JP2008191347A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安定性や画像品位の低下を抑制しつつ、トナー載り量の低減を図ることのできる画像形成装置を提供する。
【解決手段】静電像が形成される電子写真感光体と、電子写真感光体上に形成された静電像に付着させるトナーを担持して搬送する現像剤担持体を備えた現像手段と、電子写真感光体上のトナーを転写材に転写させる転写手段と、転写材に転写されたトナーを転写材に定着させる定着手段と、を有する画像形成装置において、電子写真感光体上の最高濃度画像部におけるトナー載り量（Ｍ／Ｓ）_L、電子写真感光体上の最高濃度画像部のトナーの平均帯電量（Ｑ／Ｍ）_L、並びに、転写材上でのトナー載り量に対する透過濃度Ｄｔの傾きαと上記（Ｑ／Ｍ）_Lの逆数との積の範囲を規定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、像担持体上に形成された静電像をトナーにより可視化して画像を得る複写機、プリンターなどの画像形成装置に関するものである。

近年、ＰＯＤ（プリント・オン・デマンド）市場の拡大に伴い、電子写真方式の画像形成装置等のＰＯＤ市場への参入が試みられており、より生産性の高い（単位時間当たりのプリント枚数の多い）装置の導入が求められている。

しかしながら、一方では環境問題に対応すべく消費電力量の低減も要望されているため、プリントスピードの高速化のために大幅に消費電力を上昇させることはできない。従って、プリントスピードの向上と消費電力量の低減とを同時に達成することが望まれている。無論、画質的にも、印刷画質レベルの高品位な画像形成が望まれている。

このような状況の中、トナーを用いて画像形成を行なう電子写真方式には、印刷と大きく異なる点が存在する。その１つは、画像形成を行なう際に発生する「トナー段差」である。液体であるインクを用いた印刷とは違い、元々は粉体であるトナーを、定着器により圧力と熱とで紙等の転写材上に溶融及び固着させる電子写真方式では、定着後のトナーであっても、ある程度の体積を持つことになる。そのため、トナー量が多い高濃度部とトナー量が少ない低濃度部とが隣接した場合、多い時で１０μｍ以上のトナー段差が発生し、画像に凹凸感が生じることになる。この凹凸感が、ほぼ平坦な印刷画質に慣れたユーザーにとって望ましくないことがある。そのため、よりトナー段差の少ない画像を形成可能であることが望まれている。

又、ＰＯＤ市場では、薄紙への対応が特に望まれることが多く、例えば、４０〜５０ｇ／ｍ²以下の薄紙においても、スループットを変化させずにフルカラー画像の形成を行なうことが望まれることが考えられる。しかしながら、上述のような薄紙上に従来と同様なトナー量（トナー載り量）にて画像形成を行なうと、定着時のトナーの相変化により発生する力に紙の弾性力が負けて、紙にカールが発生し易くなる。トナーの相変化とは、粉体であるトナーが一度溶融して、再度紙等の転写材上で固体化して固着することをいう。又、カールとは、トナーを定着した後の紙等の転写材が湾曲する現象であって、一般に紙等の転写材のトナーが存在する面が凹となる方向に湾曲する現象をいう。

又、カラー画像における１枚当りのランニングコストを低減することも強く要望されている。

以上のような要望に対処するためには、画像形成に必要なトナー量（トナー載り量）を著しく低減させることが非常に有効な手法の１つであることが、本発明者らの検討で分かった。

例えば、トナー載り量を半分にすれば、定着の温度を数十℃低下させることが可能であることがある。又、その定着温度の低減効果分をプリントスピードの高速化に回せば、同等の消費電力でプリントスピードの高速化が可能である。又、画像を形成するトナーの総量が半分になるので、トナー段差も目立たなくなり、又カールの発生に対しても大きな効果がある。更に、画像出力１枚当りに消費されるトナーの量が削減されるので、ランニングコストも大きく低減することが可能となる。

このように、生産性の向上、薄紙への対応、或いはトナー段差の少ない印刷物のような画質を、電子写真方式で実現するためには、トナー載り量を低減することが極めて有効である。

従来、トナーの着色力を増加させて、トナー載り量を低減させる試みが行なわれている（特許文献１参照）。
特開２００５−１９５６７４号公報

しかしながら、本発明者らの検討により、例えば、トナーに含まれる着色剤の量を増加させてトナーの着色力を向上させた上で、その分、単純に現像コントラストを低減させてトナー載り量を低減させると、以下のような弊害が発生することがあることが分かった。

尚、図１２（ａ）を参照すると、電子写真感光体（以下「感光体」という）上の電位と現像バイアスとの関係が模式的に示されている。現像コントラスト（Ｖｃｏｎｔ）は、単色当りの画像形成における、感光体上に形成された潜像電位（露光部電位）と、現像バイアスのＤＣ成分の電位Ｖｄｃとの差である。現像バイアスはＡＣ電圧とＤＣ電圧との重畳電圧であってよい。又、最大トナー載り量（即ち、最高濃度）を得るために感光体上に形成された潜像電位ＶＬと、上記Ｖｄｃとの差、即ち、｜Ｖｄｃ−ＶＬ｜を、特に、現像コントラストＶｃｏｎｔの最大値（以下「最大現像コントラスト」ともいう）として「Ｖｃ」で表す。又、感光体の帯電電位（未露光部電位）は「Ｖｄ」で表す。又、感光体の帯電電位Ｖｄと現像バイアスのＤＣ成分の電位Ｖｄｃとの電位差、即ち、｜Ｖｄｃ−Ｖｄ｜を、カブリ取りバイアス（Ｖｂ）という。

（１）高γ化
図２に、現像、転写、定着の工程を経て、転写材としての紙の上に形成された階調画像における、透過濃度Ｄｔと現像コントラスＶｃｏｎｔとの関係を示す（図３も同様の図である）。図２中のラインａは、従来の一般的なトナーで得られるγ特性（階調特性）を示し、Ｖｃ＝１５０Ｖで最高濃度（Ｄｔｍａｘ＝１．８）が得られるように調整されている（ｐ点）。

尚、本明細書では、画像の濃度は、グレタグ・マクベス社製の透過濃度計ＴＤ９０４を用いて、定着後の画像について測定された透過濃度Ｄｔとして示す。透過濃度Ｄｔを用いた理由は、転写材の上のトナー層の表面状態に由来するグロスの影響を除いた状態での、トナー載り量と濃度との関係を説明するためである。又、転写材である紙としては、王子製紙社製のＯＫトップコート（７３．３ｇ／ｍ²）を用いた。以下の説明において使用する紙は全て上記コート紙である。

図２の横軸の現像コントラストＶｃｏｎｔは、感光体上に階調を異ならせて連続的に形成されたデジタル潜像の電位と、現像バイアスのＤＣ成分の電位Ｖｄｃとの差により得られるものである。図１４には、説明を容易とするために、上記階調画像のデジタル潜像の潜像電位を１７段階に変化させた場合の潜像電位を示す。図１４中には、いくつかの階調における画像を拡大して模式的に表したものを併せて示している。即ち、図１４中の（ａ）は、最高濃度画像（ベタ画像）を示す。又、図１４中の（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、この順番でより低濃度となるハーフトーン画像を示す。又、図１４中の（ｅ）は、最低濃度画像（ベタ白画像）、即ち、トナーが付着すべきでない領域を示す。

又、潜像電位は、図１３（ａ）に示すように、感光体１上に露光器３で所望の潜像を形成し、その潜像の電位を、感光体１の回転方向において露光器３よりも下流側に設置された表面電位計Ｖｓにて測定したものである。

図２中のラインａで示すγ特性は、紙上におけるトナー載り量が約０．５６ｍｇ／ｃｍ²の時に最高濃度（Ｄｔｍａｘ＝１．８）が得られるように着色力が調整されたトナーを用いた場合のものである。この０．５６ｍｇ／ｃｍ²という値は、紙上におけるトナー載り量である。ここでは、現像工程によって感光体上に約０．６ｍｇ／ｃｍ²のトナー層が形成され、このトナー層が現像工程終了後に中間転写体を介して２度の転写工程を経て紙上に転写された後のトナー載り量である。この場合、２回の転写工程を合わせた転写効率は約９３％である。又、定着工程後に、転写工程終了後からのトナー載り量の変化は無いものとする。

図２中のラインａで示すγ特性の場合、例えば現像コントラストＶｃｏｎｔが２５Ｖ変動した場合（ΔＶｃｏｎｔ＝２５Ｖ）、濃度Ｄｔは０．１５だけ変動（Δｄｔ＝０．１５）する。即ち、ΔＶｃｏｎｔ＝１０Ｖの現像コントラスト変動では、Δｄｔ＝０．０６の濃度変動である。

通常、電子写真方式の画像形成装置には、様々な機械的或いは電気的な振れが存在する。例えば、現像剤担持体と感光体との間の距離（Ｓ−Ｄギャップ）は、通常、機械的な公差により変動する。又、現像剤担持体に印加されるバイアスは、通常、微妙にその値が変動する。即ち、機械的、電気的な振れによって、現像コントラストＶｃｏｎｔは多少変動する。

従って、例えば、全面同濃度の画像を形成する場合に、上述のような微小な現像コントラストＶｃｏｎｔの変動に対して大きく濃度が変動してしまうと、同一面内においてムラのある画像になってしまう。

現在のところ、ΔＶｃｏｎｔ＝２５Ｖの現像コントラスト変動に対し、Δｄｔ＝０．１５程度の濃度変動であれば、一般的には、画像の面内の一様性を確保することが可能である。

これに対し、図３中のラインａ’は、次のようにした場合のγ特性を示す。即ち、従来のトナーの２倍の濃度を持つ（即ち、着色力が２倍である）トナーを用いて、現像コントラストを従来の半分（Ｖｃ’＝（１／２）×Ｖｃ）にして、トナー載り量を約半分（紙上における最大トナー載り量：０．２８ｍｇ／ｃｍ²）にした。尚、図３中には図２に示したものと同じラインａも併記している。

図３中のラインａ’で示すγ特性の傾きは、ラインａと比べて急峻なものなっている。ラインａで示すγ特性の場合に対して、半分のトナー載り量でＤｔｍａｘ＝１．８を達成するためである（ｐ’点）。

ラインａ’で示すようなγ特性の場合、階調を得るのが非常に難しくなる。そのうえ、上述のようなΔＶｃｏｎｔ＝２５Ｖの現像コントラスト変動に対し、Δｄｔ’＝２Δｄｔと、濃度変動が高くなってしまい、非常にムラの目立つ画像となってしまう虞がある。

（２）ガサツキ度増加
図２及び図３のラインａで示すγ特性を有する場合と、図３のラインａ’で示すγ特性を有する場合とで、同濃度の低濃度部（ハーフトーン部）におけるガサツキ度（画像の滑らかさ）を比較した。その結果、ラインａ’で示すγ特性を有する場合の低濃度部（ハーフトーン部）のガサツキが非常に悪くなっていることが分かった。これは次のような理由によるものと考えられる。

上記低濃度部（ハーフトーン部）の画像は、図１４中のＶｈにて示す電位を持つ潜像電位に対して現像を行って得られた画像である。そして、
Ｖｃｏｎｔ＝｜Ｖｄｃ−Ｖｈ｜≒０
より、この画像は、図２においては、Ｖｃｏｎｔ＝０の近傍、即ち、Ｄｔ＝１程度の透過濃度を持つものである。

尚、図１４における階調電位は、レーザー露光においてＰＷＭ（パルス幅変調）により発光幅を変化させて得られたデジタル潜像である。ここでは、２００線の階調データに応じて得られた階調電位となっている。従って、実際のハーフトーン画像の潜像電位Ｖｈは、例えば、図１５（ａ）に示すように、非画像域と画像域が交互に形成される電位となっている。図１５（ａ）はハーフトーン画像を拡大して模式的に示している。又、図１５（ｂ）は、図１５（ａ）に示すハーフトーン画像の潜像電位を模式的に示している。

ここで、図１６には、感光体と現像剤担持体との間における空間電位を説明するための模式図が示されている。図１６に示すように、以下、主走査方向（レーザー走査方向に対応）をｙ軸、副走査方向（感光体の表面移動方向に対応）をｚ軸、感光体と現像剤担持体との表面を結ぶ直線方向をｘ軸にとって説明する。ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸は互いに直交する。

ハーフトーン画像の潜像電位Ｖｈをより正確に表現すれば、図１５（ｂ）に示すようなガウシアン分布の繰り返し電位となっている。即ち、１つの画像域の主走査方向の略中央の位置にＶＬ側のピーク電位である電位Ｖｈａ（以下、「画像域ピーク潜像電位」ともいう）を有する電位分布の繰り返しとなる。図１５（ｂ）に示すような潜像電位を図１３（ａ）に示す表面電位計Ｖｓにて、有限な距離をもって測定すると、平均値である電位Ｖｈが測定されることになる。

又、図１７は、感光体と現像剤担持体との間における電位（空間電位）を、感光体の表面から現像剤担持体の表面までプロットしたものを示す。図１７においてｘ＝０のｙｚ面が図１５（ｂ）に示す電位分布となる。

図１５、図１６及び図１７においてＹ１は、ｙ軸方向の同一位置、特に、ハーフトーン画像の一つの画像域の主走査方向の略中央の位置（画像域ピーク潜像電位）を示している。

図１７（ａ）は、一例として、Ｖｄ＝４５０Ｖ、ＶＬ＝１５０Ｖ、Ｖｈ＝３１０Ｖ、Ｖｈａ＝１７０Ｖ（計算値）の潜像電位に対して、Ｖｄｃ＝３００Ｖの現像バイアスが印加された場合の電位変化を示したものである。この場合、下記式より、Ｖｃ及びＶｂは、それぞれ１５０Ｖとなる。
Ｖｃ＝｜Ｖｄｃ−ＶＬ｜＝１５０Ｖ
Ｖｂ＝｜Ｖｄｃ−Ｖｄ｜＝１５０Ｖ

