JP2005331567A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 解像度が２４００ＤＰＩ程度の印刷を可能とし、更に装置の寿命までその印刷性能を安定して維持することが可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】 表層に電荷輸送層を有する積層型の感光体ドラム１１と、表層を所定の電圧に帯電する帯電ローラ１２と、この感光体ドラム１１に接触して、露光によって感光体ドラム１１の表層に形成された静電潜像を現像する現像ローラ４１とを有し、直径１０μｍから２５μｍまでの基本ドットを形成するに際して、電荷輸送層の膜厚ｔと基本ドット径Ｄとの関係が ｔ≦Ｄ／２ を満足し、感光体ドラム１１に対する現像ローラ４１の接触時の押圧力を１０ｇ／ｃｍから５０ｇ／ｃｍまでに設定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子写真技術を利用したプリンタ、複写機等の画像形成装置に関する。

従来、この種の画像形成装置として、例えば、１５μｍ以下の感光体膜厚である感光体に、ビーム径が５０μｍ以下の光ビームで静電潜像の光書込みを行って、ドット状のトナー画像のトナーの付着量を面積画像でのトナー付着量の１．２倍以下とすることにより、画像品質を良くする技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００―１０８４０９号公報（第３頁、図１）

近年、画像形成装置の解像度は６００ＤＰＩが広く行われている。更に、高解像度の画像形成装置の開発が行われているが、高解像度の画像データに対応した露光走査は行われても、これに相当する独立の１ドットを記録紙に再現することが困難であり、高解像度の画像データに対応した高画質な印刷出力を得ることができなかった。上記した従来技術においては、より高解像度（例えば１２００ＤＰＩ、２４００ＤＰＩ）に対応した、およそ２５μｍ以下の微小ドット径を再現するのが困難であった。

本発明の目的は、以上の問題点を解決し、解像度が２４００ＤＰＩ程度の印刷を可能とし、更に装置の寿命までその印刷性能を安定して維持することが可能な画像形成装置を提供することにある。

本発明による画像形成装置は、帯電及び露光により表層に静電潜像が形成される積層型の感光体と、前記感光体に接触して、露光によって前記感光体の表層に形成された静電潜像を現像する現像剤担持体とを有し、直径１０μｍから２５μｍまでの基本ドットを形成する画像形成装置において、
前記感光体の表層が電荷輸送層であり、前記電荷輸送層の膜厚ｔと前記基本ドットの径Ｄとの関係がｔ≦Ｄ／２μｍを満足し、前記感光体に対する前記現像担持体の押圧力を１０ｇ／ｃｍから５０ｇ／ｃｍまでの範囲内に設定したことを特徴とする。

また、別の発明による画像形成装置は、帯電及び露光により表層に静電潜像が形成される積層型の感光体と、前記感光体に接触して、露光によって前記感光体の表層に形成された静電潜像を現像する現像剤担持体とを有し、直径１０μｍから２５μｍまでの基本ドットを形成する画像形成装置において、
前記感光体の表層が電荷発生層であり、前記感光体に対する前記現像担持体の押圧力を１０ｇ／ｃｍから２５ｇ／ｃｍまでの範囲内に設定したことを特徴とする。

更に、別の発明による画像形成装置は、帯電及び露光により表層に静電潜像が形成される感光体と、前記感光体に接触して、露光によって前記感光体の表層に形成された静電潜像を現像する現像剤担持体とを有し、直径１０μｍから２５μｍの基本ドットを形成する画像形成装置において、
前記感光体の表層が電荷発生輸送層であり、前記感光体に対する前記現像担持体の押圧力を１０ｇ／ｃｍから５０ｇ／ｃｍまでの範囲内に設定したことを特徴とする。

本発明によれば、解像度が１２００ＤＰＩ、更には２４００ＤＰＩに対応した基本ドットを再現することができると共に、長期の使用時間にわたって、その性能を安定して維持できる画像形成装置を提供することができる。

