JP2002278326A

JP2002278326A - 画像形成装置及び画像形成プロセスユニット

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Publication number: JP2002278326A
Application number: JP2001078815A
Authority: JP
Inventors: Hajime Koyama; 一小山; So Kai; 創甲斐; Katsuhiro Aoki; 勝弘青木; Takashi Hodoshima; 隆程島
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-03-19
Filing date: 2001-03-19
Publication date: 2002-09-27
Anticipated expiration: 2021-03-19
Also published as: JP4980519B2

Abstract

(57)【要約】【課題】感光体ドラムの長寿命化を図るとともに、所
定の転写効率を確保しつつ転写チリを防止することがで
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Ｖ_Ｄの絶対値
が４００Ｖ以下であり、トナーの平均帯電量の絶対値が
５μＣ／ｇ以上且つ２５μＣ／ｇ以下であり、転写ロー
ラ５０１に印加する定電圧制御された転写バイアスＶ_Ｔ
の絶対値が４００Ｖ以上且つ１０００Ｖ以下である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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、潜像担持体上
に形成したトナー像を転写材又は中間転写体に電界転写
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、転写装置によって転写材や中
間転写体に転写される。このような画像形成装置で用い
る転写装置としては、潜像担持体から転写材にトナー像
を転写する転写領域で転写材を介して潜像担持体の表面
に対向するように転写ローラ等の転写部材を配置し、こ
の転写部材に定電圧制御された転写バイアスを印加する
ことにより転写部材と潜像担持体との間に転写電界を形
成するものが知られている。この転写電界の作用によ
り、潜像担持体上のトナー像が転写材や中間転写体の表
面に転移して転写される。この転写の際に転写部材に印
加される転写バイアスとしては、通常１．５ｋＶ〜２ｋ
Ｖ程度の電圧が印加されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
画像形成装置では、１．５ｋＶ〜２ｋＶ程度の比較的高
い転写バイアスが転写部材に印加されていたので、上記
転写領域の近傍で転写材や中間転写体が潜像担持体上の
トナー像に接触する前に、潜像担持体と転写部材との間
で放電し、「転写チリ」が発生するおそれがあるという
問題点があった。この転写チリを防止するために、転写
バイアスの絶対値を小さくすることが考えられる。しか
しながら、単に転写バイアスの絶対値を小さくすると、
所定の転写効率を確保することが難しくなるという問題
点があった。転写バイアスの絶対値を下げると、地肌部
と転写部材との間の電位差に対する画像部と転写部材と
の間の電位差の比が小さくなる。このため、例えば画像
部と地肌部とが混在した部分が転写領域に通過するとき
に、転写領域を流れる電流のうち画像部を流れる電流の
比率が減少し、これにより、転写効率が低下するものと
考えられる。

【０００４】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、所定の
転写効率を確保しつつ転写チリ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。

【０００５】

【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表面の電位を
選択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、該潜像担持体上の潜像を現像
する現像装置と、該潜像担持体上のトナー像を転写材に
電界転写する転写装置とを備え、該転写装置を、該潜像
担持体から該転写材にトナー像を転写する転写領域で該
転写材を介して該潜像担持体の表面に対向するように配
置された転写部材と、定電圧制御された転写バイアスを
該転写部材に印加する転写バイアス印加手段とを用いて
構成し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、該トナーの平均帯電
量の絶対値が５μＣ／ｇ以上且つ２５μＣ／ｇ以下であ
り、該転写バイアスの絶対値が４００Ｖ以上且つ１００
０Ｖ以下であることを特徴とするものである。