尚、実際には、現像剤担持体にＡＣ電圧とＤＣ電圧とを重畳した現像バイアスが印加されているが、平均の電位として、Ｖｄｃを使用することができる。

一方、図１７（ｂ）は、一例として、Ｖｄ＝３７５Ｖ、ＶＬ＝１５０Ｖ、Ｖｈ＝３１０Ｖ、Ｖｈａ＝１７０Ｖ（計算値）の潜像電位に対して、Ｖｄｃ＝２２５Ｖの現像バイアスが印加された場合の電位変化を示したものである。この場合、下記式より、Ｖｃは７５Ｖ、Ｖｂは１５０Ｖとなる。
Ｖｃ＝｜Ｖｄｃ−ＶＬ｜＝７５Ｖ
Ｖｂ＝｜Ｖｄｃ−Ｖｄ｜＝１５０Ｖ

即ち、図１７（ｂ）は、図１７（ａ）の場合と同じ画像域ピーク電位Ｖｈａに対し、同じカブリ取りバイアスＶｂで、且つ、Ｖｃ’＝（１／２）×Ｖｃとなるよう、帯電電位Ｖｄと、現像バイアスのＤＣ成分の電位Ｖｄｃとを調整した場合の潜像電位分布である。

次に、図１８は、図１７に示す空間電位において、ｘ＝４０μｍ、即ち、感光体から現像剤担持体側に４０μｍの平面（ｙｚ面）における電位分布を抜き出したものを示す。図１８中のラインＣは、図１７（ａ）におけるｘ＝４０μｍのｙｚ面における電位であり、図１８中のラインＣ’は、図１７（ｂ）におけるｘ＝４０μｍのｙｚ面における電位である。図１８から、ラインＣよりも、ラインＣ’の方が、ｙ方向において、電位変化の勾配が緩やかで、広がりを持っていることが分かる。

更に、図１９は、図１７に示す空間電位において、ｙ＝Ｙ１の平面（ｘｚ面）における電位変化を抜き出したものを示す。図１９中のラインｂは、図１７（ａ）におけるｙ＝Ｙ１のｘｚ面における電位変化であり、図１９中のラインｂ’は、図１７（ｂ）におけるｙ＝Ｙ１のｘｚ面における電位変化である。図１９から、ラインｂよりも、ラインｂ’の方が、ｘ方向において、電位変化の勾配が緩やかで、広がりを持っていることが分かる。

即ち、Ｖｃ’＝（１／２）×Ｖｃとした場合、画像域と非画像域の境界部における電位変化の勾配が、ｙ方向及びｘ方向で少なく（小さく）なるため、図２０に模式的に示すように、境界部近傍ではトナーの現像位置（付着位置）が不安定なものとなる。この不安定さが「ガサツキ」の原因となるものと考えられる。

従って、トナー載り量を低減する場合において、ガサツキを悪化させないためにも、従来と同等、或いはそれ以上の最大現像コントラストＶｃにて画像形成を行なうことが望ましい。

（３）カブリ悪化
カブリ、即ち、現像工程時に非画像部にトナーが付着してしまう現象については、次のことが分かった。即ち、トナー載り量の低減と同時にトナーの着色力も増加しているため、カブリの頻度は、従来と同等、又は悪化傾向となる。

以上説明したように、トナー載り量を低減させるために、トナーの着色力を増加し、その濃度増加分を利用して、単純に現像コントラストを低減させてトナー載り量を減らすだけでは、安定性及び画像品位の低下が発生することがある。即ち、安定性の欠如、がさつきの悪化、カブリの悪化等の問題が発生することがある。このように、従来、安定性や画像品位を落とすことなく、トナー載り量を低減することを可能とし、生産性の向上、消費電力の低減、トナー段差の低減、ランニングコスト低減等を実現することが求められている。

従って、本発明の目的は、安定性や画像品位の低下を抑制しつつ、トナー載り量の低減を図ることのできる画像形成装置を提供することである。

上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、静電像が形成される電子写真感光体と、前記電子写真感光体上に形成された静電像に付着させるトナーを担持して搬送する現像剤担持体を備えた現像手段と、前記電子写真感光体上のトナーを転写材に転写させる転写手段と、転写材に転写されたトナーを転写材に定着させる定着手段と、を有する画像形成装置において、
前記電子写真感光体上の最高濃度画像部におけるトナー載り量を（Ｍ／Ｓ）_L［ｍｇ／ｃｍ²］、前記電子写真感光体上の最高濃度画像部のトナーの平均帯電量を（Ｑ／Ｍ）_L［μＣ／ｇ］、前記電子写真感光体上の最高濃度画像部のトナー層厚をＬｔ［μｍ］、前記電子写真感光体の膜厚をＬｄ［μｍ］、トナー層の比誘電率をε_t、前記電子写真感光体の比誘電率をε_d、真空の誘電率をε₀、前記現像剤担持体に印加されるバイアスのＤＣ成分の電位と前記電子写真感光体上の最高濃度画像部の電位との電位差の絶対値をＶｃ［Ｖ］、とした時、下記の各式、
０．２２［ｍｇ／ｃｍ²］≦（Ｍ／Ｓ）_L≦０．４［ｍｇ／ｃｍ²］

（Ｑ／Ｍ）_L≦１５０［μＣ／ｇ］
を満たし、
又、前記定着の後の転写材上の最高濃度画像部の透過濃度をＤｔｍａｘ、前記定着の後の転写材上のトナー載り量が０．１ｍｇ／ｃｍ²である画像部の透過濃度をＤｔ_0.1、前記電子写真感光体上から転写材上へのトナーの転写効率をλ、とした時、下記式、

で表されるαと、前記（Ｑ／Ｍ）_Lの逆数であるβとの積αβは、下記の各式、

を満たすことを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、安定性や画像品位の低下を抑制しつつ、トナー載り量の低減を図ることができる。

以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。

実施例１
［画像形成装置の全体構成及び動作］
先ず、本発明の一実施例に係る画像形成装置の全体構成及び動作について説明する。図２１は、本実施例の画像形成装置１００の要部の概略断面構成を示す。

画像形成装置１００は、像担持体としての円筒型の感光体（感光ドラム）１を有する。感光体１の周囲には、帯電手段としての帯電器２、露光手段としての露光器３、回転式現像装置４０、中間転写ユニット５０、クリーニング手段としてのクリーナー７、前露光手段としての前露光器８などが配置されている。

回転式現像装置４０は、現像手段として、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナーを用いて現像を行う現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋを有している。尚、本実施例では、各色用の現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋは、それぞれが使用するトナーの色が異なることを除いてその構成及び動作は実質的に同一である。従って、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用のものであることを表すために図中符号に与えた添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは省略して、総括的に説明する。

中間転写ユニット５０は、感光体１と対向して、無端ベルト状の中間転写体（中間転写ベルト）５を有する。中間転写体５は、複数の支持部材として駆動ローラ５３、２次転写対向ローラ５４、テンションローラ５５に掛け渡されている。中間転写体５の内周面側には、感光体１に対向する位置に、１次転写手段としての１次転写ローラ５１が配置されている。１次転写ローラ５１は、中間転写体５を感光体１に対して押圧して、感光体１と中間転写体５とが接触する１次転写部Ｎ１にニップ（１次転写ニップ）を形成する。又、中間転写体５を介して２次転写対向ローラ５４の対向位置には、２次転写手段としての２次転写ローラ５２が配置されている。２次転写ローラ５２は中間転写体５に接触して２次転写部Ｎ２にニップ（２次転写ニップ）を形成する。本実施例では、１次転写ローラ５１、中間転写体５、２次転写ローラ５２などを有して、感光体１上にトナーで形成された画像を転写材Ｓに転写させる転写手段が構成される。

更に、画像形成装置１００は、転写材Ｓの搬送方向において２次転写部Ｎ２よりも下流に、転写材Ｓにトナーを定着させる定着手段としての定着器６を有する。

感光体１としては、一般的なＯＰＣ（有機光導電体）感光体、ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）感光体を用いることができる。ＯＰＣ感光体は、導電性基体上に、有機光導電体を主成分とする光導電層を備えた感光層（感光膜）が形成されて成る。ＯＰＣ感光体は、一般的には、図２５のように導電性基体としての金属基体（感光体用支持体）１１の上に有機材料から成る電荷発生層１２、電荷輸送層１３、表面保護層１４が積層されて構成される。又、ａ−Ｓｉ感光体は、導電性基体上に、非晶質シリコン（アモルファスシリコン）を主成分とする光導電層を備えた感光層（感光膜）を有する。ａ−Ｓｉ感光体としては、一般的に、次のような層構成のものがある。即ち、図２６（ａ）に示すａ−Ｓｉ感光体は、感光体用支持体（導電性基体）２１の上に、感光膜２２が設けられている。該感光膜２２は、ａ−Ｓｉ：Ｈ、Ｘ（Ｈは水素原子、Ｘはハロゲン原子）からなり光導電性を有する光導電層２３で構成されている。図２６（ｂ）に示すａ−Ｓｉ感光体は、感光体用支持体２１の上に、感光膜２２が設けられている。該感光膜２２は、ａ−Ｓｉ：Ｘ、Ｘからなり光導電性を有する光導電層２３と、アモルファスシリコン系表面層２４とから構成されている。図２６（ｃ）に示すａ−Ｓｉ感光体は、感光体用支持体２１の上に、感光膜２２が設けられている。該感光膜２２は、ａ−Ｓｉ：Ｈ、Ｘからなり光導電性を有する光導電層２３と、アモルファスシリコン系表面層２４と、アモルファスシリコン系電荷注入阻止層２５とから構成されている。図２６（ｄ）に示すａ−Ｓｉ感光体は、感光体用支持体２１の上に、感光膜２２が設けられている。該感光膜２２は、光導電層２３を構成するａ−Ｓｉ：Ｈ、Ｘからなる電荷発生層２６ならびに電荷輸送層２７と、アモルファスシリコン系表面層２４とから構成されている。

感光体１としては、上述のような層構成のものに限定されるものではなく、その他の層構成の感光体も用いることができる。

尚、感光体の膜厚とは、光導電層を備えた感光層（感光膜）の厚さであって、ここでは、導電性基体上に形成された層の総厚さを言うものとする。

ここで、感光体の静電容量（単位面積当たりの静電容量）Ｃは、下記式、
０．７×１０^-6Ｆ／ｍ²＜Ｃ＜２．７×１０^-6Ｆ／ｍ²
の範囲であることが好ましい。その理由を下記に示す。

例えば、一般的なＯＰＣ感光体の場合、上記静電容量となるための膜厚は、約
１１μｍ＜感光体膜厚＜４０μｍ
である。

ＯＰＣ感光体の場合、膜厚が厚くなればなるほど、細線の再現性が悪くなることが知られている。即ち、膜厚が厚くなることにより、隣接する線が作る電位ポテンシャルが干渉し、結果として、ポテンシャルが浅く、訛るため、細線の再現性が悪化することがある。本発明者らの検討によれば、膜厚が４０μｍ以上のＯＰＣ感光体では、所望の電位設定において、例えば、１２００ｄｐｉ程度の解像度にて形成される細線が再現され難いことがある。逆にＯＰＣ感光体の膜厚が１１μ以下であると、製造上その膜厚を均一にすることが難しく、帯電特性、及び光導電性特性にムラが発生し、濃度ムラ等の問題を発生させることがある。又、（Ｍ／Ｓ）_L＝０．２２ｍｇ／ｃｍ²のトナー載り量にて、後述する充電効率１００％を満たすために必要なトナーの帯電量が、所望の濃度安定性を得るために必要な現像コントラストＶｃｏｎｔ＝１５０Ｖの設定において、約−１５０μＣ／ｇを上回る。そのため、現像性を確保するのが非常に厳しくなることがある。

一方、ａ−Ｓｉ感光体の場合、上記静電容量を満たす感光体膜厚は、約
３３μｍ＜感光体膜厚＜１２０μｍ
である。

ａ−Ｓｉ感光体は、ＯＰＣ感光体と比べて約３倍近い誘電率をもっているため、例えば、同じ電位設定の場合、その電位を作るための電荷密度が３倍近い。又、ａ−Ｓｉ感光体では、電荷発生位置が、ＯＰＣ感光体と比べて感光体の表面近傍にあるため、感光体内での電荷の拡散が極めて少ない。これらのことより、ａ−Ｓｉ感光体の場合は、感光体の膜厚を厚くしても、感光体上の静電ポテンシャルは、訛りにくいことがわかっている。しかしながら、膜厚が１２０μｍ以上のａ−Ｓｉ感光体では、膜厚が４０μｍのＯＰＣ感光体と潜像電位を形成する電荷密度が略同等になるので、細線再現性が低下することがある。又、ａ−Ｓｉ感光体の膜厚を厚くすると、暗減衰量も増加するため、帯電電位を制御することが困難となることがある。逆にａ−Ｓｉ感光体の膜厚が３３μｍ以下になると、ＯＰＣ感光体と同様に光導電性特性にムラが発生し、濃度ムラ等の問題を発生させることがある。又、（Ｍ／Ｓ）_L＝０．２２ｍｇ／ｃｍ²のトナー載り量にて、充電効率１００％を満たすために必要なトナーの帯電量が、所望の濃度安定性を得るために必要な現像コントラストＶｃｏｎｔ＝１５０Ｖの設定において、約−１５０μＣ／ｇを上回る。そのため、現像性を確保するのが非常に厳しくなることがある。

以上のことから、感光体の静電容量（単位面積当たりの静電容量）Ｃは、下記式、
０．７×１０^-6Ｆ／ｍ²＜Ｃ＜２．７×１０^-6Ｆ／ｍ²
の範囲であることが好ましい。

感光体１は、図示矢印Ｒ１方向（反時計方向）に所定の周速度で回転駆動される。回転する感光体１の表面は、帯電器２により所定の極性（本実施例では負極性）に略一様に帯電される。そして、露光器３に対向する位置では、画像信号に対応して発光されるレーザーが露光器３から感光体１に照射され、感光体１上に原稿画像に対応した静電像（潜像電位）が形成される。

