブレードめくれ等の
感光体クリーニング不良や、トナーから遊離した添加剤
による感光体等へのフィルミングが生じやすくなり、ク
リーニングブレードや感光体等の耐久性が低下し、定着
性も悪化する。さらに、細線部におけるトナーのチリが
発生しやすくなり、特に、フルカラー画像における細線
の出力の場合には、少なくとも２色以上のトナーを重ね
る必要があり、付着量が増えるため、特にその傾向が顕
著である。さらに、カラートナーとして用いる場合に
は、添加剤が多く含有されていると、透明シートに形成
されたトナー画像をオーバーヘッドプロジェクターで投
影した場合に投影像にかげりが生じ、鮮明な投影像が得
られにくくなる。

【０１４６】上記添加剤の含有量の測定には種々の方法
があるが、蛍光Ｘ線分析法で求めるのが一般的である。
すなわち、添加剤の含有量既知のトナーについて、蛍光
Ｘ線分析法で検量線を作成し、この検量線を用いて、添
加剤の含有量を求めることができる。

【０１４７】さらに、本実施形態で用いられる添加剤
は、必要に応じ、疎水化、流動性向上、帯電性制御等の
目的で、表面処理を施されていることが好ましい。この
表面処理に用いる処理剤としては、有機系シラン化合物
等が好ましく、例えば、メチルトリクロロシラン、オク
チルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン等のア
ルキルクロロシラン類、ジメチルジメトキシシラン、オ
クチルトリメトキシシラン等のアルキルメトキシシラン
類、ヘキサメチルジシラザン、シリコーンオイル等が挙
げられる。また、処理方法としては、有機シラン化合物
を含有する溶液中に添加剤を漬積し乾燥させる方法、添
加剤に有機シラン化合物を含有する溶液を噴霧し乾燥さ
せる方法等があるが、本発明においては、いずれの方法
も好適に用いることができる。

【０１４８】トナー１０の体積平均粒径の範囲は３〜１
２μｍが好適であるが、本実施形態で用いたトナー１０
の体積平均粒径は６μｍであり、１２００ｄｐｉ以上の
高解像度の画像にも十分対応することが可能である。な
お、トナーの体積平均粒径は、前述の第１の実施形態と
同様に前述の分析装置を用いた方法で測定した。

【０１４９】現像剤１２を構成する磁性粒子１１は金属
もしくは樹脂をコアとしてフェライト等の磁性材料を含
有し、表層はシリコン樹脂等で被覆されたものである。
更に被覆を行わないノンコートでも使用することが可能
である。この磁性粒子１１の粒径は２０〜５０μｍの範
囲が良好である。また、磁性粒子１１の電気抵抗はダイ
ナミック抵抗ＤＲで１０^２〜１０^７Ωの範囲が最適であ
る。なお、磁性粒子１１のダイナミック抵抗ＤＲは、前
述の第１の実施形態で用いた方法と同様な方法で測定し
たものである。

【０１５０】現像剤担持体としての現像スリーブ４２１
は非磁性の回転可能ないわゆるスリーブ状の形状を持
ち、内部には複数の磁石部材４２２を配設している。磁
石部材４２２は固定されているため、現像剤１２が所定
の場所を通過するときに磁力を作用させられるようにな
っている。本実施形態では現像スリーブの直径をφ１８
ｍｍとし、その表面はサンドブラスト処理等をおこな
い、５〜５０μｍＲＺの範囲に入るようにしている。ま
た、１〜数ｍｍの深さを有する複数の溝を形成する処理
を行い、現像剤の担持性を上げる場合もある。磁石部材
４２２はドクタ４２３の対向箇所から現像スリーブ４２
１の回転方向にＮ極（Ｎ１）、Ｓ極（Ｓ１）、Ｎ極（Ｎ
２）、Ｓ極（Ｓ３）、Ｓ極（Ｓ２）の５つの磁極を有す
る。磁石部材４２２の磁極により、現像スリーブ４２１
上にトナー１０及び磁性粒子１１からなるは現像剤１２
がブラシ状に担持され、トナー１０は磁性粒子１１と混
合されることで規定の帯電量を得る。本実施形態では−
５〜−３０[μＣ／ｇ]の範囲が好適である。なお、トナ
ーの帯電量は、上記第１の実施形態と同様な分析装置を
用いた方法で測定した。

【０１５１】上記ドクタ４２３は、現像スリーブ４２１
上に形成された現像剤１２の磁気ブラシと接触するよう
に、現像スリーブ４２１と対向している。このドクタ４
２３と現像スリーブ４２１の間の最近接部における間隔
は５００μｍに設定され、またドクタ４２３に対向した
磁石部材４２２の磁極Ｎ１はドクタ４２３よりも現像ス
リーブ４２１の回転方向上流側に数度傾斜して位置して
いる。これにより、現像剤１２のドクタ４２３から戻る
ような循環流を容易に形成することができる。

【０１５２】上記構成の現像装置４において、ホッパ４
００に収容された現像剤１２はトナー１０と磁性粒子１
１が混合されたものであり、図示しない攪拌・搬送部材
や現像スリーブ４２１の回転力、磁石部材４２２の磁力
によって攪拌され、そのとき、トナー１０には磁性粒子
１１との摩擦帯電により電荷が付与される。一方、現像
スリーブ４２１上に担持された現像剤１２はドクタ４２
３によって規制されて一定量が担持され、残りはホッパ
４００内に戻される。現像スリーブ４２１上の現像剤１
２のうちトナー１０は感光体ドラム１上に形成された潜
像に対して、現像スリーブ４２１に印加された現像バイ
アスにより現像され、感光体ドラム１上で顕像化され
る。なお、本実施形態では感光体ドラム１の線速を２０
０mm/s、現像スリーブ４２１の線速を２４０mm/sに設定
している。感光体ドラム１の直径をφ５０ｍｍ、現像ス
リーブ４２１の直径をφ１８ｍｍとして、現像行程が行
なっている。現像スリーブ４２１上のトナー帯電量は−
５〜−３０［μＣ/ｇ］の範囲である。感光体ドラム１
と現像スリーブ４２１の間隙である現像ギャップＧＰは
従来の０．８ｍｍから０．２ｍｍの範囲で設定でき、値
を小さくすることで現像効率の向上を図ることが可能で
ある。