実施の形態１．
図１は、本発明による実施の形態１の画像形成装置１の要部構成を示す要部構成図である。

同図において、感光体ドラム１１は、後述するように、表面部に電荷発生層と電荷輸送層を積層してなる積層型の感光体ドラムで、表層に有機光半導体からなる電荷輸送層を有している。帯電ローラ１２は、感光体ドラム１１にマイナスＤＣ電圧を印加し、その感光体表層に電荷を与えて−３００Ｖから−６００Ｖに帯電すると共に、感光体ドラム１１の表面の膜減り量を抑えるために感光体ドラム１１と連れ回りする（同図矢印方向回転）。露光装置１３は、レーザやＬＥＤを光源とした光書込み装置であり、帯電された感光体ドラム１１の表層を選択的に露光して感光体表層に静電潜像を形成する。

現像装置１４は、トナー４５が満たされるトナー貯蔵部４４、現像ローラ４１、この現像ローラ４１にトナー４５を供給するトナー供給ローラ４２、現像ローラ４１上のトナー４５を薄層化する現像ブレード４３を有する。現像装置１４は、後述するように、トナー４５を担持する現像ローラ４１を感光体ドラム１１に当接させ、感光体ドラム１１の表面に形成された静電潜像をトナー４５によって顕像化、即ち現像する。ここで、現像ローラ４１とトナー供給ローラ４２とは、一定の圧力で当接するように各回転軸が平行に配置され、それぞれ同図に示される矢印の方向（同方向）に回転する。また、現像ブレード４３と現像ローラ４１とは、同図に示すように、現像ブレード４３の折り曲げ部分が現像ローラ４１の周面に一定の圧力で接触するように、互いに平行に配置される。

感光体ドラム１１上に形成されたトナー像は、所定の高電圧が印加される転写ローラ２１によって記録媒体２２に転写される。このため、転写ローラ２１は、印字する記録媒体２２を挟むように感光体ドラム１１に対向して配置され、感光体ドラム１１と連れ回りして記録媒体２２を搬送する。記録媒体２２に転写されたトナー像は、記録媒体２２が定着装置２３を通過する際に記録媒体２２に定着される。転写後に、感光体ドラム１１上に残留するトナー４５は、感光体ドラム１１と平行に、且つ一定の力でその表層を押圧する状態に配置されるクリーニングブレード１５によって掻き落とされる。ここで掻き落とされた転写残トナーは、トナー回収機構６５より回収されるべく、図示しないトナー搬送手段により排トナー貯留部まで搬送される。

尚、図１に点線で囲んだ、感光体ドラム１１、帯電ローラ１２、現像装置１４、及クリーニングブレード、及びトナー回収機構６５は、ドラムカートリッジ２として一体的に形成され、画像形成装置本体に対して着脱自在に装着されるように構成してもよい。

また、同図中のＸＹＺ座標は、記録媒体２２の搬送方向にＸ軸をとり、感光体ドラム１１の回転軸方向にＹ軸をとり、これら両軸と直交する方向にＺ軸を取っている。また、後述する他の図においてＸＹＺ座標が示される場合、これらの座標の軸方向は、共通する方向を示すものとする。

図２は、感光体ドラム１１の表面近傍におけるＸ−Ｚ平面での部分断面を拡大した部分断面図である。

感光体ドラム１１は、円筒形の金属部材である導電基材１１ａ上に、順にアンダーコート層１１ｂ、電荷発生層（ＣＧＬ：Ｃｈａｒｇｅ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ）１１ｃ、及び電荷輸送層（ＣＴＬ：Ｃｈａｒｇｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ）１１ｄが積層された構成となっている。アンダーコート層１１ｂは、導電基材１１ａの欠陥等を解消し、且つ後述する所定の抵抗を有して導電基材１１ａからの電荷の注入を阻止する機能を有し、無機材料で形成されている。電荷発生層１１ｃは、露光された光エネルギーを吸収して一対の電荷を発生する機能を有する有機光半導体であり、層厚を１μｍ以下としている。電荷輸送層１１ｄは、有機光半導体と樹脂を成分とし、電荷発生層１１ｃで発生した電荷を表層まで輸送し、表層の帯電電荷を中和する機能を有する。