感光体１に形成された静電像は、感光体１の回転により現像器４に対向する位置まで到達すると、現像器４によりトナー像として現像される。本実施例では、現像器４は、現像剤として、主に非磁性トナー粒子（トナー）と磁性キャリア粒子（キャリア）とを備える２成分現像剤（２成分系現像剤）を用いる（２成分現像方式）。静電像は、２成分現像剤のうち実質的にトナーのみで形成される。

本実施例では、それぞれ色が異なるトナーを備えた複数（本実施例では４個）の現像器Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋは、回転中心Ｇを中心として回転可能な現像器支持体（回転体）４０Ａに装着されている。現像器支持体４０Ａが回転することで、所望の現像器を感光体１に対向する現像位置に配置することができる。現像器支持体４０Ａを回転させて感光体１と対向する現像位置に所望の現像器を配置することで、順次、感光体１上の静電像の現像を行い、各色毎のトナー像を感光体１上に形成することができる。

現像器４は、２成分現像剤を収容する現像容器（現像器本体）４４を有し、現像容器４４には、現像剤担持体としての中空円筒状の現像スリーブ４１が設けられている。現像スリーブ４１は、現像容器４４の開口部から一部露出するように回転可能に配置されている。現像スリーブ４１は、その内部に、磁界発生手段としてのマグネット４２を内包している。本実施例では、現像スリーブ４１は、その表面が、感光体１との対向部（現像部）において感光体１の表面の移動方向と同方向に移動するように回転駆動される。

現像容器４４内の２成分現像剤は、現像スリーブ４１の表面上に供給された後、現像スリーブ４１の表面に対向して設けられた規制部材４３によってその量がコントロールされる。その後、２成分現像剤は、現像スリーブ４１上に担持されて、感光体１と対向する現像部へと搬送される。キャリアは、帯電したトナーを担持して現像部まで搬送する働きを有する。又、トナーは、キャリアと混合されることにより、摩擦帯電により所定の極性の所定の帯電量に帯電される。

現像スリーブ４１上の２成分現像剤は、現像部において、マグネット４２の発生する磁界により穂立ちして、磁気ブラシを形成する。そして、本実施例では、この磁気ブラシを感光体１の表面に接触させ、又現像スリーブ４１に所定の現像バイアスを印加することにより、２成分現像剤から実質的にトナーのみを感光体１上の静電像に転移させる。尚、磁気ブラシは、感光体１に近接して対向されるようになっていてもよい。

本実施例では、現像バイアスとしては、Ｖｐｐ＝２．０ｋＶのＡＣバイアスに、所望のＤＣバイアスを組み合わせたもの（重畳したもの）を用いた。又、感光体１と現像スリーブ４１との間の最近接距離（Ｓ−Ｄギャップ）は３００μｍとした。

例えば、フルカラー画像の形成時には、感光体１上に順次に形成される各色のトナー像は、その都度、１次転写部Ｎ１において中間転写体５上に転写（１次転写）される。これにより、中間転写体５が所望の回数、図示矢印Ｒ２方向に周回する間に、各色のトナー像が中間転写体５上にて順次に重ね合わされて、フルカラーのトナー像が形成される。１次転写時には、１次転写ローラ５１に、トナーの正規の帯電極性とは逆極性の１次転写バイアスが印加される。その後、中間転写体５上のフルカラーのトナー像は、２次転写部Ｎ２において、転写材Ｓ上に一括して転写（２次転写）される。２次転写時には、２次転写ローラ５２に、トナーの正規の帯電極性とは逆極性の２次転写バイアスが印加される。

その後、転写材Ｓは、定着器６に搬送され、ここで加熱、加圧されることにより、その表面にトナー像が定着される。その後、転写材Ｓは、出力画像として装置外に排出される。

感光体１は、１次転写工程後に、その表面上に残留したトナーがクリーナー７によって除去された後、前露光器８からの光照射により電気的に初期化され、繰り返し画像形成に供される。又、中間転写体５は、２次転写工程後に、中間転写体クリーナー９によって清掃されて、繰り返し画像形成に供される。

又、画像形成装置１００は、所望の単独又は複数（全てではない）の現像器のみを使用して、単色又はマルチカラーの画像を形成することもできる。

尚、本実施例では、画像形成装置１００は、１つの感光体に対して、それぞれ異なる色のトナーを用いる複数の現像器が設けられている。そして、その１つの感光体を介して、現像工程、転写工程を繰り返すことで、被転写体としての中間転写体５上に各色のトナー像を重ね合わせる。しかし、本発明は、この形態に限定されるものではない。画像形成装置は、複数の感光体に対して、それぞれ異なる色のトナーを用いる現像装置が設けられており、複数の感光体上にそれぞれ形成された各色のトナー像を、被転写体としての中間転写体上に重ね合わせるもの（タンデムタイプ）であってもよい。又、画像形成装置は、中間転写体を用いる中間転写方式の画像形成装置に限定されるものではない。例えば、上記中間転写体の代わりに、転写材を担持して搬送する転写材担持体を有しており、感光体から転写材担持体上の転写材に直接トナーを転写して、転写材上で各色のトナー像を重ね合わせるようになっている直接転写方式の画像形成装置であってもよい。

［本発明の原理］
前述したように、従来よりも高い着色力のトナーを用いて、トナー載り量を低減しつつ、従来と同じ安定性を得るためには、少なくとも従来と同等のγ特性を持つことが望まれる。

即ち、高い着色力のトナーを用いた場合でも、最高濃度Ｄｔｍａｘを得る時の現像コントラストが同等でなければ、同様の安定性を得ることは難しい。そのようなγ特性にするためには、トナーの帯電量（電荷量）の絶対値をより高く設定することが有効である。その理由を次に説明する。

図１２（ａ）に示す実線は、感光体上の潜像電位を示しており、点線は現像バイアス（ここでは、矩形波のＡＣ電圧にＤＣ電圧を重畳した現像バイアス）を示している。Ｖｄｃは現像バイアスのＤＣ成分の電位であり、Ｖｄは感光体の帯電電位（即ち、非画像部電位）を示している。又、ＶＬは、最大トナー載り量（即ち、最高濃度Ｄｔｍａｘ）を得るための感光体上の電位である。又、Ｖｃは上記ＶＬとＶｄｃとの差（最大現像コントラスト）であり、Ｖｂは上記ＶｄとＶｄｃとの差（カブリ取りバイアス）である。

尚、本実施例では、所定の極性（特に、本実施例では負極性）に一様に帯電された感光体に対し、画像部となる部分にレーザー等で露光を行うことによって所望の露光部電位を得る、イメージ露光方式を用いる。又、現像方法としては、該露光部電位に、感光体の帯電極性と同極性に帯電したトナーを付着させる、反転現像方式を用いる。

又、本明細書では、特に断りのない場合、トナーの帯電量（電荷量）は、その絶対値で示す。実際には、トナーの帯電電荷は所定の極性（本実施例では負極性）を有する。

図１２（ｂ）に示すように、一般的に、感光体上に形成されたトナー層の最外層の電位（以下「最外層電位」という）Ｖｔが最大現像コントラストＶｃを埋めるように現像が行われる。ここで、感光体上のＶＬ電位部のトナー載り量（単位面積当たりのトナー重量）、即ち、感光体上における最大トナー載り量を（Ｍ／Ｓ）_Lと定義する。

この時、下記式、
｜Ｖｔ−ＶＬ｜＝ΔＶｔ
で表される、トナー層によって形成される電位（以下「トナー層電位」という）ΔＶｔが、現像コントラストＶｃｏｎｔをどれだけ埋めているかを示す指標を、充電効率と定義する。即ち、充電効率は、下記式、
充電効率＝（ΔＶｔ／Ｖｃ）×１００
で表される。つまり、充電効率が１００％の時、トナー層電位ΔＶｔが現像コントラストＶｃｏｎｔを完全に埋めることを表す。

充電効率が低い状態、即ち、トナー層電位が現像コントラストを十分に埋めきらない状態で現像が終了する場合（充電不良）には、多様な画像欠陥が発生することが知られている。

例えば、一般的に、現像スリーブと感光体との間の距離（Ｓ−Ｄギャップ）は、機械的な公差により微妙に変動しており、それに応じて現像電界も微妙に変動を起こしている。この時、トナー層電位が現像コントラストを十分に埋めないで現像が終了する状態にあると、現像電界の変動によってトナー載り量にムラが生じる場合がある。そのため、均一性や安定性が低下することがある。

又、ベタ画像（最高濃度画像）部とハーフトーン画像部との境界域で、ベタ画像部の現像コントラストをトナー層電位が埋めきらないために、ハーフトーン画像部の電位とのコントラスト差が発生することがある。これにより、白抜け等の画像欠陥が発生することがある。

従って、画像欠陥を発生さないためには、充電効率１００％、即ち、下記式、
ΔＶｔ＝Ｖｃ
が成り立つ状態を保つことが重要である。

一具体例として、実際に、次の条件で現像を行った場合について説明する。

膜厚２６μｍの有機感光体（ＯＰＣ感光体）上に形成したＶＬ電位部（最高濃度部）を、帯電量（単位重量当たりの電荷量）が３０μＣ／ｇのトナーを用いて現像した。この時、最大現像コントラストＶｃは２００Ｖとなるように調整した。この場合、感光体上のＶＬ電位部のトナー載り量は０．６ｍｇ／ｃｍ²となり、トナー層の最外層電位Ｖｔは−１９９Ｖであった。ここで、より具体的には、Ｖｄ＝−４５０Ｖ、ＶＬ＝−１００Ｖ、Ｖｄｃ＝−３００Ｖ、ΔＶｔ＝１９８Ｖであった。

尚、最外層電位Ｖｔは、図１３（ｂ）に示すように、表面電位計（トレック社製のＭＯＤＥＬ３４７）Ｖｓにより現像直後の位置にて測定を行なった。そして、図１３（ａ）に示すように現像器を設置しないで表面電位計Ｖｓにより測定されたＶＬ電位との差分によりΔＶｔを求めた。

即ち、この場合、充電効率は、
ΔＶｔ／Ｖｃ×１００＝９９％
となる。トナー層電位が現像コントラストをほぼ埋めている状態であることが分かる。

ところで、トナー層電位ΔＶｔは、下記式で表すことも可能である。

上述の具体例において感光体上のＶＬ電位部に付着したトナー層の高さを実際に計測すると、約９．２μｍであった。上記式（１）中の各パラメータに次の値を代入すると、トナー層電位ΔＶｔは１９８Ｖとなる。
（Ｍ／Ｓ）_L＝０．６ｍｇ／ｃｍ²
（Ｑ／Ｍ））_L＝３０μＣ／ｇ
Ｌｔ＝９．２μｍ
Ｌｄ＝２６μｍ
ε_t＝２．５
ε_d＝３．３
ε₀＝８．８５４×１０^-12Ｆ／ｍ

即ち、上記測定されたΔＶｔと、上記式（１）により計算された値とは、略同じである。

図４は実際の画像出力動作を通して求められた（Ｍ／Ｓ）_LとΔＶｔとの関係の、トナー帯電量Ｑ／Ｍへの依存性を示す（図５も同様の図である）。例えば、図中実線で表すラインＳ２は、帯電量が３０μＣ／ｇのトナーを用いて（Ｍ／Ｓ）_Lを変化させた場合のΔＶｔを示している。ラインＳ２上の点Ｐ、即ち、（Ｍ／Ｓ）_L＝０．６ｍｇ／ｃｍ²の時に、上述のようにトナー層電位ΔＶｔが１９８Ｖになることを示す。

同様に、ラインＳ１は帯電量が２０μＣ／ｇ、ラインＳ３は帯電量が４０μＣ／ｇ、ラインＳ４は帯電量が６０μＣ／ｇ、ラインＳ５は帯電量が８０μＣ／ｇのトナーをそれぞれ用いて（Ｍ／Ｓ）_Lを変化させて求められたものである。

ここで、例えば、トナー帯電量を３０μＣ／ｇのまま、（Ｍ／Ｓ）_Lを従来の半分である０．３ｍｇ／ｃｍ²まで下げた時のラインＳ２上の点Ｑでは、トナー層電位ΔＶｔが９０Ｖとなる。

尚、図４の横軸（Ｍ／Ｓ）_Lは、潜像電位としてフラットなＶＬ電位を、Ｖｄ、レーザーパワー、Ｖｄｃを調整して変化させて、そのフラットなＶＬ電位に対してＶｃを変化させた場合の感光体上におけるトナー載り量の変化であることに注意されたい。即ち、図４に示すグラフは、図２に示す所望の線数によるデジタル潜像に対して得られた階調カーブとは異なるものである。

このように、トナー帯電量を３０μＣ／ｇのままで、感光体上におけるトナー載り量（Ｍ／Ｓ）_Lを１／２にする設定では、必要とされるＶｃは９０Ｖ程度となり、γ特性は、前述したように急峻なものとなってしまう。

一方、図５を参照して、一点鎖線で表すラインＳ４のように、帯電量が６０μＣ／ｇのトナーを使用した場合、（Ｍ／Ｓ）_Lが０．３３ｍｇ／ｃｍ²であるラインＳ４上の点Ｒで、トナー層電位ΔＶｔは２００Ｖとなる。即ち、必要とされるＶｃは２００Ｖとなり、γ特性としては従来と略同じになる。

更に、図４及び図５より、所望のＶｃｏｎｔに対し、ΔＶｔ＝Ｖｃとするために必要な（Ｑ／Ｍ）_Lと（Ｍ／Ｓ）_Lとの関係を図６示す（図７も同様の図である）。

図６中、ラインＬ１は、Ｖｃ＝１５０Ｖの時に充電効率を１００％にするために必要なΔＶｔ、即ち、ΔＶｔ＝１５０Ｖにするために必要な、（Ｑ／Ｍ）_Lと（Ｍ／Ｓ）_Lとの関係を示している。上記式（１）より、ラインＬ１は、下記式を満たすものとなる。

同様に、ラインＬ２はＶｃ＝２００Ｖ、ラインＬ３はＶｃ＝３００Ｖ、ラインＬ４はＶｃ＝４００Ｖ、ラインＬ５はＶｃ＝５００Ｖの時にそれぞれ充電効率を１００％にするために必要なΔＶｔを得るための（Ｑ／Ｍ）_Lと（Ｍ／Ｓ）_Lとの関係を示している。上記式（１）より、ラインＬ２、ラインＬ３、ラインＬ４、ラインＬ５は、それぞれ下記式を満たすものとなる。