【０１５３】次に、本実施形態における現像条件につい
て説明する。本実施形態では感光体ドラム１の帯電（露
光前）電位Ｖ_Ｄを−３００Ｖ、露光後電位Ｖ_Ｌを−５０
Ｖ、現像バイアス電圧Ｖ_Ｂを−２５０Ｖ、すなわち現像
ポテンシャル（Ｖ_Ｌ−Ｖ_Ｂ＝２００Ｖ）として現像工程
を行なっている。図３２は、横軸に｜Ｖ_Ｄ−Ｖ_Ｌ｜を取
り、縦軸に｜Ｖ_Ｌ−Ｖ_Ｂ｜を取ったグラフである。｜Ｖ
_Ｄ−Ｖ_Ｌ｜＜３００Ｖの領域は、感光体ドラム表面の露
光部分とそうで無い部分との間の放電を避けるためにパ
ッシェンの放電則より設定したものである。前述の図９
に示すように電位差が４００Ｖ以下では剥離放電が発生
しにくいことが実験的に検証されている。また、理論上
でも電位差が３１５Ｖ以下では放電しないことが証明さ
れており、本実施形態において｜Ｖ_Ｄ−Ｖ_Ｌ｜＜３００
Ｖの領域では放電はほとんど発生しないものである。

【０１５４】図３２のグラフの斜めの線は｜Ｖ_Ｄ−Ｖ_Ｌ
｜＝｜Ｖ_Ｌ−Ｖ_Ｂ｜の線を示すものであり、本実施形態
はネガポジのプロセスであり、Ｖ_Ｄ、Ｖ_Ｌ、Ｖ_Ｂの値が
全て同一極性なので、ハッチングを付した領域は｜Ｖ_Ｄ
｜−｜Ｖ_Ｂ｜＞０の範囲を示すものになる。このハッチ
ング領域が｜Ｖ_Ｄ−Ｖ_Ｌ｜及び｜Ｖ_Ｌ−Ｖ_Ｂ｜の取り得
る範囲となる。

【０１５５】本実施形態においても、現像ポテンシャル
と画像濃度ＩＤとの関係は、前述の第１の実施形態にお
ける図１のようになる。ここで、図１の各曲線の傾き等
の計算したデータを表６に示す。

【表６】

【０１５６】本実施形態では、飽和画像濃度ＩＤを得る
ために必要な量を次の（８）式で定義されるＸとしたと
き、感光体ドラム１上のトナー付着量がＸの１.５倍以
下になるように構成している。

【数９】 Ｘ＝０．６×トナー粒径×トナーの真比重／転写率 ・・・（８）

【０１５７】上記Ｘの値はトナー粒径を６.８μｍ、ト
ナーの真比重を１.０５ｇ／ｃｍ^３、転写率を９０％と
して、必要量を６０％とすると、Ｘ＝６.８×１０
^−４[ｃｍ]×１.０５[ｇ／ｃｍ^３]／０.９×０.６＝０.
４７６[ｍｇ／ｃｍ^２]となり、１.５×Ｘ＝０.７１４
[ｍｇ／ｃｍ^２]となる。

【０１５８】図３３は、トナー粒径をパラメータとし
て、トナー付着量とトナー層厚（それぞれトナー個数に
換算）との関係を示したグラフである。また、図３４は
トナー粒径をパラメータとして、感光体ドラム１上のト
ナー付着量が飽和画像濃度ＩＤを得るために必要な量Ｘ
のとき、０.６ｍｇ/ｃｍ^２のとき、Ｘの１.５倍のとき
の各条件下におけるトナー層厚（それぞれトナー個数に
換算）を示すグラフである。図３３及び図３４におい
て、トナーの充填率は３０％である。これらのグラフに
よると、感光体ドラム１上のトナー付着量を上記Ｘの
１.５倍以下に設定することでトナー層厚が５層以下に
なっていることがわかる。トナー層厚が５層になるとト
ナーの静電的な付着力が１層と比較して約１/２５とな
り、何とか保持できる状態であるが、トナー層厚が５層
を超えると例えば６層では１/３６となりトナーの静電
的な付着力が低減して、特に転写時に散りの原因とな
る。また、トナーの最大付着量を０.６ｍｇ/ｃｍ^２とす
ることで図３４に示すように最大付着量を０.６ｍｇ/ｃ
ｍ^２のときの層厚を示したもので、これも５層以下にな
っているので、転写時に散りを発生させない。

【０１５９】特に、本実施形態の現像装置をカラー画像
形成装置に用いた場合、トナー層を転写等で重ね合わせ
るために散りが特に発生し易いが、本発明ではトナー付
着量を低減することができるので、前記のトナー散り等
の防止に有効である。

【０１６０】なお、本実施形態において、磁気ブラシの
トナー供給能力を制限するために現像剤１２中のトナー
１０の使用比率（磁気ブラシへのトナーの供給量に対す
るトナー使用量の比率）は、７０％以上設定して余分な
供給能力を持たせないようにするのが好ましい。ここ
で、上記トナーの使用比率が７０％、８０％の場合を、
比較例の６０％の場合と比較して説明する。感光体ドラ
ム１上に必要なトナー付着量を０.７ｍｇ/ｃｍ^２とする
とトナー粒径を６．８μｍ、キャリア径を５０μｍ、ト
ナー濃度を５質量％で現像スリーブ４２１の感光体ドラ
ム１に対する線速比を２とする。そして、現像剤１２の
汲み上げ量は、上記使用比率が７０％では１０ｍｇ/ｃ
ｍ^２となり、６０％では１１.６ｍｇ/ｃｍ^２となり、８
０％では８.７５ｍｇ/ｃｍ^２となる。図３５は、磁気ブ
ラシ中のトナーの使用比率をパラメータとして横軸の現
像ポテンシャルと縦軸の感光体ドラム１上のトナー付着
量との関係を示すグラフである。現像ポテンシャルが何
らかの理由で大きくなった場合に実施例の７０％、８０
％ではトナー付着量が約０.８ｍｇ/ｃｍ^２で問題無いの
に対して、比較例の６０％ではトナー付着量が約０.９
２ｍｇ/ｃｍ^２となり、過剰付着により転写時の散りが
発生した。