【０００６】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を４００Ｖ以下にすることにより、
潜像担持体における通電電荷量を低減し、潜像担持体の
長寿命化を図る。また、トナーの平均帯電量の絶対値を
５μＣ／ｇ以上にすることにより、現像能力の著しい低
下を抑えるとともに、トナーの帯電不足による地汚れを
防止する。さらに、トナーの平均帯電量の絶対値を２５
μＣ／ｇ以下にすることにより、現像能力を高め、帯電
電位の絶対値を４００Ｖ以下にした場合でも所定の現像
特性が得られるようにする。そして、転写バイアスの絶
対値を１０００Ｖ以下にすることにより、転写部材と潜
像担持体との間の異常放電を抑制し、転写チリを防止す
る。ここで、転写バイアスの絶対値を下げると転写効率
が低下する傾向がある。そこで、この転写効率の低下を
防止するために、前述のようにトナーの平均帯電量の絶
対値を２５μＣ／ｇ以下にすることにより転写領域でト
ナーが静電的に転移しやすいようにする。さらに、転写
バイアスの絶対値を４００Ｖ以上にすることと、前述の
ように潜像担持体の帯電電位の絶対値を４００Ｖ以下に
することを組み合わせることにより、潜像担持体上の地
肌部と転写部材との間の電位差に対する画像部と転写部
材との間の電位差の比が小さくなるのを回避する。これ
らにより、転写材へ転写するときの転写効率の低下を抑
える。

【０００７】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該表面
の電位を選択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、該潜像担持体上の潜
像を現像する現像装置と、該潜像担持体上のトナー像が
転写される中間転写体と、該潜像担持体上のトナー像を
該中間転写体に電界転写する１次転写手段と、該中間転
写体上のトナー像を転写材に転写する２次転写装置とを
備え、該１次転写装置を、該潜像担持体から該中間転写
体にトナー像を転写する転写領域で該中間転写体を介し
て該潜像担持体の表面に対向するように配置された転写
部材と、定電圧制御された転写バイアスを該転写部材に
印加する転写バイアス印加手段とを用いて構成した画像
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、該トナーの平均帯電量の絶対値が
５μＣ／ｇ以上且つ２５μＣ／ｇ以下であり、該転写バ
イアスの絶対値が４００Ｖ以上且つ１０００Ｖ以下であ
ることを特徴とするものである。

【０００８】請求項２の画像形成装置では、請求項１の
画像形成装置の場合と同様に、潜像担持体の帯電電位の
絶対値を４００Ｖ以下にすることにより、潜像担持体に
おける通電電荷量を低減し、潜像担持体の長寿命化を図
る。また、トナーの平均帯電量の絶対値を５μＣ／ｇ以
上にすることにより、現像能力の著しい低下を抑えると
ともに、トナーの帯電不足による地汚れを防止する。さ
らに、トナーの平均帯電量の絶対値を２５μＣ／ｇ以下
にすることにより、現像能力を高め、帯電電位の絶対値
を４００Ｖ以下にした場合でも所定の現像特性が得られ
るようにする。そして、潜像担持体から中間転写体への
１次転写において、転写バイアスの絶対値を１０００Ｖ
以下にすることにより、転写部材と潜像担持体との間の
異常放電を抑制し、転写チリを防止する。また、前述の
ようにトナーの平均帯電量の絶対値を２５μＣ／ｇ以下
にすることによりトナーが静電的に移動しやすいように
する。さらに、転写バイアスの絶対値を４００Ｖ以上に
することと、前述のように潜像担持体の帯電電位の絶対
値を４００Ｖ以下にすることとを組み合わせることによ
り、潜像担持体上の地肌部と転写部材との間の電位差に
対する画像部と転写部材との間の電位差の比が大きくな
るのを回避する。これらにより、中間転写体への１次転
写における転写効率の低下を抑える。

【０００９】請求項３の発明は、請求項１又は２の画像
形成装置において、上記現像装置が、トナーと磁性粒子
とを含む二成分現像剤を用いるものであり、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。

【００１０】請求項３の画像形成装置では、球形度が９
５％以上の球形トナーを用いることにより、トナーと磁
性粒子との摩擦帯電の際に、トナーの平均帯電量の絶対
値が上記所定の範囲に安定して入るようにトナーを摩擦
帯電することができる。

【００１１】請求項４の発明は、請求項１又は２の画像
形成装置において、上記現像装置が、トナーと磁性粒子
とを含む二成分現像剤を用いるものであり、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。

【００１２】請求項４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。

【００１３】請求項５の発明は、請求項１又は２の画像
形成装置において、上記現像装置が、トナーと磁性粒子
とを含む二成分現像剤を用いるものであり、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
システムを用いて測定したものである。