例えば、ラインＬ２（Ｖｃ＝２００Ｖが必要な場合）において、（Ｍ／Ｓ）_Lが０．６ｍｇ／ｃｍ²の時、ΔＶｔ＝２００Ｖとするために必要な（Ｑ／Ｍ）_Lは約３０．４μＣ／ｇである（図６中点ａ）。又、（Ｍ／Ｓ）_Lが０．３ｍｇ／ｃｍ²の時、ΔＶｔ＝２００Ｖとするために必要な（Ｑ／Ｍ）_Lは約６６．５μＣ／ｇである（図６中点ｂ）。

又、例えば、ラインＬ４（Ｖｃ＝４００Ｖが必要な場合）において、（Ｍ／Ｓ）_Lが０．６ｍｇ／ｃｍ²の時、ΔＶｔ＝４００Ｖとするために必要な（Ｑ／Ｍ）_Lは約６１μＣ／ｇである（図６中点ｃ）。又、（Ｍ／Ｓ）_Lが０．３ｍｇ／ｃｍ²の時、ΔＶｔ＝４００Ｖとするために必要な（Ｑ／Ｍ）_Lは約１３３μＣ／ｇである（図６中点ｄ）。

即ち、充電効率１００％で、且つ、所望のγ特性を得るためのＶｃが決まれば、（Ｍ／Ｓ）_Lに対して、必要な（Ｑ／Ｍ）_Lが決まることになる。

［（Ｍ／Ｓ）_Lと（Ｑ／Ｍ）_Lの範囲］
以下、図７を用いてトナー載り量を低減するために必要な諸特性の範囲を説明する。

Ａ．（Ｑ／Ｍ）_Lの範囲
先ず、（Ｑ／Ｍ）_Lの範囲について説明する。

前述のように、画像安定性や画像品位を確保するためには、γ特性は、Ｖｃ＝１５０Ｖで最高濃度Ｄｔｍａｘを得るγ特性と同等又はそれ以上に傾斜が緩やかであることが望ましい。

従って、先ず、図７中の、ΔＶｔ＝１５０Ｖとするために必要な（Ｍ／Ｓ）_Lと（Ｑ／Ｍ）_Lとの関係を示すラインＬ１以上の範囲に（Ｑ／Ｍ）_Lを設定することが望ましい。

無論、γ特性としては、その傾きが寝ていれば寝ている程、即ち、最高濃度を得るためのＶｃが大きければ大きいほど、安定性や階調性を得るに有効である。しかし、その他のプロセス条件（帯電プロセス条件等）やトナー帯電量の限界値により限界が存在する。

例えば、図１２に示すＶｂ電位を１５０Ｖ程度、ＶＬ電位を１００Ｖ程度とする場合、Ｖｃ＝５００Ｖ以上を得るために、感光体の帯電電位Ｖｄは７５０Ｖ以上に設定する必要がある。しかしながら、例えばコロナ帯電等の帯電手段により、感光体上を７５０Ｖ以上で均一に帯電させるには、非常に多くの電流量が必要となる。従って、現実的な範囲としては、Ｖｃ＝５００Ｖ以下、即ち、図７中の、ΔＶｔ＝５００Ｖとするために必要な（Ｍ／Ｓ）_Lと（Ｑ／Ｍ）_Lとの関係を示すラインＬ５以下の範囲に（Ｑ／Ｍ）_Lを設定することが望ましい。

換言すれば、最大現像コントラストＶｃは、実用的な値を考慮して、
１５０Ｖ≦Ｖｃ≦５００Ｖ
の範囲であることが望ましい。

又、トナーの帯電量としての限界値があり、乾式現像において、実際にハンドリングできるトナー帯電量は１５０μＣ／ｇ程度であることが分かっている。即ち、トナー帯電量が１５０μＣ／ｇを超えると、トナーがキャリアから離れ難くなり、現像自体ができなくなることがある。更に、キャリア側の帯電量も高くなるので、感光体へのキャリア付着が発生する場合がある。従って、（Ｑ／Ｍ）_Lは、図７中の（Ｑ／Ｍ）_L＝１５０μＣ／ｇを示すラインＫ１以下の範囲に限定することが望ましい。

Ｂ．（Ｍ／Ｓ）_Lの範囲
次に、（Ｍ／Ｓ）_Lの範囲について説明する。

一般的に、電子写真方式によるフルカラーの画像形成装置には、多次色にて画像を形成する部分のトナー総量を、単色当りの最大トナー載り量に対して２．０〜２．５倍以下となるように制限する処理が設けられている。即ち、単色当りの最大トナー載り量が感光体上で０．６ｍｇ／ｃｍ²、紙上で０．５６ｍｇ／ｃｍ²程度の場合、多次色によって形成される部分のトナー総量が単色当たりの最大トナー載り量の２．５倍の場合は、その紙上での上限値は、下記式のようになる。
０．５６×２．５＝１．４ｍｇ／ｃｍ²

この量のトナーを定着器によって紙上に溶融・固着させることになる。例えば、キヤノン製のｉｍａｇｅｐｒｅｓｓ Ｃ１の定着器を用いて実際に上記の量のトナーを紙に定着させたところ、定着した後のトナー層の高さは約１３μｍ程度となった。このトナー層の高さでは、画像部と非画像部との間に大きな段差が生じることが分かった。

図１１は、トナー総量と定着後のトナー層の高さ（即ち、トナー段差）との関係を示す。感光体上で単色当りの最大トナー載り量を０．４ｍｇ／ｃｍ²、紙上で０．３７ｍｇ／ｃｍ²程度まで低減すると、紙上でのトナー総量は、下記式、
０．３７×２．５＝０．９３ｍｇ／ｃｍ²
により、約１ｍｇ／ｃｍ²程度まで低減することができる。このトナー層を定着した後のトナー層の高さは、図１１に示すように、８μｍ程度となること分かった。更に、トナー層の高さが８μｍ程度となると、非画像部とのトナー段差に対する視覚感度が鈍くなり、トナー段差が目立たなくなることが分かった。

従って、単色当りの最大トナー載り量は感光体上で０．４ｍｇ／ｃｍ²以下、紙上０．０．３７ｍｇ／ｃｍ²以下にすることが望ましい。即ち、（Ｍ／Ｓ）_Lは、図７中の（Ｍ／Ｓ）_L＝０．４ｍｇ／ｃｍ²を示すラインＧ１以下の範囲に限定することが望ましい。

尚、図７中のラインＬ１と、（Ｍ／Ｓ）_Lの上限を示すラインＧ１との交点を点ｅとする。又、図７中のラインＬ５と、（Ｍ／Ｓ）_Lの上限を示すラインＧ１との交点を点ｇとする。点ｅ、点ｇにおける（Ｍ／Ｓ）_L、（Ｑ／Ｍ）_Lの値は次の通りである。
点ｅ：（Ｍ／Ｓ）_L＝０．４ｍｇ／ｃｍ²、（Ｑ／Ｍ）_L＝３６μＣ／ｇ
点ｇ：（Ｍ／Ｓ）_L＝０．４ｍｇ／ｃｍ²、（Ｑ／Ｍ）_L＝１２１μＣ／ｇ

更に、トナーの粒径に応じて、所望の最高濃度を得るためのトナー載り量には理論的限界値（下限値）が存在する。即ち、少ないトナー載り量で所望の最高濃度を得るためには、定着後のトナーが紙等の転写材の全体を埋めることが理想である。これを実現するには感光体上で０．２２ｍｇ／ｃｍ²、紙上で０．２０ｍｇ／ｃｍ²程度の以上のトナー載り量が必要となることが分かっている。その理由を、図２４をも参照して、次に説明する。

今、トナーの粒径を５μｍとした場合、そのトナーの投影面積は、約１９．６μｍ²（半径ｒ＝２．５μｍ）程度である（図２４（ａ））。このトナーを理想的に、高さ２μｍまで定着により潰した場合を考える。この場合、そのトナーの面積は、約３２．７μｍ²（半径ｒ’＝３２．３μｍ）程度となる（図２４（ｂ））。つまり、トナー１個当たり約１．６倍程度に面積が広がることになる。

又、トナー載り量が０．２ｍｇ／ｃｍ²のトナーを単位面積当りに並べた場合（図２４（ｃ））、トナーの投影面積が単位面積あたりに占める割合は全体の５７％程度となる。そして、このトナーが全て理想的に潰された場合を考える（図２４（ｄ））。この場合、上述のようにトナー１個当たりの面積は約１．６倍に広がるため、面積比率は、下記式、
０．５７×１．６７＝０．９５
により約１となり、単位面積を略１００％トナーで埋めることが可能である。

即ち、紙上で０．２ｍｇ／ｃｍ²より少ないトナー載り量であると、理想的な定着であっても、潰されたトナー間に隙間ができ、下地である紙等の転写材が部分的に露出してしまう。このため、効率的に所望の最高濃度を得ることができなくなる。

従って、トナーの粒径が５μｍ以上である場合、トナー載り量は感光体上で０．２２ｍｇ／ｃｍ²、紙上０．２０ｍｇ／ｃｍ²以上にすることが望ましい。即ち、（Ｍ／Ｓ）_Lは、図７中の（Ｍ／Ｓ）_L＝０．２２ｍｇ／ｃｍ²を示すラインＧ２以上であることが望ましい。

尚、図７中のラインＬ１と、（Ｍ／Ｓ）_Lの下限を示すラインＧ２との交点を点ｆとする。又、図７中のラインＬ５と、（Ｍ／Ｓ）_Lの下限を示すラインＧ２との交点を点ｈとする。更に、図７中のラインＬ５と、（Ｑ／Ｍ）_Lの上限を示すラインＫ１との交点を点ｉとする。点ｆ、点ｈ、点ｉにおける（Ｍ／Ｓ）_L、（Ｑ／Ｍ）_Lの値は次の通りである。
点ｆ：（Ｍ／Ｓ）_L＝０．２２ｍｇ／ｃｍ²、（Ｑ／Ｍ）_L＝７０．１μＣ／ｇ
点ｈ：（Ｍ／Ｓ）_L＝０．２２ｍｇ／ｃｍ²、（Ｑ／Ｍ）_L＝２３４μＣ／ｇ
点ｉ：（Ｍ／Ｓ）_L＝０．３３ｍｇ／ｃｍ²、（Ｑ／Ｍ）_L＝１５０μＣ／ｇ（計算値）

ここで、トナーの粒径は、５．０μｍ以上であることが好ましい。トナーの粒径が５．０μｍ未満であると、現像性が悪化する虞がある。一方、トナーの粒径は、７．５μｍ以下であることが好ましい。これよりもトナーの粒径が大きいと、画像の細線再現性等、解像力を必要とする画像部が劣化する虞がある。

Ｃ．（Ｍ／Ｓ）_Lと（Ｑ／Ｍ）_Lの範囲を示す関係式
以上のことから、トナー載り量を低減し、且つ、安定性等を確保することができるγ特性を得るための（Ｍ／Ｓ）_L及び（Ｑ／Ｍ）_Lの範囲は、図１中の斜線にて示す範囲となる。図１は、図６及び図７と同様の（Ｍ／Ｓ）_Lと（Ｑ／Ｍ）_Lとの関係を示している。図１の斜線にて示す範囲は、次のように表すことができる。

先ず、（Ｍ／Ｓ）_Lは、下記式、
０．２２ｍｇ／ｃｍ²≦（Ｍ／Ｓ）_L≦０．４ｍｇ／ｃｍ²
を満たす。

ここで、上述の式（１）より、下記式が導かれる。

又、充電効率を１００％とするためには、下記式、
ΔＶｔ＝Ｖｃ
が成り立つ。

又、上述のように、最大現像コントラストＶｃは、実用的な値を考慮して、
１５０Ｖ≦Ｖｃ≦５００Ｖ
の範囲であることが望ましい。

そして、（Ｍ／Ｓ）_Lが上記範囲内にあると共に、各（Ｍ／Ｓ）_Lにおける（Ｑ／Ｍ）_Lは、下記の各式を満たす。

更に、（Ｑ／Ｍ）_Lは、下記式、
（Ｑ／Ｍ）_L≦１５０μＣ／ｇ
を満たす。

［定着後のトナー載り量と濃度］
次に、トナーの着色力、トナー載り量、（Ｑ／Ｍ）_Lの関係について説明する。

Ａ．トナー
本発明にて用い得るトナーの好ましい態様としては、次に示す第１の態様のトナーと第２の態様のトナーとが挙げられる。

２成分現像剤及び補給用現像剤に用いられる第１の態様のトナーは、ポリエステルユニットを主成分とする樹脂及び着色剤を含有するトナー粒子を有するトナーである。「ポリエステルユニット」とは、ポリエステルに由来する部分を示し、又「ポリエステルユニットを主成分とする樹脂」とは、樹脂を構成する繰り返し単位の多くが、エステル結合を有する繰り返し単位である樹脂を意味する。これらは後に詳細に説明される。

ポリエステルユニットはエステル系モノマーを縮重合させることにより形成される。エステル系モノマーとしては、多価アルコール成分、及び多価カルボン酸、多価カルボン酸無水物、又は２以上のカルボキシル基を有する多価カルボン酸エステルの如きカルボン酸成分が挙げられる。

多価アルコール成分のうち二価アルコール成分としては、以下のものが挙げられる。ポリオキシプロピレン（２．２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシプロピレン（３．３）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシエチレン（２．０）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシプロピレン（２．０）−ポリオキシエチレン（２．０）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシプロピレン（６）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンの如きビスフェノールＡのアルキレンオキシド付加物；エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，４−ブテンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ビスフェノールＡ、水素添加ビスフェノールＡ。

多価アルコール成分のうち三価以上のアルコール成分としては、以下のものが挙げられる。ソルビトール、１，２，３，６−ヘキサンテトロール、１，４−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，５−ペンタントリオール、グリセロール、２−メチルプロパントリオール、２−メチル−１，２，４−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、１，３，５−トリヒドロキシメチルベンゼン。