【０１６１】〔実施形態５〕次に、本発明の第５の実施
形態について説明する。本実施形態では、現像ポテン
シャルＶ_Ｐや現像剤の穂の高さを制限することによ
り、トナー供給能力を低減し、余分なトナー供給能力を
持たせないようにしている。基本的な構成及び動作は、
上記第４の実施形態と同様であるので、説明を省略す
る。

【０１６２】上記の現像ポテンシャルＶ_Ｐを制御する
例では、電位変動を制御して変動を少なくしようとした
ものであり、感光体ドラム１の潜像形成後の部分に対向
するように図示しない電位センサを配設している。この
電位センサの検知結果に基づいて前記２者の差異を一定
値に制御することにより、初期帯電時に帯電電位もしく
は露光量が変動したときでも、現像ポテンシャルＶ_Ｐの
変動を低減することができる。比較例として制御しない
場合の変動は帯電によるΔＶ_Ｄが＋２０Ｖ、露光による
ΔＶ_Ｌが＋１０Ｖで合わせて３０Ｖとなり、現像量とし
て０．４ｍｇ／ｃｍ^２増加して転写時に散りが発生して
ランクが４から２．５に低減（悪化）した。

【０１６３】また、上記の現像剤による穂（磁気ブラ
シ）の現像時の高さを規定したものである。この穂（磁
気ブラシ）の高さは、感光体ドラムがないと仮定した場
合の高さである。具体的には、現像ギャップ４００μｍ
に対して穂の高さを現像ギャップの２倍以下にして７５
０μｍに設定する。ここで、２倍を越えた穂の高さ８２
０μｍのものと比較を行う。基本的にＴＣは５質量％で
同一とするが、ドクタギャップＧＤを変化させて汲み上
げ量が変化することで磁気ブラシの穂の高さが変化して
いる。図３６には、ドクタギャップＧＤが５５０μｍで
汲み上げ量が６０ｍｇ／ｃｍ ^２である実施例と、ドクタ
ギャップＧＤが７００μｍで汲み上げ量が８０ｍｇ／ｃ
ｍ^２である比較例について、穂の高さを示している。こ
の両者の場合の現像γ特性を、図３７に示した。実施例
ではトナー付着量が約０.８１ｍｇ/ｃｍ^２でトナーの過
剰付着の問題がなかったが、これに対し、比較例ではト
ナー付着量が約０.９３ｍｇ/ｃｍ^２となり、トナーの過
剰付着により転写時の散りが発生した。

【０１６４】〔実施形態６〕次に、本発明の第６の実施
形態について説明する。本実施形態では、磁性粒子（キ
ャリア）に対するトナーの被覆率を５０％以下に規定す
ることにより、トナー供給能力を低減し、余分なトナー
供給能力を持たせないようにしている。基本的な構成及
び動作は、上記第４の実施形態と同様であるので、説明
を省略する。

【０１６５】キャリアに対するトナーの被覆率Ｔｎは添
加剤の添加率ＴＣの関数であり、（９）式で算出でき
る。ここで、Ｃはトナー濃度ＴＣ[質量％]、ｒはトナー
粒子半径、Ｒはキャリア粒子の半径、ρｒはトナーの真
比重、ρｔはキャリアの真比重である。

【数１０】

【０１６６】図３８はキャリアに対するトナーの被覆率
とトナーの過剰付着（過剰飽和）との関係を示したもの
である。被覆率が５０％以下ではトナーの供給量が抑制
できるので、過剰飽和に対する余裕度が得られるが、被
覆率が５０％を越えると現像剤の穂（磁気ブラシ）のト
ナー供給能力が向上するので、過剰飽和の状態になる可
能性が出てくる。ここで、トナー粒径を６．８μｍ、キ
ャリア径を５０μｍ、トナー濃度を７質量％の場合、被
覆率は約５０％となる。トナー濃度が７質量％を越えた
ときに現像ポテンシャルＶ_Ｐの変動が光量変動により発
生し、現像ポテンシャルＶ_Ｐが＋３０Ｖとなったときに
７．２質量％ではＶ_Ｐ２５０Ｖでトナー付着量が０.９
５ｍｇ/ｃｍ^２に増加して、転写における散りが発生し
て画像品質が著しく劣化した。これに対して、トナー濃
度が６．８質量％では上記同一条件で現像ポテンシャル
Ｖ_Ｐが増加してもトナー付着量の増加は０.７７ｍｇ/ｃ
ｍ^２に抑えられたので、転写時の散りは問題無かった。

【０１６７】〔実施形態７〕次に、本発明の第７の実施
形態について説明する。本実施形態では、感光体ドラム
に対する現像スリーブの回転線速比、現像スリーブへの
現像剤の汲み上げ量、現像スリーブ上の現像剤に作用す
る磁気力を規定することにより、トナー供給能力を低減
し、余分なトナー供給能力を持たせないようにしてい
る。基本的な構成及び動作は、上記第４の実施形態と同
様であるので、説明を省略する。

【０１６８】本実施形態では、上記第４の実施形態及び
第５の実施形態の構成に加えて、現像スリーブ４２１
の感光体ドラム１に対する回転線速比、磁気ブラシに
おける現像剤の汲み上げ量、及び磁気ブラシの穂を柔
らかく形成して感光体ドラム１に対する当接圧の少なく
とも一つを規定することにより、トナー供給能力を低減
している。以下、異なった部分の設定なので、順番に説
明を行う。