【００１４】請求項５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。

【００１５】請求項６の発明は、請求項１又は２の画像
形成装置において、上記現像装置が、トナーからなる一
成分現像剤を担持して上記潜像担持体に対向する現像領
域に搬送する現像剤担持体と、トナーと磁性粒子とを含
む二成分現像剤を担持して該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用いて構成し
たことを特徴とするものである。

【００１６】請求項６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バ
ラツキ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。

【００１７】請求項７の発明は、請求項１、２、３、
４、５又は６の画像形成装置において、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、該感光
層の単位面積当たりの静電容量Ｃ_ＰＣが、８０ｐＦ／ｃ
ｍ^２以上であることを特徴とするものである。

【００１８】請求項７の画像形成装置では、潜像担持体
における感光層の静電容量Ｃ_ＰＣを８０ｐＦ／ｃｍ^２以
上にすることにより、感光層の表面に所定電荷量を有す
るトナー像を担持するための表面電位を低減することが
できる。

【００１９】請求項８の発明は、請求項７の画像形成装
置において、上記感光層の厚さが、５μｍ以上であるこ
とを特徴とするものである。

【００２０】請求項８の画像形成装置では、上記感光層
の厚さを５μｍ以上にすることにより、感光層の耐久性
を向上させる。

【００２１】請求項９の発明は、請求項１、２、３、
４、５、６、７又は８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。

【００２２】請求項９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。

【００２３】

【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。

【００２４】上記転写装置５は、感光体ドラム１から転
写紙２０にトナー像を転写する転写領域で転写紙を介し
て感光体ドラム１の表面に対向するように配置された転
写部材としての転写ローラ５０１と、転写ローラ５０１
に所定の転写バイアスを印加する転写バイアス印加手段
としての転写バイアス電源５０２とを用いて構成されて
いる。この転写バイアス電源５０２は、定電圧制御され
た転写バイアスＶ_Ｔが転写ローラ５０１に印加できるよ
うに構成されている。また、本実施形態においては、９
０％以上の転写効率を確保しつつ転写チリを防止するた
めに、転写バイアスＶ_Ｔの絶対値を４００Ｖ〜１０００
Ｖの範囲内に設定している。

【００２５】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。

【００２６】上記構成のプリンタにおいて、図１（ａ）
に示すように、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Ｖ_Ｄ（絶対値で４
００Ｖ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。このレーザ光の照射により、
感光体ドラム１の表面電位を選択的に露光後電位Ｖ_Ｌま
で低下させ、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の所定の現像バイアスＶ_Ｂ
が印加された現像剤担持体としての現像ローラ４０２に
より供給された帯電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の転写
ローラ５０１とが対向する転写領域に送出・搬送され
る。そして、図１（ｂ）に示す所定の転写バイアスＶ_Ｔ
が印加された転写ローラ５０１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が付与さ
れ、感光体ドラム１上に形成されたトナー像が転写紙２
０に電界転写される。なお、図１（ｂ）中の「Ｖ_ＧＴ」
及び「Ｖ_ＩＴ」はそれぞれ、転写領域に進入するときの
感光体ドラム１の地肌部の電位及びトナーが付着してい
る画像部（トナー像）の電位である。また、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。次いで、上記ト
ナー像が転写された転写紙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。

【００２７】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。

【００２８】本実施形態では、上記感光層１Ｐの単位面
積当たりの静電容量Ｃ_ＰＣを８０ｐＦ／ｃｍ^２以上に設
定している。これにより、感光層１Ｐの表面に所定電荷
量のトナー像を担持するための表面電位を低減してい
る。また、感光層の１Ｐの厚さは５μｍ以上に設定し、
耐久性を向上させている。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】この現像ローラ４２０上に担持される現像
剤中のトナーの平均帯電量は、−５〜−２５［μＣ／
ｇ］の範囲が好適である。トナーの平均帯電量を絶対値
で５［μＣ／ｇ］以上に設定することにより、現像能力
の著しい低下を抑えるとともに、トナーの帯電不足によ
る地汚れを防止することができる。また、トナーの平均
帯電量を絶対値で２５［μＣ／ｇ］以下に設定すること
により、現像能力を高めて帯電電位の絶対値を４００Ｖ
以下にした場合でも所定の現像特性が得られるようにす
るとともに、転写領域でトナーが静電的に転移しやすい
ようにして所定の転写効率が得られるようにする。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】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５μｍ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。