ポリエステルユニットを構成するカルボン酸成分としては、以下のものが挙げられる。フタル酸、イソフタル酸及びテレフタル酸の如き芳香族ジカルボン酸類又はその無水物；琥珀酸、アジピン酸、セバシン酸及びアゼライン酸の如きアルキルジカルボン酸類又はその無水物；炭素数６〜１２のアルキル基で置換された琥珀酸又はその無水物；フマル酸、マレイン酸及びシトラコン酸の如き不飽和ジカルボン酸類又はその無水物。

第１の態様のトナー粒子に含まれるポリエステルユニットを有する樹脂の好ましい例としては、以下のものが挙げられる。即ち、下記化学式で表される構造に代表されるビスフェノール誘導体をアルコール成分とし、２価以上のカルボン酸又はその酸無水物、又はその低級アルキルエステルからなるカルボン酸成分（例えば、フマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フタル酸、テレフタル酸、ドデセニルコハク酸、トリメリット酸、ピロメリット酸）をカルボン酸成分として、これらを縮重合させることにより得られるポリエステル樹脂である。このポリエステル樹脂は、良好な帯電特性を有する。このポリエステル樹脂の帯電特性は、２成分現像剤に含まれるカラートナーに含まれる樹脂として用いられた場合に、より有効に働く。

又、第１の態様のトナー粒子に含まれるポリエステルユニットを有する樹脂の好ましい例には、架橋部位を有するポリエステル樹脂が含まれる。架橋部位を有するポリエステル樹脂は、多価アルコールと、三価以上の多価カルボン酸を含むカルボン酸成分を縮重合反応させることにより得られる。この三価以上の多価カルボン酸成分の例としては、１，２，４−ベンゼントリカルボン酸、１，２，５−ベンゼントリカルボン酸、１，２，４−ナフタレントリカルボン酸、２，５，７−ナフタレントリカルボン酸、１，２，４，５−ベンゼンテトラカルボン酸、及びこれらの酸無水物やエステル化合物が挙げられる。縮重合されるエステル系モノマーに含まれる三価以上の多価カルボン酸成分の含有量は、全モノマー基準で０．１〜１．９ｍｏｌ％であることが好ましい。

更に、第１の態様のトナー粒子に含まれるポリエステルユニットを有する樹脂の好ましい例としては、（ａ）ポリエステルユニットとビニル系重合体ユニットを有しているハイブリッド樹脂、（ｂ）ハイブリッド樹脂とビニル系重合体との混合物、（ｃ）ポリエステル樹脂とビニル系重合体との混合物、（ｄ）ハイブリッド樹脂とポリエステル樹脂との混合物、（ｅ）ポリエステル樹脂とハイブリッド樹脂とビニル系重合体との混合物が挙げられる。

尚、ハイブリッド樹脂は、ポリエステルユニットと、アクリル酸エステルの如きカルボン酸エステル基を有するモノマー成分を重合して得られるビニル系重合体ユニットとが、エステル交換反応して結合することにより形成される。ハイブリッド樹脂としては、ビニル系重合体を幹重合体、ポリエステルユニットを枝重合体とするグラフト共重合体あるいはブロック共重合体が挙げられる。

ビニル系重合体ユニットとは、ビニル系重合体に由来する部分を示す。ビニル系重合体ユニット又はビニル系重合体は、後述のビニル系モノマーを重合させることで得られる。

２成分現像剤及び補給用現像剤における第２の態様のトナーは、直接重合法又は水系媒質中より得られるトナー粒子を有するトナーである。第２の態様のトナーは、直接重合法で製造されてもよいし、予め乳化微粒子を作り、その後着色剤、離型剤と一緒に凝集させて製造してもよい。後者により製造されるトナー粒子を有するトナーを「水系媒質中より得られるトナー」又は「乳化凝集法により得られるトナー」ともいう。

第２の態様のトナーは、直接重合法又は乳化凝集法により得られる、ビニル系樹脂を主成分とする樹脂を有するトナー粒子を有することが好ましい。前記トナー粒子の主成分であるビニル系樹脂は、ビニル系モノマーの重合により製造される。ビニル系モノマーとしては、以下のものが挙げられる。スチレン系モノマー、アクリル系モノマー；メタクリル系モノマー；エチレン不飽和モノオレフィレン類のモノマー；ビニルエステル類のモノマー；ビニルエーテル類のモノマー；ビニルケトン類のモノマー；Ｎ−ビニル化合物のモノマー：その他のビニルモノマー。

スチレン系モノマーとしては、以下のものが挙げられる。スチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｐ−メトキシスチレン、ｐ−フェニルスチレン、ｐ−クロルスチレン、３，４−ジクロルスチレン、ｐ−エチルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、ｐ−ｎ−ブチルスチレン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、ｐ−ｎ−ヘキシルスチレン、ｐ−ｎ−オクチルスチレン、ｐ−ｎ−ノニルスチレン、ｐ−ｎ−デシルスチレン、ｐ−ｎ−ドデシルスチレン。

アクリル系モノマーとしては、以下のものが挙げられる。クリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ｎ−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸ジメチルアミノエチル、アクリル酸フェニルの如きアクリル酸エステル類やアクリル酸及びアクリル酸アミド類。

又、メタクリル系モノマーとしては、以下のものが挙げられる。メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸ｎ−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸−２−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチルの如きメタクリル酸エステル類やメタクリル酸及びメタクリル酸アミド類。

エチレン不飽和モノオレフィレン類のモノマーとしては、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレンが挙げられる。

ビニルエステル類のモノマーとしては、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ベンゾエ酸ビニルが挙げられる。

ビニルエーテル類のモノマーとしては、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテルが挙げられる。

ビニルケトン類のモノマーとしては、ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、メチルイソプロペニルケトンが挙げられる。

Ｎ−ビニル化合物のモノマーとしては、Ｎ−ビニルピロール、Ｎ−ビニルカルバゾール、Ｎ−ビニルインドール、Ｎ−ビニルピロリドンが挙げられる。

その他のビニルモノマーとしては、ビニルナフタリン類、アクリロニトリル、メタクリロニトル、アクリルアミドの如きアクリル酸誘導体又はメタクリル酸誘導体が挙げられる。

これらのビニル系モノマーは単独で又は２つ以上を用いることができる。

ビニル系樹脂を製造する際に用いられる重合開始剤としては、以下のものが挙げられる。２，２’−アゾビス−（２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、１，１’−アゾビス（シクロヘキサン−１−カルボニトリル）、２，２’−アゾビス−４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル、アゾビスイソブチロニトリルの如きアゾ系又はジアゾ系重合開始剤；ベンゾイルペルオキシド、メチルエチルケトンペルオキシド、ジイソプロピルペルオキシカーボネート、クメンヒドロペルオキシド、ｔ−ブチルヒドロペルオキシド、ジ−ｔ−ブチルペルオキシド、ジクシルペルオキシド、２，４−ジクロロベンゾイルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド、２，２−ビス（４，４−ｔ−ブチルペルオキシシクロヘキシル）プロパン、トリス−（ｔ−ブチルペルオキシ）トリアジンの如き過酸化物系開始剤や過酸化物を側鎖に有する開始剤；過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウムの如き過硫酸塩；過酸化水素。

又、ラジカル重合性の三官能以上の重合開始剤としては、以下のものが挙げられる。トリス（ｔ−ブチルパーオキシ）トリアジン、ビニルトリス（ｔ−ブチルパーオキシ）シラン、２，２−ビス（４，４−ジ−ｔ−ブチルパーオキシシクロヘキシル）プロパン、２，２−ビス（４，４−ジ−ｔ−アミルパーオキシシクロヘキシル）プロパン、２，２−ビス（４，４−ジ−ｔ−オクチルパーオキシシクロヘキシル）プロパン、２，２−ビス（４，４−ジ−ｔ−ブチルパーオキシシクロヘキシル）ブタンの如きラジカル重合性多官能重合開始剤。

更に、上記第１の態様のトナー及び第２の態様のトナーには、離型剤としてのワックスや、有機金属錯体等の荷電制御剤を含有することが好ましい。

又、２成分現像剤及び補給用現像剤に用いられるトナーは着色剤を有している。ここで着色剤は、顔料もしくは染料、又はそれらの組み合わせであってもよい。

染料としては、以下のものが挙げられる。Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド１、Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド４、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド１、Ｃ．Ｉ．ベーシックレッド１、Ｃ．Ｉ．モーダントレッド３０、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー２、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー９、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１５、Ｃ．Ｉ．ベーシックブルー３、Ｃ．Ｉ．ベーシックブルー５、Ｃ．Ｉ．モーダントブルー７、Ｃ．Ｉ．ダイレクトグリーン６、Ｃ．Ｉ．ベーシックグリーン４、Ｃ．Ｉ．ベーシックグリーン６。

顔料としては、以下のものが挙げられる。ミネラルファストイエロー、ネーブルイエロー、ナフトールイエローＳ、ハンザイエローＧ、パーマネントイエローＮＣＧ、タートラジンレーキ、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジＧＴＲ、ピラゾロンオレンジ、ベンジジンオレンジＧ、パーマネントレッド４Ｒ、ウォッチングレッドカルシウム塩、エオシンレーキ、ブリリアントカーミン３Ｂ、マンガン紫、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、ファーストスカイブルー、インダンスレンブルーＢＣ、クロムグリーン、ピグメントグリーンＢ、マラカイトグリーンレーキ、ファイナルイエローグリーンＧ。

又、２成分現像剤及び補給用現像剤をフルカラー画像形成用現像剤として使用する場合は、トナーはマゼンタ用着色顔料を含むことができる。マゼンタ用着色顔料としては、以下のものが挙げられる。Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２１、２２、２３、３０、３１、３２、３７、３８、３９、４０、４１、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５、５７、５８、６０、６３、６４、６８、８１、８３、８７、８８、８９、９０、１１２、１１４、１２２、１２３、１６３、２０２、２０６、２０７、２０９、２３８、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９、Ｃ．Ｉ．バットレッド１、２、１０、１３、１５、２３、２９、３５。

トナー粒子は、マゼンタ用着色顔料だけを含んでもよいが、染料と顔料とを組み合わせて含むと、現像剤の鮮明度を向上させ、フルカラー画像の画質を向上させることができる。マゼンタ用染料としては、以下のものが挙げられる。Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１、３、８、２３、２４、２５、２７、３０、４９、８１、８２、８３、８４、１００、１０９、１２１、Ｃ．Ｉ．ディスパースレッド９、Ｃ．Ｉ．ソルベントバイオレット８、１３、１４、２１、２７、Ｃ．Ｉ．ディスパースバイオレット１の如き油溶染料；Ｃ．Ｉ．ベーシックレッド１、２、９、１２、１３、１４、１５、１７、１８、２２、２３、２４、２７、２９、３２、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、Ｃ．Ｉ．ベーシックバイオレット１、３、７、１０、１４、１５、２１、２５、２６、２７、２８の如き塩基性染料。

シアン用着色顔料としては、以下のものが挙げられる。Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー２、３、１５、１５：１、１５：２、１５：３、１６、１７；Ｃ．Ｉ．アシッドブルー６；Ｃ．Ｉ．アシッドブルー４５又はフタロシアニン骨格にフタルイミドメチル基を１〜５個置換した銅フタロシアニン顔料。

イエロー用着色顔料としては、以下のものが挙げられる。Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１、２、３、４、５、６、７、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、２３、６５、７３、７４、８３、９３、９７、１５５、１８０、Ｃ．Ｉ．バットイエロー１、３、２０。

黒色の顔料としては、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、ランプブラックの如きカーボンブラックの他、マグネタイト、フェライトの如き磁性粉が挙げられる。

更に、マゼンタ染料及び顔料、イエロー染料及び顔料、シアン染料及び顔料を組み合わせて調色を行い、上記カーボンブラックと併用して用いてもよい。

Ｂ．トナー載り量に対する透過濃度の傾き
図８は、紙上におけるトナー載り量Ｍ／Ｓと、透過濃度Ｄｔとの関係を示す。図８には、上述のような材料、製造方法を用いて、着色力を変化させた複数種類のトナーについての関係を示している。

尚、図８の横軸は、潜像電位としてフラットなＶＬ電位を、Ｖｄ、レーザーパワー、Ｖｄｃを調整して変化させて、そのフラットなＶＬ電位に対してＶｃを変化させた場合の紙上におけるトナー載り量の変化であることに注意されたい。即ち、図８に示すグラフは、図２に示す所望の線数によるデジタル潜像に対して得られた階調カーブとは異なるものである。

例えば、シアントナーの場合について説明する。図８中のラインＡは、従来の一般的なトナーによる濃度推移（紙上のトナー載り量と透過濃度Ｄｔとの関係）を示す。このラインＡは、例えば、シアン顔料であるピグメントブルー（ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ）１５：３の着色剤を、トナー全体の質量に対して４〜５質量部混合して得られたトナーを用いて画像出力した場合の結果を示す。

そして、図８中のラインＢは、ラインＡの結果が得られたトナーの１．５倍の着色剤を添加して製造されたトナーを用いて画像出力した場合の結果を示す。又、図８中のラインＣは、ラインＡの結果が得られたトナーの２倍の着色剤を添加して製造されたトナーを用いて画像出力した場合の結果を示す。更に、図８中のラインＤは、ラインＡの結果が得られたトナーの３倍の着色剤を添加して製造されたトナーを用いて画像出力した場合の結果を示す。