【０１６９】回転線速比：現像スリーブ４２１の感光
体ドラム１に対する回転線速比については３以下が好ま
しい。このように回転線速比を低減することでトナー供
給能力を抑制し、トナーの過剰付着を防止することがで
きる。ここで、より具体的な実施例として上記回転線速
比が２．８の場合と、比較例としての上記回転線速比が
３．２の場合におけるトナー付着量を比較してみた。図
３９は、現像スリーブ４２１の感光体ドラム１に対する
回転線速比ＶＤ/ＶＰが異なるときのトナーの過剰付着
による転写時の散りのランクを示したものである。図３
９の縦軸は感光体ドラム１上のトナー付着量であり、横
軸は現像ポテンシャルである。このときの基本条件は、
トナー径が６．８μｍ、磁性粒子（キャリア）の径が５
０μｍ、トナー濃度ＴＣが５質量％である。画像の比較
を行ったところ、回転線速比２．８ではトナー供給能力
が抑制されていることから、トナーの過剰付着は現像ポ
テンシャルＶ_Ｐ＝２５０Ｖで０.７３ｍｇ/ｃｍ^２と問題
ないレベルであった。これに対し、比較例の回転線速比
３．２の場合ではトナーの過剰付着が０.９６ｍｇ/ｃｍ
^２で、転写時に散りが問題になるレベルであった。

【０１７０】汲み上げ量：現像スリーブ４２１上に汲
み上げられて担持される現像剤量については、６０ｍｇ
/ｃｍ^２以下が好ましい。このように現像スリーブ４２
１上に担持された現像剤量を低減することでトナー供給
能力を抑制し、トナーの過剰付着を防止することができ
る。ここで、より具体的な実施例として現像剤の汲み上
げ量が５８ｍｇ/ｃｍ^２の場合と、比較例としての６４
ｍｇ/ｃｍ^２の場合におけるトナー付着量を比較してみ
た。図４０は、現像剤の汲み上げ量が異なるときのトナ
ーの過剰付着による転写時の散りのランクを示したもの
である。図４０の縦軸は感光体ドラム１上のトナー付着
量であり、横軸は現像ポテンシャルである。このときの
基本条件はトナー径が６．８μｍ、磁性粒子（キャリ
ア）の径が５０μｍ、トナー濃度ＴＣが５質量％であ
る。画像の比較を行ったところ現像剤の汲み上げ量が５
８ｍｇ/ｃｍ^２の場合ではトナーの過剰付着は０.７３ｍ
ｇ/ｃｍ^２と問題ないレベルであった。これに対し、現
像剤の汲み上げ量が６４ｍｇ/ｃｍ^２の場合は、トナー
の過剰付着が０.９４ｍｇ/ｃｍ^２で転写時に散りが問題
になるレベルであった。

【０１７１】感光体ドラム１に対する磁気ブラシの穂
の当接圧：現像スリーブ４２１上に形成される磁気ブラ
シの穂は柔らかく形成し、感光体ドラム１に対する当接
圧を低減するのが好ましい。これによ、りトナー供給能
力を低減させて、余分な供給能力を持たせないように
し、トナーの過剰付着を防止することができる。ここ
で、前述の表２に示したように、本実施形態の現像装置
における幾つかのパラメータを変更したときの現像トル
クとトナー帯電量の値が分かっている。これらのパラメ
ータを、本実施形態の具体例である実施例Ａ〜Ｄの範囲
で選択することにより、現像能力が抑制されてトナーの
過剰付着を防止することができる。

【０１７２】また、本実施形態の現像装置では、現像ス
リーブ４２１内に設けられた磁石部材４２２のＳ１極が
いわゆる主磁極となるが、全ての磁極が、磁性粒子を含
めた現像剤の搬送及び磁気ブラシの硬さに影響を及ぼ
す。これは、各磁極の磁力と磁性粒子の飽和磁化の強さ
によって決まるもので、本実施形態では主磁極の磁力Ｍ
_Ｄが７０［ｍＴ］、磁性粒子１１の飽和磁化の強さＭ_Ｃ
が１００×４π×１０^{− ７}［Ｗｂ・ｍ／ｋｇ］（＝１０
０［ｅｍｕ／ｇ］）である。この範囲では磁気ブラシの
硬さは適度であり、経時でも現像剤がストレスを受ける
ことなく使用し続けることができる。

【０１７３】図４１のハッチングを付した領域は主磁極
の磁力Ｍ_Ｄ及び磁性粒子１１の飽和磁化の強さＭ_Ｃの好
適範囲を示しているが、主磁極の磁力Ｍ_Ｄ＜６０［ｍ
Ｔ］もしくは磁性粒子１１の飽和磁化の強さＭ_Ｃ＜３０
×４π×１０^−７［Ｗｂ・ｍ／ｋｇ］（＝３０［ｅｍｕ
／ｇ］）では十分強固な磁気ブラシが形成できず、均一
な現像が行えない。また、主磁極の磁力Ｍ_Ｄ＞８０［ｍ
Ｔ］もしくはＭ_Ｃ＞１４０×４π×１０^−７［Ｗｂ・ｍ
／ｋｇ］（＝１４０［ｅｍｕ／ｇ］）では磁気ブラシが
現像スリーブ４２１上で強固に形成されるのでトナーの
供給量が増加して転写時に散りが発生した。これに対
し、図４１のハッチングを付した好適範囲では、十分強
固な磁気ブラシを形成でき均一な現像が行えるととも
に、転写時に散りが発生するという問題もなかった。

【０１７４】なお、上記各実施形態では、感光体ドラム
１上に反転現像用の静電潜像を形成し、現像装置により
該静電潜像を反転現像する場合について説明したが、本
発明は、感光体ドラム１上に正規現像用の静電潜像を形
成し、該静電潜像を正規現像する場合にも適用すること
ができる。