【００４２】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−ＳＰＡＲＴＡＮＡＬＹＺＥＲ」）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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】

【数１】ＤＲ＝Ｅ／（Ｉon−Ｉoff）

【００４６】上記構成の現像装置４においてネガポジ現
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。

【００４７】上記３つの地肌ポテンシャル｜Ｖ_Ｄ−Ｖ_Ｂ
｜、現像ポテンシャル｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜及び露光ポテンシ
ャル｜Ｖ_Ｄ−Ｖ_Ｌ｜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７は一
般的には「四限チャート」と呼ばれるグラフである。図
７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Ｉ
Ｄ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７
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。

【００４８】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）式で示す範囲内
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２】｜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）

【００４９】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−２５０
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２００Ｖ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８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。

【００５０】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。

【００５１】図９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。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】

【００５２】図９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。

【００５３】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。

【００５４】以上、本実施形態によれば、感光体ドラム
１の帯電電位Ｖ_Ｄの絶対値を４００Ｖ以下にすることに
より、感光体ドラム１の感光層における通電電荷量を低
減し、感光体ドラム１の長寿命化を図ることができる。
また、現像装置４で用いるトナーの平均帯電量の絶対値
を５μＣ／ｇ〜２５μＣ／ｇの範囲内に設定することに
より、帯電電位の絶対値を４００Ｖ以下にした場合でも
所定の現像特性が得られるように所定の現像能力を確保
しつつ、トナーの帯電不足による地汚れを防止すること
ができる。また、転写バイアスＶ_Ｔの絶対値を１０００
Ｖ以下にすることにより、転写領域の上流側における転
写ローラ５０１と感光体ドラム１との間の異常放電を抑
制し、転写チリを防止することができる。さらに、トナ
ーの平均帯電量の絶対値を２５μＣ／ｇ以下に規定する
ことにより転写領域でトナーが静電的に転移しやすいよ
うにすることにより転写効率の向上を図っている。そし
て、転写バイアスＶ_Ｔの絶対値を４００Ｖ以上に設定す
るとともに、感光体ドラム１の帯電電位Ｖ_Ｄの絶対値を
４００Ｖ以下に設定することにより、感光体ドラム１上
の地肌部電位Ｖ_ＧＴと転写バイアスＶ_Ｔとの間の電位差
βに対する画像部電位Ｖ_ＩＴと転写バイアスＶ_Ｔとの間
の電位差αの比が小さくなるのを回避し（図１（ｂ）参
照）、転写効率の低下を抑えることができる。

【００５５】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。このような球形度を
有するトナーは添加剤の被覆率も極めて高い。

【００５６】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。

【００５７】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。

【００５８】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。

【００５９】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。

【００６０】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。

【００６１】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、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。

【００６２】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】

【００６３】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。

【００６４】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Ｍ_Ｃが１００［emu/g］（＝４π×１０^−２［（Ａ／
ｍ）／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。

【００６５】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[emu/g]
（＝４π×３５×１０^−４［（Ａ／ｍ）／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＞１３０
[emu/g]（＝４π×１３０×１０^−４［（Ａ／ｍ）／
ｇ］）では磁気ブラシが現像スリーブ３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１１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。

【００６６】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。

【００６７】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。

【００６８】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。

【００６９】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。

【００７０】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。

【００７１】〔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。

【００７２】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。

【００７３】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。

【００７４】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。

【００７５】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。

【００７６】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。

【００７７】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。

【００７８】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。この時のトナー帯電は最終的に本実施例では−５〜
−２５［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。