図８中の点Ａ１、点Ｂ１、点Ｃ１、点Ｄ１は、それぞれ上記ラインＡ、ラインＢ、ラインＣ、ラインＤの結果が得られたトナーを用いてＤｔｍａｘ＝１．８を得る時の紙上における最大トナー載り量（Ｍ／Ｓ）_Laを表している。この（Ｍ／Ｓ）_Laは、感光体上における（Ｍ／Ｓ）_Lが、転写効率λ（≦１）（後述）にて紙上に転写され、定着された後の紙上におけるトナー載り量を表している。本実施例では、現像工程によって感光体上に形成されたトナー層が現像工程終了後に中間転写体を介して２度の転写工程を経て紙上に転写された後のトナー載り量である。又、定着工程後に、転写工程終了後からのトナー載り量の変化は無いものとする。点Ａ１、点Ｂ１、点Ｃ１、点Ｄ１における紙上におけるトナー載り量（Ｍ／Ｓ）_Laは、それぞれ次の通りである。尚、これら点Ａ１、点Ｂ１、点Ｃ１、点Ｄ１における透過濃度（即ち、最高濃度Ｄｔｍａｘ＝１．８に相当）を、それぞれＤｔＡ１、ＤｔＢ１、ＤｔＣ１、ＤｔＤ１ともいう。
点Ａ１：０．５６ｍｇ／ｃｍ²
点Ｂ１：０．３７ｍｇ／ｃｍ²
点Ｃ１：０．２８ｍｇ／ｃｍ²
点Ｄ１：０．２０ｍｇ／ｃｍ²

又、図８中の点Ａ２、点Ｂ２、点Ｃ２、点Ｄ２は、それぞれ上記ラインＡ、ラインＢ、ラインＣ、ラインＤの結果が得られたトナーを用いて、紙上におけるトナー載り量が０．１ｍｇ／ｃｍ²である時の透過濃度Ｄｔを表している。点Ａ２、点Ｂ２、点Ｃ２、点Ｄ２における透過濃度Ｄｔは、それぞれ次の通りである。尚、これら点Ａ２、点Ｂ２、点Ｃ２、点Ｄ２における透過濃度を、それぞれＤｔＡ２、ＤｔＢ２、ＤｔＣ２、ＤｔＤ２ともいう。
点Ａ２：１．１４
点Ｂ２：１．２２
点Ｃ２：１．２９
点Ｄ２：１．４１

ここで、各ラインＡ〜Ｄの傾きαは、下記式で表される。

尚、上記傾きαを表す式（３）中のλ×（Ｍ／Ｓ）_Lは、下記式、

によって、（Ｍ／Ｓ）_Laに置き換えることができる。

又、上記傾きαを表す式（３）中Ｄｔ_0.1は、紙上におけるトナー載り量が０．１ｍｇ／ｃｍ²である時の透過濃度Ｄｔである。又、上記傾きαを表す式（３）中のλは転写効率であり、本実施例では、一例として、転写効率λは約９３％である。

従って、図８中のラインＡの傾きαＡは、下記式のように計算される。点Ａ１、点Ａ２における透過濃度はそれぞれＤｔＡ１＝１．８、ＤｔＡ２＝１．１４である。又、点Ａ１、点Ａ２における紙上でのトナー載り量はそれぞれ０．５６ｍｇ／ｃｍ²、０．１ｍｇ／ｃｍ²である。尚、感光体上での最大トナー載り量（Ｍ／Ｓ）_Lは０．６ｍｇ／ｃｍ²である。
αＡ＝（１．８−１．１４）／（０．５６−０．１）＝１．４３ｃｍ²／ｍｇ

図８中のラインＢの傾きαＢは、下記式のように計算される。点Ｂ１、点Ｂ２における透過濃度はそれぞれＤｔＢ１＝１．８、ＤｔＢ２＝１．２２である。又、点Ｂ１、点Ｂ２における紙上でのトナー載り量はそれぞれ０．３７ｍｇ／ｃｍ²、０．１ｍｇ／ｃｍ²である。尚、感光体上での最大トナー載り量（Ｍ／Ｓ）_Lは０．４ｍｇ／ｃｍ²である。
αＢ＝（１．８−１．２２）／（０．３７−０．１）＝２．１５ｃｍ²／ｍｇ

図８中のラインＣの傾きαＣは、下記式のように計算される。点Ｃ１、点Ｃ２における透過濃度はそれぞれＤｔＣ１＝１．８、ＤｔＣ２＝１．２９である。又、点Ｃ１、点Ｃ２における紙上でのトナー載り量はそれぞれ０．２８ｍｇ／ｃｍ²、０．１ｍｇ／ｃｍ²である。尚、感光体上での最大トナー載り量（Ｍ／Ｓ）_Lは０．３ｍｇ／ｃｍ²である。
αＣ＝（１．８−１．２９）／（０．２８−０．１）＝２．８３ｃｍ²／ｍｇ

図８中のラインＤの傾きαＤは、下記式のように計算される。点Ｄ１、点Ｄ２における透過濃度はそれぞれＤｔＤ１＝１．８、ＤｔＤ２＝１．４１である。又、点Ｄ１、点Ｄ２における紙上でのトナー載り量はそれぞれ０．２０ｍｇ／ｃｍ²、０．１ｍｇ／ｃｍ²である。尚、感光体上での最大トナー載り量（Ｍ／Ｓ）_Lは０．２２ｍｇ／ｃｍ²である。
αＤ＝（１．８−１．４１）／（０．２−０．１）＝３．９ｃｍ²／ｍｇ

即ち、着色剤をＸ倍用いて製造されたトナーは、紙上におけるトナー載り量Ｍ／Ｓに対する透過濃度Ｄｔの傾きが略Ｘ倍となっており、この傾きαがトナーの着色力を示すことが分かる。

以下、更に詳しく説明するように、本発明では、（Ｍ／Ｓ）_L、（Ｑ／Ｍ）_L、並びに、転写材上でのトナー載り量に対する透過濃度Ｄｔの傾きα（即ち、トナーの着色力）と上記（Ｑ／Ｍ）_Lの逆数との積の範囲を規定する。即ち、トナー載り量を低減することを可能とするトナーの着色力と、画像安定性や画像品位等を確保することを可能とするトナー帯電量との関係を示すパラメータの範囲を規定する。

Ｃ．傾きαと（Ｑ／Ｍ）_Lの逆数
次に、（Ｍ／Ｓ）_L、（Ｑ／Ｍ）_L、傾きαの関係について説明する。

例えば、Ｖｃ＝１５０Ｖの時に、感光体上における最大トナー載り量（Ｍ／Ｓ）_L＝０．６ｍｇ／ｃｍ²で、充電効率を１００％にするために必要な（Ｑ／Ｍ）_Lは、図１等に示す結果から、約２２．８μＣ／ｇである。そして、（Ｑ／Ｍ）_Lの逆数（Ｍ／Ｑ）_Lをβとすると、この時のβは、下記式のように計算される。尚、本明細書では、特に断りのない場合、トナーの帯電量（電荷量）と同様に、その逆数であるβも、その絶対値で示す。
β＝１／（Ｑ／Ｍ）_L＝１／２２．８μＣ／ｇ

又、（Ｍ／Ｓ）_L＝０．６ｍｇ／ｃｍ²の感光体上の最高濃度画像を紙上に転写した後のトナー載り量（Ｍ／Ｓ）_La＝０．５６ｍｇ／ｃｍ²で最高濃度Ｄｔｍａｘ＝１．８を得るトナーを用いる場合（ラインＡ）の上記傾きαＡは１．４３ｃｍ²／ｍｇである。

そして、傾きαＡと、上記βとの積は、下記式のように計算される。
αＡ×β＝１．４３ｃｍ²／ｍｇ×１／２２．８μＣ／ｇ
＝６２．７ｃｍ²／μＣ

同様に、例えば、Ｖｃ＝１５０Ｖの時に、感光体上における最大トナー載り量（Ｍ／Ｓ）_L＝０．４ｍｇ／ｃｍ²で、充電効率を１００％にするために必要な（Ｑ／Ｍ）_Lは、図１等に示す結果から、約３６．２μＣ／ｇである。そして、この時の上記βは、下記式のように計算される。
β＝１／（Ｑ／Ｍ）_L＝１／３６．２μＣ／ｇ

又、（Ｍ／Ｓ）_L＝０．４ｍｇ／ｃｍ²の感光体上の最高濃度画像を紙上に転写した後のトナー載り量（Ｍ／Ｓ）_La＝０．３７ｍｇ／ｃｍ²で最高濃度Ｄｔｍａｘ＝１．８を得るトナーを用いる場合（ラインＢ）の上記傾きαＢは２．１５ｃｍ²／ｍｇである。

そして、傾きαＢと、上記βとの積は、下記式のように計算される。
αＢ×β＝２．１５ｃｍ²／ｍｇ×１／３６．２μＣ／ｇ
＝５９．４ｃｍ²／μＣ

同様に、例えば、Ｖｃ＝１５０Ｖの時に、感光体上における最大トナー載り量（Ｍ／Ｓ）_L＝０．３ｍｇ／ｃｍ²で、充電効率を１００％にするために必要な（Ｑ／Ｍ）_Lは、図１等に示す結果から、約５０μＣ／ｇである。そして、この時の上記βは、下記式のように計算される。
β＝１／（Ｑ／Ｍ）_L＝１／５０μＣ／ｇ

又、（Ｍ／Ｓ）_L＝０．３ｍｇ／ｃｍ²の感光体上の最高濃度画像を紙上に転写した後のトナー載り量（Ｍ／Ｓ）_La＝０．２８ｍｇ／ｃｍ²で最高濃度Ｄｔｍａｘ＝１．８を得るトナーを用いる場合（ラインＣ）の上記傾きαＣは２．８３ｃｍ²／ｍｇである。

そして、傾きαＣと、上記βとの積は、下記式のように計算される。
αＣ×β＝２．８３ｃｍ²／ｍｇ×１／５０μＣ／ｇ
＝５６．６ｃｍ²／μＣ

同様に、例えば、Ｖｃ＝１５０Ｖの時に、感光体上における最大トナー載り量（Ｍ／Ｓ）_L＝０．２２ｍｇ／ｃｍ²で、充電効率を１００％にするために必要な（Ｑ／Ｍ）_Lは、図１等に示す結果から、約７０．１μＣ／ｇである。そして、この時の上記βは、下記式のように計算される。
β＝１／（Ｑ／Ｍ）_L＝１／７０．１μＣ／ｇ

又、（Ｍ／Ｓ）_L＝０．２２ｍｇ／ｃｍ²の感光体上の最高濃度画像を紙上に転写した後のトナー載り量（Ｍ／Ｓ）_La＝０．２ｍｇ／ｃｍ²で最高濃度Ｄｔｍａｘ＝１．８を得るトナーを用いる場合（ラインＤ）の上記傾きαＤは３．９ｃｍ²／ｍｇである。

そして、傾きαＤと、上記βとの積は、下記式のように計算される。
αＤ×β＝３．９ｃｍ²／ｍｇ×１／７０．１μＣ／ｇ
＝５５．６ｃｍ²／μＣ

このようにして求められた（Ｍ／Ｓ）_Lとαβとの関係を図９に示す。

図９中のラインＥは、上記Ｖｃ＝１５０Ｖの場合のαＡ×β、αＢ×β、αＣ×β、αＤ×βをプロットしたラインである。即ち、このラインＥは、所望の（Ｍ／Ｓ）_LでＤｔｍａｘ＝１．８を得るための上記傾きαと、Ｖｃ＝１５０Ｖの時に充電効率を１００％にするために必要な（Ｑ／Ｍ）_Lの逆数βと、を掛け合わせて得られるラインである。図９中の点Ｅ１、点Ｅ２、点Ｅ３、点Ｅ４は、それぞれ上記Ｖｃ＝１５０Ｖの場合のαＡ×β、αＢ×β、αＣ×β、αＤ×βの値を示す。

上記ラインＥ（Ｖｃ＝１５０Ｖ）の場合と同様にして、Ｖｃ＝２００Ｖ、Ｖｃ＝３００Ｖ、Ｖｃ＝４００Ｖ、Ｖｃ＝５００Ｖのそれぞれの場合について、（Ｍ／Ｓ）_Lとαβとの関係を表すラインを求めることができる。図９において、Ｖｃ＝２００Ｖの場合がラインＦ、Ｖｃ＝３００Ｖの場合がラインＨ、Ｖｃ＝４００Ｖの場合がラインＩ、Ｖｃ＝５００Ｖの場合がラインＪで示されている。

つまり、ラインＪの場合について更に説明すると、次のようになる。

Ｖｃ＝５００Ｖの時に、感光体上における最大トナー載り量（Ｍ／Ｓ）_L＝０．６ｍｇ／ｃｍ²で、充電効率を１００％にするために必要な（Ｑ／Ｍ）_Lは、図１等に示す結果から、約７６．１μＣ／ｇである。そして、この時の上記βは、下記式のように計算される。
β＝１／（Ｑ／Ｍ）_L＝１／７６．１μＣ／ｇ

又、（Ｍ／Ｓ）_L＝０．６ｍｇ／ｃｍ²の感光体上の最高濃度画像を紙上に転写した後のトナー載り量（Ｍ／Ｓ）_La＝０．５６ｍｇ／ｃｍ²で最高濃度Ｄｔｍａｘ＝１．８を得るトナーを用いる場合（ラインＡ）の上記傾きαＡは１．４３ｃｍ²／ｍｇである。

そして、傾きαＡと、上記βとの積は、下記式のように計算される。
αＡ×β＝１．４３ｃｍ²／ｍｇ×１／７６．１μＣ／ｇ
＝１８．８ｃｍ²／μＣ

同様に、Ｖｃ＝５００Ｖの時に、感光体上における最大トナー載り量（Ｍ／Ｓ）_L＝０．４ｍｇ／ｃｍ²で、充電効率を１００％にするために必要な（Ｑ／Ｍ）_Lは、図１等に示す結果から、約１２０μＣ／ｇである。そして、この時の上記βは、下記式のように計算される。
β＝１／（Ｑ／Ｍ）_L＝１／１２０μＣ／ｇ

又、（Ｍ／Ｓ）_L＝０．４ｍｇ／ｃｍ²の感光体上の最高濃度画像を紙上に転写した後のトナー載り量（Ｍ／Ｓ）_La＝０．３７ｍｇ／ｃｍ²で最高濃度Ｄｔｍａｘ＝１．８を得るトナーを用いる場合（ラインＢ）の上記傾きαＢは２．１５ｃｍ²／ｍｇである。