図３は、感光体ドラム１１に対して現像ローラ４１を一定の圧力で当接するための当接機構を、感光体ドラム１１と現像ローラ４１の一端側において、Ｚ軸上方から見た要部構成図である。

同図に示すように、感光体ドラム１１は、その回転軸１１ｇが、ドラムカートリッジ２（図１）本体に固定配置された固定フレーム５１に形成された回転軸受けによって回転自在に保持されている。また現像ローラ４１は、その回転軸４１ａが、可動フレーム５２に形成された回転軸受けによって回転自在に保持されている。尚、同図に示す当接機構は、図示しない感光体ドラム１１と現像ローラ４１の他端側においても、例えば対称的に形成されているものとする。

この可動フレーム５２は、ドラムカートリッジ２（図１）本体にガイドされて、感光体ドラム１１の回転軸１１ｇに対して、現像ローラ４１の回転軸４１ａが、平行を維持したまま（同一平面上で）移動できるように移動可能に保持されている。そして、固定フレーム５１と可動フレーム５２との間には、両フレームを、互いに引き合う方向に付勢するコイルスプリング５３が掛けられている。従って、感光体ドラム１１とトナー４５を担持する現像ローラ４１とが接する圧力は、このコイルスプリング５３の強さを変えることにより調整することができる。

以上説明した図１に示す画像形成装置１によって行った、単独基本ドットの再現試験について説明する。尚、ここでいう基本ドット径とは、印刷される画像の最小単位としてのトッドの径である。

この試験に際して、露光装置１３は、ＬＥＤ光源を並べたＬＥＤヘッドを使用し、ＬＥＤ発光体の面積を変えることで露光スポット径を変え、感光体ドラム１１の表層に形成される潜像の基本ドット径を変えた。またＬＥＤヘッドの光学系はレンズアレイを使用し、露光スポット径を「１０１０」パターンに配置して行った。この時のＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）は７０％となる。尚、ＭＴＦは、光学系等で再現された強度振幅において、（最大強度−最小強度）／（最大強度＋最小強度）×１００で算出される。また、「１０１０」パターンとは、ドットのオン（あり）とオフ（無し）を縦方向、横方向共に交互に配置したパターンである。このパターンを採用することによって、後述するように、隣接するオンドット同士を比較、評価しながら再現性を判断することができる。

一方、この試験で使用したトナーは、重合法で製造し、円形度０．９５、トナー粒径（体積分布）５μｍのものであるが、粉砕トナーを球形化処理したものであっても良い。また、円形度は０．９０から０．９９までの範囲内、トナー粒径は０．３μｍから０．９μｍまでの範囲内のものであっても良い。更にこの試験で使用した現像ローラ４１は、表面粗さが１〜１０μｍの範囲で、表面材質が、ウレタンゴム、ウレタン樹脂、シリコンゴム、シリコン樹脂、エピクロヒドリンゴム等のものを用いた。

その他の試験条件を以下に列記する。
・感光体ドラム１１は、表面粗さが０．１μｍから２．０μｍ程度のものを使用したが、特に規定されるものではない。
・アンダーコート層１１ｂは、アルマイト、酸化チタン等で形成され、抵抗値については１KΩ／ｃｍ^２から１ＭΩ／ｃｍ^２のものを使用し、そしてその層厚については、例えば１．０μｍから６０μｍのものを使用した。
・電荷発生層１１ｃに、アルミニウム等を核としたフタロシアニン顔料を使用した。
・電荷輸送層１１ｄに、ポリカーボネイト等の樹脂中にヒドラゾン系等の電荷輸送性を有する化合物を使用した。

以上の条件の基に、感光体ドラム１１の電荷輸送層１１ｄ（図２）の層厚をパラメータとして、種々の径の単独基本ドットの印刷を記録媒体２２上に試み、記録媒体２２上に形成された基本ドットのトナー像を観測して基本ドットの再現性を評価する再現試験を行なった。その評価結果を表１に示す。