【００７９】以上、本実施形態においても、感光体ドラ
ム１の帯電電位Ｖ_Ｄの絶対値を４００Ｖ以下に設定し、
現像装置４で用いるトナーの平均帯電量の絶対値を５μ
Ｃ／ｇ〜２５μＣ／ｇの範囲内に設定した条件下で、転
写バイアスＶ_Ｔの絶対値を４００Ｖ〜１０００Ｖの範囲
内で設定することにより、所定の現像能力及び転写効率
を確保しつつ、転写チリを防止することができる。

【００８０】また、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。特に、本実施形態の一成分現像装置では、現像ポ
テンシャルの最大値｜Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｌ｜maxを１００Ｖ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。

【００８１】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。

【００８２】また、本実施形態の一成分現像装置におい
ては、図２１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。

【００８３】表３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３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３】

【００８４】〔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２２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
３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。

【００８５】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。

【００８６】図２４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。

【００８７】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。

【００８８】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（Ｐ
ＦＡ）、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（Ｐ
ＶＦ）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１０^３〜１０^５Ω・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。

【００８９】上記現像ローラ４０２の表面部の体積抵抗
率は、図２５（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２５（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。

【００９０】

【数３】ρｖ＝（Ｖ／Ｉ）・（Ｌ１×Ｗ）／Ｌ２

【００９１】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。

【００９２】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。

【００９３】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。

【００９４】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。

【００９５】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２４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２４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。

【００９６】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。

【００９７】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。

【００９８】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。

【００９９】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２４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。

【０１００】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。

【０１０１】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。

【０１０２】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４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。

【０１０３】

【表４】

【０１０４】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４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。

【０１０５】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
ＰＡＲＴＡＮＡＬＹＺＥＲ（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。

【０１０６】図２６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２６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２７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。

【０１０７】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２８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２９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。

【０１０８】以上、本実施形態においても、感光体ドラ
ム１の帯電電位Ｖ_Ｄの絶対値を４００Ｖ以下に設定し、
現像装置４で用いるトナーの平均帯電量の絶対値を５μ
Ｃ／ｇ〜２５μＣ／ｇの範囲内に設定した条件下で、転
写バイアスＶ_Ｔの絶対値を４００Ｖ〜１０００Ｖの範囲
内で設定することにより、所定の現像能力及び転写効率
を確保しつつ、転写チリを防止することができる。

【０１０９】また、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。

【０１１０】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。

【０１１１】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。

【０１１２】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。

【０１１３】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。

【０１１４】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。

【０１１５】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、該中間転写体上の
トナー像を転写紙に転写する画像形成装置及びそれに用
いる現像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及び該装置に用いる
現像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
画像形成装置及び該装置に用いる現像装置にも適用する
ことができる。

【０１１６】また、上記各実施形態では、プリンタ及び
それに用いる現像装置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及びそれに
用いる現像装置にも適用できるものである。

【０１１７】

【発明の効果】請求項１乃至９の発明によれば、潜像担
持体の帯電電位の絶対値を４００Ｖ以下に下げることに
より潜像担持体の長寿命化を図ることができる。しか
も、この帯電電位の低減とともに、トナーの平均帯電量
の絶対値及び転写バイアスの絶対値の範囲を規定するこ
とにより、所定の転写効率を確保しつつ転写チリを防止
することができるという優れた効果がある。

【０１１８】特に、請求項３の発明によれば、トナーの
平均帯電量の絶対値が所定範囲に安定して入るようにト
ナーを摩擦帯電できるので、所定の現像効率及び転写効
率の確保が容易になるという優れた効果がある。

【０１１９】特に、請求項４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。

【０１２０】特に、請求項５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、現像能力を高めることが
できるという優れた効果がある。

【０１２１】特に、請求項６の発明によれば、潜像担持
体上に担持されるトナー像のトナー帯電量のバラツキが
少なくなるので、所定の現像能力及び転写効率の確保が
容易になるという優れた効果がある。

【０１２２】特に、請求項７の発明によれば、感光層の
表面に所定のトナー像を担持するための表面電位を低減
することができるので、転写チリが発生しにくくなると
いう優れた効果がある。