そして、傾きαＢと、上記βとの積は、下記式のように計算される。
αＢ×β＝２．１５ｃｍ²／ｍｇ×１／１２０μＣ／ｇ
＝１７．９ｃｍ²／μＣ

同様に、Ｖｃ＝５００Ｖの時に、感光体上における最大トナー載り量（Ｍ／Ｓ）_L＝０．３ｍｇ／ｃｍ²で、充電効率を１００％にするために必要な（Ｑ／Ｍ）_Lは、図１等に示す結果から、約１６６μＣ／ｇである。そして、この時の上記βは、下記式のように計算される。
β＝１／（Ｑ／Ｍ）_L＝１／１６６μＣ／ｇ

又、（Ｍ／Ｓ）_L＝０．３ｍｇ／ｃｍ²の感光体上の最高濃度画像を紙上に転写した後のトナー載り量（Ｍ／Ｓ）_La＝０．２８ｍｇ／ｃｍ²で最高濃度Ｄｔｍａｘ＝１．８を得るトナーを用いる場合（ラインＤ）の上記傾きαＣは２．８３ｃｍ²／ｍｇである。

そして、傾きαＣと、上記βとの積は、下記式のように計算される。
αＣ×β＝２．８３ｃｍ²／ｍｇ×１／１６６μＣ／ｇ
＝１７．０ｃｍ²／μＣ

同様に、Ｖｃ＝５００Ｖの時に、感光体上における最大トナー載り量（Ｍ／Ｓ）_L＝０．２２ｍｇ／ｃｍ²で、充電効率を１００％にするために必要な（Ｑ／Ｍ）_Lは、図１等に示す結果から、約２３４μＣ／ｇである。そして、この時の上記βは、下記式のように計算される。
β＝１／（Ｑ／Ｍ）_L＝１／２３４μＣ／ｇ

又、（Ｍ／Ｓ）_L＝０．２２ｍｇ／ｃｍ²の感光体上の最高濃度画像を紙上に転写した後のトナー載り量（Ｍ／Ｓ）_La＝０．２ｍｇ／ｃｍ²で最高濃度Ｄｔｍａｘ＝１．８を得るトナーを用いる場合（ラインＤ）の上記傾きαＤは３．９ｃｍ²／ｍｇである。

そして、傾きαＤと、上記βとの積は、下記式のように計算される。
αＤ×β＝３．９ｃｍ²／ｍｇ×１／２３４μＣ／ｇ
＝１６．７ ｃｍ²／μＣ

図９中の点Ｊ１、点Ｊ２、点Ｊ３、点Ｊ４は、それぞれ上記Ｖｃ＝５００Ｖの場合のαＡ×β、αＢ×β、αＣ×β、αＤ×βの値を示す。

Ｄ．αβの範囲
以下、αβの範囲について説明する。

先ず、前述のように、（Ｍ／Ｓ）_Lは、
０．２２ｍｇ／ｃｍ²≦（Ｍ／Ｓ）_L≦０．４ｍｇ／ｃｍ²
の範囲であることが望ましい。これにより、トナー載り量を有効に低減することができる。

従って、図９において、（Ｍ／Ｓ）_Lは、０．２２ｍｇ／ｃｍ²を示すラインＧ４以上、且つ、０．４ｍｇ／ｃｍ²を示すラインＧ３以下の範囲となる。

又、前述のように、最大現像コントラストＶｃは、実用的な値を考慮して、
１５０Ｖ≦Ｖｃ≦５００Ｖ
の範囲であることが望ましい。

従って、図９において、αβは、Ｖｃ＝５００Ｖの場合のラインＪ以上、且つ、Ｖｃ＝１５０Ｖの場合のラインＥ以下の範囲となる。

ここで、上述のように、傾きαは、下記式によって表される。

又、上述のように、βは、（Ｑ／Ｍ）_Lの逆数であり、下記式によって表される。
β＝１／（Ｑ／Ｍ）_L＝（Ｍ／Ｑ）_L

従って、αβは、下記式によって表される。

そして、上記式（２）と、上記式（４）とから、下記式によって、図９中のラインＪ以上、且つ、ラインＥ以下の範囲を表すことができる。

更に、実際にハンドリングできるトナー帯電量は１５０μＣ／ｇ以上であることより、上記式（４）から、下記式が導かれる。

従って、αβは、下記式を満たす。

ここで、下記式で表されるラインをラインＧ５とする。

この場合、上記式（５）が示す範囲は、図１０中のラインＧ５以上の範囲となる。図１０は、図９と同様の（Ｍ／Ｓ）_Lとαβとの関係を示している。従って、以上のことから、トナー載り量を低減し、且つ、安定性等を確保することができるγ特性を得るためのαβ及び（Ｍ／Ｓ）_Lの範囲は、図１０中のラインＥ、ラインＪ、ラインＧ３、ラインＧ４、ラインＧ５で囲まれた斜線にて示す範囲となる。

ここで、図１０において、ラインＥとラインＧ３との交点Ｅ２、ラインＥとラインＧ４との交点Ｅ４、ラインＪとラインＧ３との交点Ｊ２、ラインＪとラインＧ５との交点Ｊ５のそれぞれにおけるαβ、（Ｍ／Ｓ）_Lは下記の通りである。更に、ラインＧ４とラインＧ５との交点Ｇ５₁、ラインＩとラインＧ５との交点Ｇ５₂のそれぞれにおけるαβ、（Ｍ／Ｓ）_Lは下記の通りである。
Ｅ２：αβ＝５９．４ｃｍ²／μＣ、（Ｍ／Ｓ）_L＝０．４０ｍｇ／ｃｍ²
Ｅ４：αβ＝５５．６ｃｍ²／μＣ、（Ｍ／Ｓ）_L＝０．２２ｍｇ／ｃｍ²
Ｊ２：αβ＝１７．９ｃｍ²／μＣ、（Ｍ／Ｓ）_L＝０．４０ｍｇ／ｃｍ²
Ｊ５：αβ＝１７．４３ｃｍ²／μＣ、（Ｍ／Ｓ）_L＝０．３３ｍｇ／ｃｍ²
Ｇ５₁：αβ＝２６．１ｃｍ²／μＣ、（Ｍ／Ｓ）_L＝０．２２ｍｇ／ｃｍ²
Ｇ５₂：αβ＝２１．３ｃｍ²／μＣ、（Ｍ／Ｓ）_L＝０．２７ｍｇ／ｃｍ²

尚、以上、代表例として、転写材としての王子製紙社製のＯＫトップコート（７３．３ｇ／ｍ²）を用いた場合の透過濃度Ｄｔにて説明したが、若干のずれはあるもの、上記傾きは、殆ど転写材の種類（紙種）によらないことが本発明者らの検討で分かった。

又、シアントナーを例として傾きαについて説明したが、マゼンダトナー、イエロートナー、ブラックトナーにおいても、上記と同様なαを得られるように着色剤量を最適化し製造されたトナーを用いることにより、本発明の目的が達成される。画像形成装置が複数色のトナーを用いて画像形成を行うことができるようになっている場合、各単色毎に、上述して説明した本発明に従うＶｃと（Ｍ／Ｓ）_L並びに（Ｑ／Ｍ）_Lとの関係を満足していればよい。

［実験例］
次に、次のトナーＩ〜Ｖを用いて比較実験を行った。

トナーＩは、帯電量（Ｑ／Ｍ）_Lが３０μＣ／ｇで、Ｖｃ＝２００Ｖに対して感光体上での最大トナー載り量（Ｍ／Ｓ）_Lが０．６ｍｇ／ｃｍ²となった。又、転写後の紙上でのトナー載り量（Ｍ／Ｓ）_Laが０．５６ｍｇ／ｃｍ²で、定着後の最高濃度Ｄｔｍａｘが１．８となった。又、紙上でのトナー載り量が０．１ｍｇ／ｃｍ²である時の透過濃度Ｄｔ_0.1は１．１４となった。従って、トナーＩの着色力を示す傾きαは１．４３ｃｍ²／ｍｇとなり、αβ＝４７．７ｃｍ²／μＣとなった。即ち、トナーＩは、図２２、図２３において点Ｐ１の位置にある。つまり、この点Ｐ１は、従来の着色力を持ったトナーを用いた場合の範囲に位置する。

トナーＩＩは、帯電量（Ｑ／Ｍ）_Lが３３μＣ／ｇで、Ｖｃ＝１００Ｖに対して感光体上での最大トナー載り量（Ｍ／Ｓ）_Lが０．３ｍｇ／ｃｍ²となった。又、転写後の紙上でのトナー載り量（Ｍ／Ｓ）_Laが０．２８ｍｇ／ｃｍ²で、定着後の最高濃度Ｄｔｍａｘが１．８となった。又、紙上でのトナー載り量が０．１ｍｇ／ｃｍ²である時の透過濃度Ｄｔ_0.1は１．２９となった。従って、トナーＩＩの着色力を示す傾きαは２．８３ｃｍ²／ｍｇとなり、αβ＝８５．９ｃｍ²／μＣとなった。即ち、トナーＩＩは、図２２、図２３において点Ｐ２の位置にある。つまり、この点Ｐ２は、高い着色力のトナーを用いると共に、従来の手法であるＶｃの低減によってトナー載り量を低減した場合の範囲に位置する。

トナーＩＩＩは、帯電量（Ｑ／Ｍ）_Lが６６μＣ／ｇで、Ｖｃ＝２００Ｖに対して感光体上での最大トナー載り量（Ｍ／Ｓ）_Lが０．３ｍｇ／ｃｍ²となった。又、転写後の紙上でのトナー載り量（Ｍ／Ｓ）_Laが０．２８ｍｇ／ｃｍ²で、定着後の最高濃度Ｄｔｍａｘが１．８となった。又、紙上でのトナー載り量が０．１ｍｇ／ｃｍ²である時の透過濃度Ｄｔ_0.1は１．２９となった。従って、トナーＩＩＩの着色力を示す傾きαは２．８３ｃｍ²／ｍｇとなり、αβ＝４２．９ｃｍ²／μＣとなった。即ち、トナーＩＩＩは、図２２、図２３において点Ｐ３の位置にある。つまり、この点Ｐ３は、高い着色力のトナーを用いて、従来と同等のＶｃの設定で（即ち、Ｖｃを低減することなく）トナー載り量を低減した場合の範囲に位置する。

トナーＩＶは、帯電量（Ｑ／Ｍ）_Lが１００μＣ／ｇで、Ｖｃ＝３００Ｖに対して感光体上での最大トナー載り量（Ｍ／Ｓ）_Lが０．３ｍｇ／ｃｍ²となった。又、転写後の紙上でのトナー載り量（Ｍ／Ｓ）_Laが０．２８ｍｇ／ｃｍ²で、定着後の最高濃度Ｄｔｍａｘが１．８となった。又、紙上でのトナー載り量が０．１ｍｇ／ｃｍ²である時の透過濃度Ｄｔ_0.1は１．２９となった。従って、トナーＩＶの着色力を示す傾きαは２．８３ｃｍ²／ｍｇとなり、αβ＝２８．３ｃｍ²／μＣとなった。即ち、トナーＩＶは、図２２、図２３において点Ｐ４の位置にある。つまり、この点Ｐ４は、高い着色力のトナーを用いて、従来以上のＶｃの設定でトナー載り量を低減した場合の範囲に位置する。

トナーＶは、帯電量（Ｑ／Ｍ）_Lが１６０μＣ／ｇで、Ｖｃ＝４００Ｖに対して感光体上での最大トナー載り量（Ｍ／Ｓ）_Lが０．２ｍｇ／ｃｍ²となった。又、転写後の紙上でのトナー載り量（Ｍ／Ｓ）_Laが０．１４ｍｇ／ｃｍ²で、定着後の最高濃度Ｄｔｍａｘが１．８となった。又、紙上でのトナー載り量が０．１ｍｇ／ｃｍ²である時の透過濃度Ｄｔ_0.1は１．６３となった。従って、トナーＶの着色力を示す傾きαは４．３ｃｍ²／ｍｇとなり、αβ＝２６．９ｃｍ²／μＣとなった。即ち、トナーＶは、図２２、図２３において点Ｐ５の位置にある。つまり、この点Ｐ５は、高い着色力のトナーを用いて、従来以上のＶｃの設定でトナー載り量を低減した場合の範囲に位置する。

トナーＶＩは、帯電量（Ｑ／Ｍ）_Lが６６μＣ／ｇで、Ｖｃ＝４００Ｖに対して感光体上での最大トナー載り量（Ｍ／Ｓ）_Lが０．３ｍｇ／ｃｍ²となった。又、転写後の紙上でのトナー載り量（Ｍ／Ｓ）_Laが０．２８ｍｇ／ｃｍ²で、定着後の最高濃度Ｄｔｍａｘが１．８となった。又、紙上でのトナー載り量が０．１ｍｇ／ｃｍ²である時の透過濃度Ｄｔ_0.1は１．２９となった。従って、トナーＶＩの着色力を示す傾きαは２．８３ｃｍ²／ｍｇとなり、αβ＝４２．９ｃｍ²／μＣとなった。即ち、トナーＶＩは、図２２、図２３において、トナーＩＩＩと同様、点Ｐ３の位置にある。つまり、この点Ｐ３は、高い着色力のトナーを用いて、従来以上のＶｃの設定でトナー載り量を低減した場合の範囲に位置する。

これらのトナーＩ〜ＶＩを用いて、安定性並びに画像不良についての評価を行なった。次に、その結果について説明する。

尚、評価項目の白抜け及びガサツキについては主観評価により評価した（×、△、○、◎の順序でより良好）。濃度安定性については、Ｄｔ＝１．０を示すハーフトーン画像において、１０Ｖの現像コントラスト変動ΔＶｃｏｎｔに対し濃度変動Δｄｔが０．１以上の場合は不良（×）、それ未満の場合に良好（○）又は特に良好（◎）とした。カブリについては、Ｖｂ＝１５０Ｖとした時のカブリ濃度が２％以上の場合は不良（×）、それ未満の場合に良好（○）又は特に良好（◎）とした。キャリア付着については、３個／ｃｍ²以上の場合は不良（×）、それ未満の場合に良好（○）又は特に良好（◎）とした。