【０１７５】また、上記各実施形態では、感光体ドラム
上に形成したトナー像を転写紙に直接転写する場合につ
いて説明したが、本発明は、感光体ドラム上のトナー像
を一旦中間転写体に転写し、その後、中間転写体上のト
ナー像を転写紙に転写する画像形成装置にも適用できる
ものである。例えば、一つの感光体ドラム上に各色ごと
のトナー像を順次形成し、感光体ドラム上の各色トナー
像を一次転写装置で中間転写体としての中間転写ベルト
に重ね合わせて転写し、中間転写ベルト上の重ねトナー
像を２次転写装置で転写紙に一括転写するカラー画像形
成装置にも適用することができる。また例えば、中間転
写体としての中間転写ベルトの直線状の移動経路部分に
沿って感光体ドラムを含む画像形成ユニットを複数組並
べて配置し、各画像形成ユニットの感光体ドラム上に互
いに異なる色のトナー像を形成し、各感光体ドラム上の
トナー像を一次転写装置で該中間転写ベルト上に重ね合
わせて転写し、中間転写ベルト上の重ねトナー像を２次
転写装置で転写紙に一括転写するタンデム型のカラー画
像形成装置にも適用することができる。

【０１７６】また、上記各実施形態ではプリンタの場合
について説明したが、本発明は、複写機やＦＡＸなど他
の画像形成装置にも適用できるものである。

【０１７７】

【発明の効果】請求項１乃至３及び請求項５乃至２３の
発明によれば、潜像担持体における通電電荷量が少なく
なり、潜像担持体に対する帯電・露光の繰り返しによる
潜像担持体の疲労を低減することができるので、潜像担
持体の長寿命化を図ることができる。しかも、上記特定
の現像ポテンシャルの変動範囲における画像濃度の変動
幅を所定範囲内に抑えるので、潜像担持体の帯電電位の
変動等に起因した現像ポテンシャルの変動による画像濃
度の低下や画像濃度ムラを抑制することができるという
優れた効果がある。

【０１７８】請求項４乃至２３の発明によれば、潜像担
持体における通電電荷量が少なくなり、潜像担持体に対
する帯電・露光の繰り返しによる潜像担持体の疲労を低
減することができるので、潜像担持体の長寿命化を図る
ことができる。しかも、飽和画像濃度よりも十分に高い
画像濃度を確保しつつ、潜像担持体上のトナーの過剰付
着による地汚れ等の画質低下を防止することができると
いう効果がある。

【０１７９】特に、請求項６の発明によれば、上記二成
分現像剤を用いた現像を行うときに、上記特定の現像ポ
テンシャルの変動範囲における画像濃度の変動幅を確実
に所定範囲内に抑えることができるという優れた効果が
ある。

【０１８０】特に、請求項７の発明によれば、エッジ効
果を低減することができるという優れた効果がある。

【０１８１】特に、請求項８の発明によれば、所定強度
の現像電界を形成するための現像ポテンシャルの大きさ
を低減することができるので、上記特定の現像ポテンシ
ャルの変動範囲における画像濃度の変動幅をより確実に
所定範囲内に抑えることができるという優れた効果があ
る。

【０１８２】特に、請求項９の発明によれば、上記一成
分現像剤を用いた現像を行うときに、上記特定の現像ポ
テンシャルの変動範囲における画像濃度の変動幅を確実
に所定範囲内に抑えることができるという優れた効果が
ある。

【０１８３】特に、請求項１０の発明によれば、現像剤
担持体とトナー層厚規制部材との間に形成されるニップ
部における当接圧力を低減することができるので、経時
において、トナーの機械的ハザードを低減することがで
きるという優れた効果がある。

【０１８４】特に、請求項１１の発明によれば、帯電量
のばらつきが少ないトナーが現像剤担持体上に担持され
て現像領域に搬送され、潜像担持体上の潜像の現像に用
いられるので、一成分現像剤を用いた現像を行うとき
に、上記特定の現像ポテンシャルの変動範囲における画
像濃度の変動幅をより確実に所定範囲内に抑えることが
できるという優れた効果がある。

【０１８５】特に、請求項１２乃至２０の発明によれ
ば、潜像担持体上のトナーの過剰付着による地汚れ等の
画質低下をより確実に防止することができるという優れ
た効果がある。

【０１８６】特に、請求項１５の発明によれば、現像担
持体上の磁気ブラシから潜像担持体へのトナー供給能力
をさらに抑制することができるという優れた効果があ
る。

【０１８７】特に、請求項１６の発明によれば、潜像担
持体上の画像濃度及びトナーの過剰付着をより確実に制
御できるという優れた効果がある。

【０１８８】特に、請求項２１の発明によれば、トナー
の流動性を確保するとともに、経時において、添加剤が
トナーや磁性粒子に埋没することによる現像剤の特性変
化や、過剰な添加剤に起因した潜像担持体上のフィルミ
ングの発生等を抑制することができるという優れた効果
がある。

【０１８９】特に、請求項２２の発明によれば、経時に
おいて、現像剤の機械的損傷（ハザード）を抑制するこ
とができるという優れた効果がある。

【０１９０】特に、請求項２３の発明によれば、画像形
成プロセスユニットに含まれる潜像担持体などを個別に
交換することができるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係るプリンタにおけ
る現像ポテンシャルと画像濃度ＩＤとの関係を示すグラ
フ。