同表において、「○」はトナーがほぼ円状に集まってドット再現が確認できたことを示し、「×」はトナーが散ってしまい、ドット再現が確認できなかったことを示す。「１０１０」パターンを用いたここでの試験では、隣接するオンドット同士が重ならないものを「○」、逆に重なりが発生したものを「×」として評価した。

同表に示す評価結果から、基本ドット再現性は、試験した範囲においては、感光体ドラム１１の電荷輸送層１１ｄの層厚によって決まることが判明した。基本ドット径２２μｍを再現するには感光体ドラム１１の電荷輸送層１１ｄの層厚を少なくとも１０μｍ以下とすればよく、また基本ドット径１１μｍを再現するには感光体ドラム１１の電荷輸送層１１ｄの厚さを少なくとも５μｍ以下とすればよい。そして、同表から、「○」の評価が得られた基本ドット径をＤ、その時の電荷輸送層厚をｔとすると、少なくともＤ／２≧ｔ の関係を満たすことがわかった。

尚、「基本ドット再現性が、感光体ドラム１１の電荷輸送層１１ｄの層厚により決まる」のは、電荷発生層１１ｃで、露光された光エネルギーを吸収して発生する電荷が、電荷輸送層１１ｄ中を拡散しながらドラム表面に到達するため、電荷輸送層１１ｄの層が厚い程、再現ドットの端部が広がってシャープな再現ができなくなるためと考えられる。

次に、図１に示す画像形成装置１を用いて行った、感光体ドラム１１の膜減り量の試験について説明する。

図４は、現像ローラ４１が感光体ドラム１１を押圧する力と感光体ドラム１１の表面の膜減り量との関係について行った試験結果を示すグラフである。同グラフの横軸の押圧力は、一対のコイルスプリング５３（図３）が発生する力を、現像ローラ４１が感光体ドラム１１と当接する軸方向の長さで割った値、即ち単位長さ当りの力を示し、縦軸の膜減り量は、印刷枚数が１００００枚に達したときの感光体ドラム１１の表面の膜減り量を示す。

押圧力を変える場合、感光体ドラム１１と現像ローラ４１の両端に形成された当接機構（図３に一方の当接機構のみを示す）の一対のコイルスプリング５３の強さを変えて行なった。また、感光体ドラム１１の移動速度（周速度）に対する現像ローラ４１の移動速度（周速度）を１．３倍に設定した。

同グラフに示すように、感光体ドラム１１の表層面の膜減り量は、所定値以上の押圧力に対しては比例して変化し、押圧力を５０ｇ／ｃｍ程度に設定した場合の膜減り量は１μｍ（１００００枚印刷時）程度となった。しかし押圧力を更に下げて行った試験では、膜減り量に変化は見られなかった。これは、現像ローラ４１の押圧力が小さくなったことで、感光体ドラム１１の膜減りの最大要因が、図１に示す現像ローラ４１から、に現像ローラ４１以外の帯電ローラ１２、転写ローラ２１、クリーニングブレード１５等に移ったためと考えられる。

現像ローラ４１の押圧力を設定するに際し、考慮する項目を以下に記す。
１）感光体ドラム１１や現像ローラ４１の軸方向に対する表面状態や径のバラツキを考慮すると、軸方向全領域にわたってある程度の押圧力を得る必要があり、その下限値を１０ｇ／ｃｍとするのが好ましい。
２）感光体ドラム１１の寿命は、例えば図１に示すドラムカートリッジ２の交換タイミング（寿命）と同程度とすることが好ましく、ここでは印刷枚数にして２００００枚程度とした。
３）感光体ドラム１１は、表層に一様な帯電性を維持する必要があるため、表層の電荷輸送層１１ｄの膜厚を少なくとも２μｍ程度残すことが好ましい。これは、これ以上膜減が起こると、帯電ローラ１２と感光体ドラム１１の導電基材１１ａとの間で電流がリークして電荷を保持できなくなり、結果として現像不良が発生するためである。
４）２４００ＤＰＩのドット、即ち、１１μｍ程度の基本ドット径を再現するために、上記単独基本ドットの再現試験の結果から、電荷輸送層１１ｄの膜厚を５μｍ以下とする。