尚、カブリ濃度は、マクベス社製（ＳＥＲＩＥＳ１２００）の反射濃度計により白地部の濃度を測定することにより得られた値に基づいて定性的に評価したものである。又、キャリア付着は、感光体上に付着したキャリアをマイラーテープにより採取し顕微鏡にて１ｃｍ²当りのキャリア個数をカウントすることによりえられた値に基づいて定性的に評価したものである。

トナーＩ（比較例）は、従来の一般的なトナーである。そして、このトナーＩを用いて従来一般的なトナー載り量で画像形成を行った場合、トナー載り量低減の効果は得られないが、従来同様の概ね安定して良好な画像を形成することができた。

トナーＩＩ（比較例）は、トナーＩに比べて着色力の高いトナーである。そして、このトナーＩＩを用いて最大現像コントラストＶｃを低下させてトナー載り量を低下させた。この場合、上述したように、濃度安定性、ガサツキ、カブリにおいて、トナーＩを用いた例に対してレベルが低下した。

トナーＩＩＩ（実施例）は、トナーＩに比べて着色力の高いトナーである。そして、このトナーＩＩＩを用いて、最大現像コントラストＶｃをトナーＩを用いた例と同等とした。この場合、濃度安定性、ガサツキの抑制効果が確保され、カブリも改善された。カブリが、トナーＩを用いた例よりも良くなる理由は、トナー帯電量が高くなったため、カブリに起因する低帯電量のトナー数が減ったためであると考えられる。

トナーＩＶ（実施例）は、トナーＩＩＩと比べて更にトナー帯電量を高くして、Ｖｃ（γ特性）の傾きを小さくしたものである。従って、濃度安定性、ガサツキ、カブリは、トナーＩＩＩを用いた例に対して、より改善された。

トナーＶ（比較例）は、トナーＩＶと比べて更にトナー帯電量を高くして、Ｖｃ（γ特性）の傾きを小さくしたものである。この場合、白抜けが発生すると共に、著しいキャリア付着が発生が発生した。この理由は、次のように考えられる。先ず、トナーの帯電量が高すぎて、キャリアからトナーが離れない現像不良が発生し、充電効率の低下に伴って白抜けを発生させたものと考えられる。即ち、トナーＶは、上述して説明した本発明に従うＶｃと（Ｍ／Ｓ）_L並びに（Ｑ／Ｍ）_Lとの関係を満たしていない。又、キャリア側の帯電量も増加したため、非画像部へのキャリア付着が増加したものと考えられる。更に、それに伴い、ハーフトーンのガサツキも悪くなり、カブリについても、地カブリが増加した。

トナーＶＩ（比較例）は、トナーＩＩＩと同様のトナー帯電量を有するものである。しかし、（Ｑ／Ｍ）_L＝６６μＣ／ｇでも、（Ｍ／Ｓ）_L＝０．３ｍｇ／ｃｍ²を現像するにＶｃ＝４００Ｖを必要としているため、現像性が低く、充電効率が低下して、白抜けが発生している。従って、トナーＶＩは、トナーＶと同様、上述して説明した本発明に従うＶｃと（Ｍ／Ｓ）_L並びに（Ｑ／Ｍ）_Lとの関係を満たしていない。

以上説明したように、本実施例によれば、従来においてトナー載り量を低減する際に発生していた、安定性の欠如や画像品位の低下が防止され、従来と同等以上の安定性や画像品位を保ちながら、トナー載り量を低減することが可能となる。これにより、画像形成装置の高生産性、消費電力の低減、トナー段差の低減、ランニングコスト低減等をも実現可能である。

［測定方法等］
・感光体上のトナー載り量、及び、トナーの帯電量（平均帯電量）
感光体上のトナー載り量、及び、トナーの帯電量（平均帯電量）は、次のようにして測定したものである。

感光体上のトナーを容易に測定できるよう、画像形成動作において感光体上にトナーが現像されたタイミングで画像形成装置の電源を切る。図２７に示すような、軸径の異なる金属筒を同軸になるように配置した内外２重筒と、内筒内に更にトナーを取り入れるためのフィルターを備えたファラデーゲージを用いて、感光体上のトナーをエア吸引する。ファラデーゲージは内筒と外筒が絶縁されており、フィルター内にトナーが取り込まれるとトナーの電荷量Ｑによる静電誘導が生じる。この誘起された電荷量Ｑをクーロンメーター（ＫＥＩＴＨＬＥＹ ６１６ ＤＩＧＩＴＡＬ ＥＬＥＣＴＲＯＭＥＴＥＲ）により測定し、内筒内のトナー重量Ｍで割ることにより、トナーの帯電量Ｑ／Ｍ（μＣ／ｇ）を求めた。又、感光体上の吸引した面積Ｓを測定し、その値でトナー重量Ｍを割ることにより、トナー載り量Ｍ／Ｓ（ｍｇ／ｃｍ²）を求めた。

・紙上のトナー載り量
紙上のトナー載り量は、上記した感光体のトナー載り量と同じ手法を用いて測定を行なった。

・トナー層の厚さ（高さ）
トナー層の厚さ（高さ）は、次のようにして測定したものである。

３次元形状測定レーザー顕微鏡（キーエンス製ＶＫ−９５００）を用いて、感光体上のトナー層がある部位と無い部位の高さを測定し、その差分を算出することによりトナー層厚Ｌｔを求めた。

・トナー層の比誘電率
トナー層の比誘電率は、次のようにして測定したものである。

図２８の装置において、スイッチＯＮ／ＯＦＦ時の電位変化波形を測定し、その波形からトナーの誘電率εｔを求めた。

更に詳しく説明すると、図２８の装置は、平滑な２枚の電極間にトナーを約３０ｍｍ程度の厚さで均等につけて挟み、下部電極をアースに、上部電極はスイッチと抵抗Ｒ（３０ＭΩ）を経由して高圧電源に接続したものである。上部電極電位を記録できるよう、上部電極近傍に表面電位計とオシロスコープを配置した。

該装置においてスイッチをＯＮにすることにより、上部電極電位に数百Ｖ印加し、上部電極電位の立ち上がり曲線を測定した。

トナー層の誘電率εは、電荷輸送方程式より下記式６で表わせるので、上部電極電位の立ち上がり曲線からトナー層の誘電率εを求めた。下記式６中のＬはトナー層高さ、Ｓは電極面積、Ｒは電源―スイッチ間抵抗、Ｖ_iは電源電圧、Ｖ_Tは上部電極電位、τはトナー層の緩和時間である。

尚、電圧Ｖ_Tにおける微分係数は、事前に測定しておいた上部電極電位の立ち下がり曲線（スイッチがＯＮ状態からＯＦＦ状態とした時に測定される上部電極電位の時間推移）から求めた。

又、トナー層の緩和時間は下記式７によって算出できるので、上部電極電位の立下がり曲線から得られた微分係数を用いて電圧Ｖ_Ｔにおけるトナー層の緩和時間τを求めた。

このようにして得られたトナー層の誘電率εを、真空の誘電率ε₀で除算し、トナー層の比誘電率εｔを求めた。

・感光体の膜厚
感光体の膜厚は、次のようにして測定したものである。

金属基体上に実際の感光層と同様の層構成を施した平板状感光板を用意する。膜厚計で感光層を施す前後の厚みを測定し、その差分を算出することにより、感光層の膜厚Ｌｄを求めた。

・感光体の比誘電率
感光体の比誘電率、及び静電容量は、次のようにして測定したものである。

金属基体上に実際の感光層と同様の層構成を施した平板状感光板を用意する。この平板状感光板に感光板よりも小さい電極を接触させ、電極に直流電圧を印加する。その際に流れる電流をモニターし、得られた電流を時間積分することで感光層にたまった電荷量ｑを求める。このようなことを直流電圧の値を変えながら行い、電荷量ｑの変化量から感光板の静電容量Ｃを求める。測定した静電容量Ｃと、電極面積Ｓと、上記方法で求めた感光体膜厚Ｌｄを用いて、Ｃ＝εＳ／Ｌｄから感光体の誘電率εを求める。求めた感光体の誘電率を真空の誘電率ε₀で除算することより、感光体の比誘電率εｄを求めた。本例では平板状感光板を用いて測定を行なったが、電極の形状を感光体と同じ曲率を有するよう工夫すれば、ドラム状の感光体でも測定可能である。

・転写効率
感光体上から転写材上へのトナーの転写効率をλとする。ここで、感光体上の最高濃度部の単位面積当たりのトナー重量をｍ１［ｍｇ／ｃｍ²］、その最高濃度画像が感光体から最終的転写材に転写された時の転写材上での単位面積当たりのトナー重量をｍ２［ｍｇ／ｃｍ²］とする。この時、転写効率λは、
λ＝ｍ２／ｍ１
で表される。

上記式中のｍ２、ｍ１を、それぞれ感光体上のトナー載り量測定で示した手法にて測定することで、転写効率λを求めた。

・トナーの粒径
本明細書では、トナーの粒径は、重量平均粒径で代表されるものとする。このトナーの重量平均粒径は、次のようにして測定したものである。

界面活性剤（好ましくはアルキルベンゼンスルホン塩酸）を数ｍｌ加えた電界水溶液１００〜１５０ｍｌ（例えば約１％ＮａＣｌ水溶液）を作成し、トナー２〜２０ｍｇを加え、超音波分散器で数分分散処理を行なう。この溶液をコールターカウンター（コールター社製ＴＡ−ＩＩ）を用いて測定することにより、重量平均粒径を求めた。

本発明に従うトナー載り量とトナー帯電量の範囲を説明するためのグラフ図である。 γ特性の一例を示すグラフ図である。 トナーの着色力を上げてトナー載り量を低減する従来の手法を説明するためのγ特性の一例を示すグラフ図である。 最大トナー載り量とトナー層電位との関係のトナー帯電量への依存性を説明するためのグラフ図である。 最大トナー載り量とトナー層電位との関係のトナー帯電量への依存性を説明するためのグラフ図である。 トナー載り量とトナー帯電量との関係を説明するためのグラフ図である。 本発明に従うトナー載り量とトナー帯電量の範囲を説明するためのグラフ図である。 トナーの着色力とトナー載り量との関係を説明するためのグラフ図である。 トナーの着色力とトナー帯電量との関係を説明するためのグラフ図である。 本発明に従うトナーの着色力とトナー帯電量の範囲を説明するためのグラフ図である。 トナー載り量と定着後のトナー高さを説明するためのグラフ図である。 潜像電位と現像バイアスとの関係を説明するための模式図である。 表面電位計による測定を説明するための模式図である。 感光体上にデジタルで形成された潜像電位を説明するための説明図である。 感光体上にデジタルで形成された潜像電位を説明するための説明図である。 感光体と現像剤担持体間のおける空間電位を説明するための説明図である。 感光体と現像剤担持体間のおける空間電位を説明するためのグラフ図である。 感光体と現像剤担持体間のおける空間電位を説明するためのグラフ図である。 感光体と現像剤担持体間のおける空間電位を説明するためのグラフ図である。 現像コントラスト違いによるトナーの載り方を説明するための模式図である。 本発明を適用し得る画像形成の一実施例の概略断面構成図である。 実験例の結果を説明するためのグラフ図である。 実験例の結果を説明するためのグラフ図である。 トナー載り量の範囲を説明するための模式図である。 感光体の層構成の一例を説明するための模式的断面図である。 感光体の層構成の他の例を説明するための模式的断面図である。 トナーの帯電量及び載り量を求めるために使用したファラデーゲージの概略図である。 トナー誘電率を求めるために使用した装置の概略図である。

符号の説明

１ 感光体
２ 帯電器
３ 露光器
４ 現像器
５ 中間転写体
６ 定着器
７ クリーナー

Claims (4)

1. 静電像が形成される電子写真感光体と、前記電子写真感光体上に形成された静電像に付着させるトナーを担持して搬送する現像剤担持体を備えた現像手段と、前記電子写真感光体上のトナーを転写材に転写させる転写手段と、転写材に転写されたトナーを転写材に定着させる定着手段と、を有する画像形成装置において、
   前記電子写真感光体上の最高濃度画像部におけるトナー載り量を（Ｍ／Ｓ）_L［ｍｇ／ｃｍ²］、前記電子写真感光体上の最高濃度画像部のトナーの平均帯電量を（Ｑ／Ｍ）_L［μＣ／ｇ］、前記電子写真感光体上の最高濃度画像部のトナー層厚をＬｔ［μｍ］、前記電子写真感光体の膜厚をＬｄ［μｍ］、トナー層の比誘電率をε_t、前記電子写真感光体の比誘電率をε_d、真空の誘電率をε₀、前記現像剤担持体に印加されるバイアスのＤＣ成分の電位と前記電子写真感光体上の最高濃度画像部の電位との電位差の絶対値をＶｃ［Ｖ］、とした時、下記の各式、
   ０．２２［ｍｇ／ｃｍ²］≦（Ｍ／Ｓ）_L≦０．４［ｍｇ／ｃｍ²］
   

   

   

   （Ｑ／Ｍ）_L≦１５０［μＣ／ｇ］
   を満たし、
   又、前記定着の後の転写材上の最高濃度画像部の透過濃度をＤｔｍａｘ、前記定着の後の転写材上のトナー載り量が０．１ｍｇ／ｃｍ²である画像部の透過濃度をＤｔ_0.1、前記電子写真感光体上から転写材上へのトナーの転写効率をλ、とした時、下記式、
   

   

   で表されるαと、前記（Ｑ／Ｍ）_Lの逆数であるβとの積αβは、下記の各式、
   

   

   

   を満たすことを特徴とする画像形成装置。
2. トナーの粒径が５．０μｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記電子写真感光体の静電容量Ｃは、下記式、
   ０．７×１０^-6［Ｆ／ｍ²］＜Ｃ＜２．７×１０^-6［Ｆ／ｍ²］
   を満たすこと特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 複数色のトナーを用いて画像形成を行なうことができ、各単色毎に前記各式の関係を満足することを特徴とする請求項１〜３いずれかの項に記載の画像形成装置。

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