【図２】同プリンタの概略構成図。

【図３】同プリンタに用いることができるプロセスカー
トリッジの部分斜視図。

【図４】感光体ドラムの感光層の断面図。

【図５】同プリンタの現像装置の概略構成図。

【図６】ダイナミック抵抗ＤＲの測定装置の説明図。

【図７】同プリンタにおける各部電位の関係を示す説明
図。

【図８】同プリンタにおける現像特性を示す四限チャー
ト。

【図９】パッシェンの法則を示すグラフ。

【図１０】トナー帯電量ｑ／ｄに対する個数分布を示す
グラフ。

【図１１】トナー粒径に対する個数分布を示すグラフ。

【図１２】トナー帯電量ｑ／ｄの個数分布プロファイル
の半値幅と地汚れΔＩＤとの関係を示すグラフ。

【図１３】現像ローラの最大磁極の磁力（磁束密度）及
び現像剤の磁性粒子の飽和磁化の強さの好適範囲を示す
グラフ。

【図１４】同プリンタの現像領域におけるトナー及び磁
性粒子の様子を示す説明図。

【図１５】同プリンタにおけるライン画像及びベタ画像
に対する現像ガンマ特性のグラフ。

【図１６】比較例におけるライン画像及びベタ画像に対
する現像ガンマ特性のグラフ。

【図１７】ベタ画像のエッジ近傍における画像濃度の変
化を示すグラフ。

【図１８】現像ガンマ特性に対する現像ローラ上の現像
剤層のダイナミック抵抗の影響を示すグラフ。

【図１９】本発明の第２の実施形態に係るプリンタに用
いた現像装置の概略構成図。

【図２０】同プリンタにおける現像ポテンシャルとトナ
ー付着量との関係を示すグラフ。

【図２１】同プリンタにおける現像ポテンシャルと画像
濃度ＩＤとの関係を示すグラフ。

【図２２】変形例に係る現像装置の概略構成図。

【図２３】本発明の第３の実施形態に係るプリンタの概
略構成図。

【図２４】同プリンタに用いることができるプロセスカ
ートリッジの部分斜視図。

【図２５】同プリンタに用いた現像装置の概略構成図。

【図２６】（ａ）及び（ｂ）は、現像ローラの表層の体
積抵抗率測定システムの説明図。

【図２７】現像ローラ上のトナー帯電量分布の測定結果
を示すグラフ。

【図２８】経時における地汚れ発生の状況を示すグラ
フ。

【図２９】トナーの平均帯電量を変化させたときの現像
ポテンシャルとトナー付着量との関係を示すグラフ。

【図３０】球形トナー及び粉砕トナーのそれぞれを用い
たときの現像ポテンシャルとトナー付着量との関係を示
すグラフ。

【図３１】本発明の第４の実施形態に係るプリンタに用
いた現像装置の概略構成図。

【図３２】電位差｜Ｖ_Ｄ−Ｖ_Ｌ｜と電位差｜Ｖ_Ｌ−Ｖ_Ｂ
｜との関係を示すグラフ。

【図３３】トナー粒径をパラメータとした感光体ドラム
上のトナー付着量とトナー層厚との関係を示すグラフ。

【図３４】トナー粒径をパラメータとした感光体ドラム
上のトナー付着量とトナー層厚との関係を示すグラフ。

【図３５】トナーの使用比率をパラメータとした現像ポ
テンシャルとトナー付着量との関係を示すグラフ。

【図３６】ドクターギャップＧＤと磁気ブラシの穂の高
さとの関係を示すグラフ。

【図３７】磁気ブラシの穂の高さをパラメータとした現
像ポテンシャルとトナー付着量との関係を示すグラフ。

【図３８】磁性粒子（キャリア）に対するトナーの被覆
率をパラメータとした現像ポテンシャルとトナー付着量
との関係を示すグラフ。

【図３９】感光体ドラムに対する現像スリーブの回転線
速比をパラメータとした現像ポテンシャルとトナー付着
量との関係を示すグラフ。

【図４０】現像剤の汲み上げ量をパラメータとした現像
ポテンシャルとトナー付着量との関係を示すグラフ。

【図４１】現像極の磁力及び磁性粒子（キャリア）の好
適範囲を示すグラフ。

【符号の説明】

１ 感光体ドラム １Ｂ 感光体ドラムの導電性基体 １Ｐ 感光体ドラムの感光層 ２ 帯電装置 ３ 露光装置 ４ 現像装置 ５ 転写装置 ６ クリーニング装置 １０ トナー １１ 磁性粒子 １２ 二成分現像剤 ２０ 転写紙 ５０ 画像形成プロセスユニット ４０１ ケーシング ４０２、４２０ 現像ローラ ４０２ａ 現像ローラの芯金（導電性基体） ４０２ｂ 現像ローラの弾性層 ４０３ 磁気ブラシローラ ４０４、４０５ 攪拌・搬送部材 ４０６ 規制ブレード ４０７ 磁石部材 ４０８ スリーブ ４０９ 電源（現像バイアス用） ４１０ 電源（トナー供給バイアス用） ４１１ アジテータ ４１２ 供給ローラ ４１３ 規制ブレード ４１４ 規制ブレード Ａ１ 現像領域 Ａ２ トナー供給領域

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｇ 15/00 ３０３ Ｇ０３Ｇ 15/00 ３０３ ２Ｈ０７７ 15/08 ５０７ 15/09 Ｚ 15/09 15/08 ５０７Ｅ (72)発明者 小山 一 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 Ｆターム(参考） 2H005 AA08 AA15 EA01 EA02 EA07 FA01 2H027 DA04 DA10 DA32 EA02 EA05 ED06 ED09 ZA07 2H031 AC04 AC08 AC11 AC14 AC15 AC17 AC33 AD01 AD09 BA04 BA08 BA09 BB01 CA01 CA07 DA01 DA05 FA05 2H068 AA28 FA27 FC08 2H073 AA02 AA03 AA05 BA02 BA13 BA27 BA43 CA02 CA03 2H077 AB02 AB04 AC04 AC12 AC13 AD02 AD06 AD13 AD17 AD18 AD23 AD35 AE06 DA04 DB08 EA03 EA14 EA15 FA12 FA16 FA19 FA22 FA25 GA03 GA17 GA19