以上の点を考慮して、使用開始初期の電荷輸送層１１ｄの膜厚を５μｍとすると、印刷枚数を２００００枚とした時点で、感光体ドラム１１の電荷輸送層１１ｄの膜減りは、最大で３μｍまで許容されることになる。図４のグラフは、印刷枚数を１００００枚としたときの試験結果であるが、印刷枚数を２００００枚としたときの膜減りを、各結果の２倍程度と仮定すると、試験での膜減り量が１．５μｍとなる約６０ｇ／ｃｍの押圧力まで許容されることになる。従って、ここでは、ばらつきを考慮して、コイルスプリング５３によって設定する現像ローラ４１の押圧力を、１０ｇ／ｃｍから５０ｇ／ｃｍの範囲に設定するものとする。逆に現像ローラ４１の押圧力を、仮に１０ｇ／ｃｍから５０ｇ／ｃｍの範囲に設定した場合、残したい膜厚が２μｍ、膜減り量が２μｍであることから、電荷輸送層１１ｄの使用開始初期の膜厚は、４μｍ以上に設定しなければならない。

以上のように、本実施の形態の画像形成装置によれば、感光体ドラム１１の電荷輸送層１１ｄの層厚を所定値以下にすることで、１２００ＤＰＩに対応する基本ドット、更には２４００ＤＰＩに対応する基本ドットを再現することが可能となる。一方、この時の電荷輸送層１１ｄの初期の層厚は、５〜１１μｍ程度と非常に薄くする必要があるが、感光体ドラム１１に対する現像ローラ４１の押圧力を所定の範囲に設定することで膜減りを抑え、感光体ドラム１１の寿命を、ドラムカートリッジ２の寿命（例えば印刷枚数２００００枚程度）と同程度以上とすることができる。

実施の形態２．
図５は、本発明に基づく実施の形態２の画像形成装置に採用される感光体ドラム７１の表面近傍におけるＸ−Ｚ平面での部分断面を示す拡大断面図である。

この感光体ドラム７１を採用する画像形成装置が、前記した図１に示す実施の形態１の画像形成装置と主に異なるのは、感光体ドラム７１の積層部の構成と各部の印加電圧の極性が異なる点である。従って、この感光体ドラム７１を採用する画像形成装置が、前記した実施の形態１の画像形成装置（図１）と同一或いは対応する部分には同符号を付して、或いは図面を省いてここでの説明を省略し、異なる点を重点的に説明する。

同図中、感光体ドラム７１は、円筒形の金属部材である導電基材７１ａ上に、順にアンダーコート層７１ｂ、電荷輸送層７１ｄ、及び電化発生層７１ｃが積層された構成となっている。アンダーコート層７１ｂは、導電基材７１ａの欠陥等を解消し、且つ所定の抵抗を有して導電基材７１ａからの電荷の注入を阻止する機能を有し、無機材料で形成されている。電荷発生層７１ｃは、露光された光エネルギーを吸収して一対の電荷を発生する機能を有する有機光半導体であり、発生した一方の電荷で表層の帯電電荷を中和すると共に他方の電荷を電荷輸送層７１ｄに渡す機能を有する。電荷発生層７１ｃの厚さは約３μｍである。電荷輸送層７１ｄは、有機光半導体と樹脂を成分とし、電荷発生層７１ｃで発生した電荷をアンダーコート層７１ｂまで輸送する。

また、本実施の形態では、帯電ローラ１２（図１）は、感光体ドラム７１にプラスＤＣ電圧を印加し、その感光体表層に電荷を与えて＋３００Vから＋６００Ｖに帯電する共に、感光体ドラム７１の膜減り量を抑えるために感光体ドラム７１と連れ回り軸回転する。