【０１２３】特に、請求項８の発明によれば、摩擦に対
する感光層の耐久性が向上するので、潜像担持体の長寿
命化を図ることができるという優れた効果がある。

【０１２４】特に、請求項９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
る各部電位の関係を示す説明図。

【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現像特性を示す四限チャー
ト。

【図８】パッシェンの法則を示すグラフ。

【図９】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ガンマ特性のグラ
フ。

【図２１】変形例に係る現像装置の概略構成図。

【図２２】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２３】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２４】同プリンタに用いた現像装置の概略構成図。

【図２５】（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２６】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２７】経時における地汚れ発生の状況を示すグラ
フ。

【図２８】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２９】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。

【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プロセスカートリッジ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規制ローラ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 15/02 １０２Ｇ０３Ｇ 15/08 ５０２Ｃ 15/08 ５０２ 9/08 １０１５０７ 15/08 ５０７Ｅ (72)発明者青木勝弘東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者程島隆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 AA02 AA15 EA01 FA01 FA06 2H068 AA28 FA27 FC01 FC08 FC11 FC15 2H077 AC04 AC12 AD02 AD06 AD35 EA01 EA11 2H200 FA02 FA18 GA15 GA23 GA45 GB12 HA02 HA29 HB12 HB48 JA01 JA29 JC02 JC03 NA02 PA05

Claims

【特許請求の範囲】

【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該表面の電位を選択的に低
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、該潜像担持体上の潜像を現像する現像装
置と、該潜像担持体上のトナー像を転写材に電界転写す
る転写装置とを備え、該転写装置を、該潜像担持体から該転写材にトナー像を
転写する転写領域で該転写材を介して該潜像担持体の表
面に対向するように配置された転写部材と、定電圧制御
された転写バイアスを該転写部材に印加する転写バイア
ス印加手段とを用いて構成し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、該トナーの平均帯電量の絶対値が５μＣ／ｇ以上且つ２
５μＣ／ｇ以下であり、該転写バイアスの絶対値が４００Ｖ以上且つ１０００Ｖ
以下であることを特徴とする画像形成装置。
【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該表面の電位を選択的に低
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、該潜像担持体上の潜像を現像する現像装
置と、該潜像担持体上のトナー像が転写される中間転写
体と、該潜像担持体上のトナー像を該中間転写体に電界
転写する１次転写手段と、該中間転写体上のトナー像を
転写材に転写する２次転写装置とを備え、該１次転写装置を、該潜像担持体から該中間転写体にト
ナー像を転写する転写領域で該中間転写体を介して該潜
像担持体の表面に対向するように配置された転写部材
と、定電圧制御された転写バイアスを該転写部材に印加
する転写バイアス印加手段とを用いて構成した画像形成
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、該トナーの平均帯電量の絶対値が５μＣ／ｇ以上且つ２
５μＣ／ｇ以下であり、該転写バイアスの絶対値が４００Ｖ以上且つ１０００Ｖ
以下であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】請求項１又は２の画像形成装置において、上記現像装置が、トナーと磁性粒子とを含む二成分現像
剤を用いるものであり、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。
【請求項４】請求項１又は２の画像形成装置において、上記現像装置が、トナーと磁性粒子とを含む二成分現像
剤を用いるものであり、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。
【請求項５】請求項１又は２の画像形成装置において、上記現像装置が、トナーと磁性粒子とを含む二成分現像
剤を用いるものであり、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。
【請求項６】請求項１又は２の画像形成装置において、上記現像装置が、トナーからなる一成分現像剤を担持し
て上記潜像担持体に対向する現像領域に搬送する現像剤
担持体と、トナーと磁性粒子とを含む二成分現像剤を担
持して該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用いて構成されていることを特徴
とする画像形成装置。
【請求項７】請求項１、２、３、４、５又は６の画像形
成装置において、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、該感光層の単位面積当たりの静電容量Ｃ_ＰＣが、８０ｐ
Ｆ／ｃｍ^２以上であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】請求項７の画像形成装置において、上記感光層の厚さが、５μｍ以上であることを特徴とす
る画像形成装置。
【請求項９】請求項１、２、３、４、５、６、７又は８
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。