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】潜像担持体と、該潜像担持体の表面を一様
   に帯電し画像情報に基づいて露光することにより該潜像
   担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、トナーを含
   む現像剤を現像剤担持体に担持し該潜像担持体に対向す
   る現像領域に搬送することにより該潜像担持体上の潜像
   を現像してトナー像とする現像装置と、該現像剤担持体
   に現像バイアスＶ_Ｂを印加する現像バイアス印加手段
   と、該潜像担持体上のトナー像を転写材に転写する転写
   手段とを備えた画像形成装置において、 該潜像担持体の帯電電位の絶対値が４００Ｖ以下であ
   り、 該潜像担持体上の露光によって電位が低下した露光部電
   位Ｖ_Ｌと該現像バイアスＶ_Ｂとの電位差の絶対値である
   現像ポテンシャル｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜の画像形成に用いる最
   大設定値を、｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜maxとしたとき、 現像ポテンシャル｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜が次の（１）乃至
   （３）式を満たす範囲内で変化するときの画像濃度の変
   化幅が、現像ポテンシャルの最大設定値｜Ｖ_Ｂ−Ｖ _Ｌ｜
   maxに対する画像濃度の１０％以下であることを特徴と
   する画像形成装置。 ｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜≦｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜max＋｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜max×０．２ ・・・（１） ｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜≧｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜max−｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜max×０．２ ・・・（２） ｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜max≦３００Ｖ ・・・（３）
2. 【請求項２】潜像担持体と、該潜像担持体の表面を一様
   に帯電し画像情報に基づいて露光することにより該潜像
   担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、トナーを含
   む現像剤を現像剤担持体に担持し該潜像担持体に対向す
   る現像領域に搬送することにより該潜像担持体上の潜像
   を現像してトナー像とする現像装置と、該現像剤担持体
   に現像バイアスＶ_Ｂを印加する現像バイアス印加手段
   と、該潜像担持体上のトナー像を転写材に転写する転写
   手段とを備えた画像形成装置において、 該潜像担持体の帯電電位の絶対値が４００Ｖ以下であ
   り、 該潜像担持体上の露光によって電位が低下した露光部電
   位Ｖ_Ｌと該現像バイアスＶ_Ｂとの電位差の絶対値である
   現像ポテンシャル｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜の画像形成に用いる最
   大設定値を、｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜maxとしたとき、 現像ポテンシャル｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜が次の（４）乃至
   （６）式を満たす範囲内で変化するときの画像濃度の変
   化幅が、現像ポテンシャルの最大設定値｜Ｖ_Ｂ−Ｖ _Ｌ｜
   maxに対する画像濃度の１０％以下であることを特徴と
   する画像形成装置。 ｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜≦｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜max＋５０Ｖ ・・・（４） ｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜≧｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜max−５０Ｖ ・・・（５） ｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜max≦３００Ｖ ・・・（６）
3. 【請求項３】潜像担持体と、該潜像担持体の表面を一様
   に帯電し画像情報に基づいて露光することにより該潜像
   担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、トナーを含
   む現像剤を現像剤担持体に担持し該潜像担持体に対向す
   る現像領域に搬送することにより該潜像担持体上の潜像
   を現像してトナー像とする現像装置と、該現像剤担持体
   に現像バイアスＶ_Ｂを印加する現像バイアス印加手段
   と、該潜像担持体上のトナー像を転写材に転写する転写
   手段とを備えた画像形成装置において、 該潜像担持体の帯電電位の絶対値が４００Ｖ以下であ
   り、 該潜像担持体上の露光によって電位が低下した露光部電
   位Ｖ_Ｌと該現像バイアスＶ_Ｂとの電位差の絶対値である
   現像ポテンシャル｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜の画像形成に用いる最
   大設定値を、｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜maxとしたとき、 現像ポテンシャル｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜が次の（１）乃至
   （３）式を満たす範囲内で変化するときの画像濃度の変
   化幅が、現像ポテンシャルの最大設定値｜Ｖ_Ｂ−Ｖ _Ｌ｜
   maxに対する画像濃度±０．１の範囲内であることを特
   徴とする画像形成装置。 ｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜≦｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜max＋｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜max×０．２ ・・・（１） ｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜≧｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜max−｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜max×０．２ ・・・（２） ｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜max≦３００Ｖ ・・・（３）
4. 【請求項４】潜像担持体と、該潜像担持体の表面を一様
   に帯電し画像情報に基づいて露光することにより該潜像
   担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、トナーを含
   む現像剤を現像剤担持体に担持し該潜像担持体に対向す
   る現像領域に搬送することにより該潜像担持体上の潜像
   を現像してトナー像とする現像装置と、該現像剤担持体
   に現像バイアスＶ_Ｂを印加する現像バイアス印加手段
   と、該潜像担持体上のトナー像を転写材に転写する転写