以上説明した感光体ドラム７１を用いた画像形成装置によって行った、単独基本ドットの再現試験について説明する。尚、試験の方法及び条件は、前記した実施の形態１で行なった単独基本ドットの再現試験と基本的に同じであるため、共通する部分のここでの記述は省略する。

感光体ドラム７１の電荷輸送層７１ｄや電荷発生層７１ｃの層厚をパラメータとして、種々の径の単独基本ドットの印刷を記録媒体２２（図１）上に試み、記録媒体２２上に形成された基本ドットのトナー像を観測して基本ドットの再現性を評価する再現試験を行なった。その結果、感光体ドラム７１における基本ドット再現性は、感光体の電荷輸送層７１ｄの層厚、及び電荷発生層７１ｃの層厚に依存せず、基本ドット径２２μｍ及び１１μｍを再現できることが判明した。尚、この理由としては、電荷発生層７１ｃの表層の近くで、露光された光エネルギーを吸収して一対の電荷を発生するため、ここで発生した電荷が拡散によって表層の電荷を中和する際に、電荷輸送層７１ｄの層厚、或いは電荷発生層７１ｃの層厚によらず、再現ドットの端部が拡がりにくくなるためと考えられる。

次に、本実施の形態の画像形成装置を用いて行った、感光体ドラム７１の膜減り量の試験について説明する。尚、試験の方法及び条件は、前記した実施の形態１で行なった膜減り量の試験と全く同じであるため、共通する部分のここでの記述は省略する。

図６は、試験結果を示すグラフである。同グラフに示すように、感光体ドラム７１の表層面の膜減り量は、所定値以上の押圧力に対しては比例して変化し、押圧力を５０ｇ／ｃｍ程度に設定した場合の膜減り量は１μｍ（１００００枚印刷時）程度となった。しかし押圧力を更に下げて行った試験では、膜減り量に変化は見られなかった。これは、現像ローラ４１の押圧力が小さくなったことで、感光体ドラム７１の膜減りの最大要因が、図１に示す現像ローラ４１から、現像ローラ４１以外の帯電ローラ１２、転写ローラ２１、クリーニングブレード１５等に移ったためと考えられる。

前記押圧力を仮に１０ｇ／ｃｍから５０ｇ／ｃｍの範囲に設定した場合、印刷枚数を１００００枚での膜減り量が１μｍ程度であることから、印刷枚数を２００００枚とした時点でもその膜減り量は２μｍ程度と考えられる。従って、電化発生層７１ｃの層厚を、本実施の形態のように３μｍ、或いはそれ以上に設定することによって少なくとも１μｍ程度の層厚が確保できるので、感交体ドラム７１の寿命を、ドラムカートリッジ２の寿命（例えば印刷枚数２００００枚程度）と同程度以上とすることができる。

以上のように、本実施の形態の画像形成装置によれば、表層に電荷発生層７１ｃを有した感光体ドラム７１を使用することで、１２００ＤＰＩに対応する基本ドット、更には２４００ＤＰＩに対応する基本ドットを再現することが可能となる。また、感光体ドラム７１に対する現像ローラ４１の押圧力を所定の範囲に設定することで膜減りを抑え、感光体ドラム７１の寿命を、ドラムカートリッジ２の寿命（例えば印刷枚数２００００枚程度）と同程度以上とすることができる。

実施の形態３．
図７は、本発明に基づく実施の形態３の画像形成装置に採用される感光体ドラム８１の表面近傍におけるＸ−Ｚ平面での部分断面図を示す拡大断面図である。

この感光体ドラム８１を採用する画像形成装置が、前記した図１に示す実施の形態１の画像形成装置と主に異なるのは、感光体ドラム８１の積層部の構成と各部の印加電圧の極性が異なる点である。従って、この感光体ドラム８１を採用する画像形成装置が、前記した実施の形態１の画像形成装置（図１）と同一或いは対応する部分には同符号を付して、或いは図面を省いてここでの説明を省略し、異なる点を重点的に説明する。

同図中、感光体ドラム８１は、円筒形の金属部材である導電基材８１ａ上に、順にアンダーコート層８１ｂ、及び電化発生輸送層８１ｃが積層された構成となっている。アンダーコート層８１ｂは、導電基材８１ａの欠陥等を解消し、且つ所定の抵抗を有して導電基材８１ａからの電荷の注入を阻止する機能を有し、無機材料で形成されている。電荷発生輸送層８１ｅは、有機光半導体と樹脂を成分とし、露光された光エネルギーを吸収して一対の電荷を発生し、発生した一方の電荷で表層の帯電電荷を中和すると共に他方の電荷をアンダーコート層８１ａに渡す機能を有する。ここでの電荷発生輸送層８１ｅの厚さは約２０μｍである。

また、本実施の形態では、帯電ローラ１２（図１）は、感光体ドラム８１にプラスＤＣ電圧を印加し、その感光体表層に電荷を与えて＋３００Vから＋６００Ｖに帯電する共に、感光体ドラム８１の膜減り量を抑えるために感光体ドラム８１と連れ回り回転する。

以上説明した感光体ドラム８１を用いた画像形成装置によって行った、単独基本ドットの再現試験について説明する。尚、試験の方法及び条件は、前記した実施の形態１で行なった単独基本ドットの再現試験と基本的に同じであるため、共通する部分のここでの記述は省略する。

感光体ドラム８１の電荷発生輸送層８１ｅの層厚をパラメータとして、種々の径の単独基本ドットの印刷を記録媒体２２(図１)上に試み、記録媒体２２上に形成された基本ドットのトナー像を観測して基本ドットの再現性を評価する再現試験を行なった。その結果、感光体ドラム８１における基本ドット再現性は、感光体の電化発生輸送層８１ｅの層厚に依存せず、基本ドット径２２μｍ及び１１μｍを再現できることが判明した。尚、この理由としては、電荷発生輸送層８１ｅの表層の近くで、露光された光エネルギーを吸収して一対の電荷を発生するため、ここで発生した電荷が拡散によって表層の電荷を中和する際に、電荷発生輸送層８１ｅの層厚によらず、再現ドットの端部が拡がりにくくなるためと考えられる。

次に、本実施の形態の画像形成装置を用いて行った、感光体ドラム８１の膜減り量の試験について説明する。尚、試験の方法及び条件は、前記した実施の形態１で行なった膜減り量の試験と全く同じであるため、共通する部分のここでの記述は省略する。

図８は、試験結果を示すグラフである。同グラフに示すように、感光体ドラム８１の表層面の膜減り量は、所定値以上の押圧力に対しては比例して変化し、押圧力を５０ｇ／ｃｍ程度に設定した場合の膜減り量は１μｍ（１００００枚印刷時）程度となった。しかし押圧力を更に下げて行った試験では、膜減り量に変化は見られなかった。これは、現像ローラ４１の押圧力が小さくなったことで、感光体ドラム８１の膜減りの最大要因が、図１に示す現像ローラ４１から、現像ローラ４１以外の帯電ローラ１２、転写ローラ２１、クリーニングブレード１５等に移ったためと考えられる。

尚、本実施の形態では、電荷発生輸送層の層厚を２０μｍに設定したが、これに限定されるものではなく、正常に機能するのに必要な層厚に、図８のグラフにもとづいて予想される膜減り量を加えた層厚以上とすることによって、感光体ドラム８１に要求される寿命を確保することができる。例えば２０μｍから５０μｍ程度の範囲に設定することも可能である。

以上のように、本実施の形態の画像形成装置によれば、表層に電荷発生輸送層８１ｅを有した感光体ドラム８１を使用することで、１２００ＤＰＩに対応する基本ドット、更には２４００ＤＰＩに対応する基本ドットを再現することが可能となる。また、感光体ドラム８１に対する現像ローラ４１の押圧力を所定の範囲に設定することで膜減りを抑え、感光体ドラム８１の寿命を、ドラムカートリッジ２の寿命（例えば印刷枚数２００００枚程度）と同程度以上とすることができる。