   手段とを備えた画像形成装置において、 該現像バイアスＶ_Ｂ、該潜像担持体上の露光によって電
   位が低下した露光部電位Ｖ_Ｌ及び露光されていない非露
   光部電位Ｖ_Ｄが次の（７）式の関係を満たすとともに、 該潜像担持体上で飽和画像濃度を得ることができる最少
   トナー付着量Ｘが次の（８）式で定義されるとき、該潜
   像担持体上の最大トナー付着量が１．５×Ｘ以下である
   ことを特徴とする画像形成装置。 ０＜｜Ｖ_Ｄ｜−｜Ｖ_Ｂ｜＜｜Ｖ_Ｄ−Ｖ_Ｌ｜＜２５０Ｖ ・・・（７） Ｘ＝０．６×トナー粒径×トナーの真比重／転写率 ・・・（８）
5. 【請求項５】請求項１、２又は３の画像形成装置におい
   て、 上記現像バイアスＶ_Ｂ、上記潜像担持体上の露光によっ
   て電位が低下した露光部電位Ｖ_Ｌ及び露光されていない
   非露光部電位Ｖ_Ｄが次の（７）式の関係を満たすととも
   に、 該潜像担持体上で飽和画像濃度を得ることができる最少
   トナー付着量Ｘが次の（８）式で定義されるとき、該潜
   像担持体上の最大トナー付着量が１．５×Ｘ以下である
   ことを特徴とする画像形成装置。 ０＜｜Ｖ_Ｄ｜−｜Ｖ_Ｂ｜＜｜Ｖ_Ｄ−Ｖ_Ｌ｜＜２５０Ｖ ・・・（７） Ｘ＝０．６×トナーの粒径×トナーの真比重／転写率 ・・・（８）
6. 【請求項６】請求項１、２、３、４又は５の画像形成装
   置において、 上記現像に用いる現像剤が、トナーと磁性粒子とを含む
   二成分現像剤であり、 該トナーとして、球形度が９５％以上の球形トナーを用
   いたことを特徴とする画像形成装置。
7. 【請求項７】請求項１、２、３、４又は５の画像形成装
   置において、 上記現像に用いる現像剤が、トナーと磁性粒子とを含む
   二成分現像剤であり、 上記潜像担持体が、導電性基体上に感光層を有するもの
   であり、 上記現像領域における該潜像担持体表面に隣接し現像に
   寄与するトナーが存在している現像寄与トナー存在領域
   の単位面積あたりの静電容量Ｃ_ＴＬが、該潜像担持体の
   感光層の単位面積あたりの静電容量Ｃ_ＰＣよりも大きい
   ことを特徴とすることを特徴とする画像形成装置。
8. 【請求項８】請求項１、２、３、４又は５の画像形成装
   置において、 上記現像に用いる現像剤が、トナーと磁性粒子とを含む
   二成分現像剤であり、 上記現像剤担持体上に担持される二成分現像剤のダイナ
   ミック抵抗が１０^６Ω以下であることを特徴とする画像
   形成装置。
9. 【請求項９】請求項１、２、３、４又は５の画像形成装
   置において、 上記現像に用いる現像剤が、トナーからなる一成分現像
   剤であり、 上記現像装置に、上記現像領域に搬送される上記現像剤
   担持体上のトナー層厚を規制する現像剤規制部材を設
   け、 上記現像剤担持体上におけるトナーの単位面積当たりの
   最大担持量を、上記現像ポテンシャルが上記最大設定値
   ｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜maxのときに上記潜像担持体の潜像に吸
   引されて付着し得る単位面積当たりの最大トナー付着量
   よりも小さくしたことを特徴とする画像形成装置。
10. 【請求項１０】請求項９の画像形成装置において、 上記トナー層厚規制部材が、上記現像剤担持体にトナー
    を介して当接させたローラ部材であることを特徴とする
    画像形成装置。
11. 【請求項１１】請求項１、２、３、４又は５の画像形成
    装置において、 上記現像に用いる現像剤が、トナーからなる一成分現像
    剤であり、 上記現像装置に、トナーと磁性粒子とを含む二成分現像
    剤を担持して上記現像剤担持体に対向するトナー供給領
    域に搬送し、該二成分現像剤中のトナーを該現像剤担持
    体に供給するトナー供給部材と、該トナー供給部材と該
    現像剤担持体との間にトナー供給バイアスを印加するト
    ナー供給バイアス印加手段とを設けたことを特徴とする
    画像形成装置。
12. 【請求項１２】請求項４又は５の画像形成装置におい
    て、 上記潜像担持体上の最大付着量が、０．６ｍｇ／ｃｍ^２
    以下であることを特徴とする画像形成装置。
13. 【請求項１３】請求項１２の画像形成装置において、 上記潜像担持体上のトナーの最大付着層厚が３層以下で
    あることを特徴とする画像形成装置。
14. 【請求項１４】請求項４又は５の画像形成装置におい
    て、 上記現像に用いる現像剤が、トナーと磁性粒子とを含む
    二成分現像剤であり、 上記現像剤担持体上に形成される磁気ブラシにおけるト
    ナー供給量に対する上記現像に使用されるトナー使用量
    の比率が７０％以上であることを特徴とする画像形成装
    置。
15. 【請求項１５】請求項１４の画像形成装置において、 上記現像領域において上記現像剤担持体の表面及び上記
    潜像担持体の表面が同方向に移動し、 該潜像担持体の表面の線速に対する該現像担持体の表面
    の線速の比率が３以下であることを特徴とする画像形成
    装置。
16. 【請求項１６】請求項４又は５の画像形成装置におい
    て、 現像ポテンシャル｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜を一定値に制御する制
    御手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
17. 【請求項１７】請求項４又は５の画像形成装置におい
    て、 上記現像に用いる現像剤が、トナーと磁性粒子とを含む
    二成分現像剤であり、 上記現像剤担持体に対する現像剤の汲み上げ量が６０ｍ
    ｇ／ｃｍ^２以下であることを特徴とする画像形成装置。
18. 【請求項１８】請求項４又は５の画像形成装置におい
    て、 上記現像に用いる現像剤が、トナーと磁性粒子とを含む
    二成分現像剤であり、 上記現像剤担持体上に形成される磁気ブラシの高さが、
    上記潜像担持体と該現像剤担持体との間の現像ギャップ
    の２倍以下であることを特徴とする画像形成装置。
19. 【請求項１９】請求項１８の画像形成装置において、 上記現像剤担持体に設けた現像極による該現像剤担持体
    表面における磁束密度Ｔが６０≦Ｔ≦８０［ｍＴ］の範
    囲内にあり、 上記磁性粒子の飽和磁化の強さＭ_Ｃが３０×４π×１０
    ^−７≦Ｃ≦１４０×４π×１０^−７［Ｗｂ・ｍ／ｋ
    ｇ］）の範囲内にあることを特徴とする画像形成装置。
20. 【請求項２０】請求項４又は５の画像形成装置におい
    て、 上記現像に用いる現像剤が、トナーと磁性粒子とを含む
    二成分現像剤であり、 該磁性粒子に対する該トナーの被覆率が、５０％以下で
    あることを特徴とする画像形成装置。
21. 【請求項２１】請求項１、２、３、４、５、６、７、
    ８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、
    １７、１８、１９又は２０の画像形成装置において、 上記現像剤のトナーに対する添加剤の添加量が、０．５
    質量部以上且つ１．８質量部以下であることを特徴とす
    る画像形成装置。
22. 【請求項２２】請求項１、２、３、４、５、６、７、
    ８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、
    １７、１８、１９又は２０の画像形成装置において、 上記現像装置に入力する現像駆動トルクが、０．１５Ｎ
    ・ｍ以下であることを特徴とする画像形成装置。
23. 【請求項２３】請求項１、２、３、４、５、６、７、
    ８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、
    １７、１８、１９、２０、２１又は２２の画像形成装置
    における上記潜像担持体と、上記潜像形成手段を構成す
    る帯電装置、該潜像担持体の表面をクリーニングするク
    リーニング装置及び上記現像装置の少なくとも一つと
    を、画像形成装置本体に対して着脱可能に一体構造物と
    して構成したことを特徴とする画像形成プロセスユニッ
    ト。