本発明による画像形成装置の、実施の形態１の要部構成を示す要部構成図である。 感光体ドラムの表面近傍におけるＸ−Ｚ平面での部分断面を拡大した部分断面図である。 感光体ドラムに対して現像ローラを一定の圧力で当接するための当接機構を、感光体ドラムと現像ローラの一端側において、Ｚ軸上方から見た要部構成図である。 実施の形態１の画像形成装置において、現像ローラが感光体ドラムを押圧する力と、感光体ドラムの表面の膜減り量との関係について行った試験結果を示すグラフである。 本発明に基づく実施の形態２の画像形成装置に採用される感光体ドラムの表面近傍におけるＸ−Ｚ平面での部分断面を示す拡大断面図である。 実施の形態２の画像形成装置において、現像ローラが感光体ドラムを押圧する力と、感光体ドラムの表面の膜減り量との関係について行った試験結果を示すグラフである。 本発明に基づく実施の形態３の画像形成装置に採用される感光体ドラムの表面近傍におけるＸ−Ｚ平面での部分断面を示す拡大断面図である。 実施の形態３の画像形成装置において、現像ローラが感光体ドラムを押圧する力と、感光体ドラムの表面の膜減り量との関係について行った試験結果を示すグラフである。

符号の説明

１ 画像形成装置、 ２ ドラムカートリッジ、 １１ 感光体ドラム、 １１ａ 導電基材、 １１ｂ アンダーコート層、 １１ｃ 電荷発生層、 １１ｄ 電荷輸送層、 １１ｇ 回転軸、 １２ 帯電ローラ、 １３ 露光装置、 １４ 現像装置、 １５ クリーニングブレード、 １６ 除電装置、 ２１ 転写ローラ、 ２２ 記録媒体、 ４１ａ 回転軸、 ４２ トナー供給ローラ、 ４３ 現像ブレード、 ４４ トナー貯留部、 ４５ トナー、 ５１ 固定フレーム、 ５２ 可動フレーム、 ５３ コイルスプリング、 ６５ トナー回収機構、 ７１ 感光体ドラム、 ７１ａ 導電基材、 ７１ｂ アンダーコート層、 ７１ｃ 電荷発生層、 ７１ｄ 電荷輸送層、 ８１ 感光体ドラム、 ８１ａ 導電基材、 ８１ｂ アンダーコート層、 ８１ｅ 電荷発生輸送層。

Claims (3)

1. 帯電及び露光により表層に静電潜像が形成される積層型の感光体と、
   前記感光体に接触して、露光によって前記感光体の表層に形成された静電潜像を現像する現像剤担持体と
   を有し、直径１０μｍから２５μｍまでの基本ドットを形成する画像形成装置において、
   前記感光体の表層が電荷輸送層であり、
   前記電荷輸送層の膜厚ｔと前記基本ドットの径Ｄとの関係がｔ≦Ｄ／２μｍを満足し、
   前記感光体に対する前記現像担持体の押圧力を１０ｇ／ｃｍから５０ｇ／ｃｍまでの範囲内に設定した
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 帯電及び露光により表層に静電潜像が形成される積層型の感光体と、
   前記感光体に接触して、露光によって前記感光体の表層に形成された静電潜像を現像する現像剤担持体と
   を有し、直径１０μｍから２５μｍまでの基本ドットを形成する画像形成装置において、
   前記感光体の表層が電荷発生層であり、
   前記感光体に対する前記現像担持体の押圧力を１０ｇ／ｃｍから２５ｇ／ｃｍまでの範囲内に設定した
   ことを特徴とする画像形成装置。
3. 帯電及び露光により表層に静電潜像が形成される感光体と、
   前記感光体に接触して、露光によって前記感光体の表層に形成された静電潜像を現像する現像剤担持体と
   を有し、直径１０μｍから２５μｍの基本ドットを形成する画像形成装置において、
   前記感光体の表層が電荷発生輸送層であり、
   前記感光体に対する前記現像担持体の押圧力を１０ｇ／ｃｍから５０ｇ／ｃｍまでの範囲内に設定した
   ことを特徴とする画像形成装置。

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