(57)【要約】【課題】高画質な画像を形成できるようにする。【解決手段】電子写真方式の画像形成装置１において、像担持体７の表面８の電界強度分布において像担持体７の表面８にトナーが付着する電界強度の閾値である臨界現像電界強度以上の電界強度領域で形成される潜像ドットの主走査方向径と副走査方向径とが略同じになるように像担持体７に光ビームを露光する。その潜像ドットのトナー像を記録材に転写することにより、記録材上に略円形状のドットを形成することができる。【選択図】　　図１
2004106298.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光部が出射する光ビームにより像担持体を露光してその像担持体の表面にトナーを誘引する電界を付与して静電潜像を形成し、この静電潜像を前記トナーで現像し現像したトナー像を記録材に転写する電子写真方式の画像形成装置において、
前記静電潜像は、前記像担持体の前記表面の電界強度分布において前記像担持体の前記表面に前記トナーが付着する電界強度の閾値である臨界現像電界強度以上の電界強度領域で形成される潜像ドットにより構成され、
前記露光部は、前記潜像ドットの主走査方向径と副走査方向径とが略同じになるように前記像担持体に前記光ビームを露光することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記像担持体は、電荷を生成する電荷生成層と電荷を輸送する電荷輸送層とを有することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記像担持体特性と前記像担持体の内部の電荷の拡散と再結合とを考慮して、前記露光部による露光後の前記像担持体の表面の電荷密度を算出し、その算出した結果を基に前記臨界現像電界強度を算出し、前記臨界現像電界強度以上の電界強度を有する電界強度領域に前記トナーが付着すると仮定して前記潜像ドットの主走査方向径と副走査方向径とを算出する潜像形成シミュレータによって、前記光ビームは、この光ビームによって形成される前記潜像ドットの主走査方向径と副走査方向径とが略同じとなるように算出されることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記潜像形成シミュレータは、以下の式（１）〜式（３）を用いることにより前記像担持体特性と前記像担持体の内部の電荷の拡散と再結合とを考慮することを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【数１】
2004106298.tif 000019
ここで、　ｎｐ：正電荷個数密度
ｎｎ：負電荷個数密度
μｐ：正電荷の移動度
μｎ：負電荷の移動度
Ｅ：電界強度
Γ：単位時間あたりの電荷の生成量
Ｒ：電荷の単位時間あたりの再結合係数
ε：誘電率
ｅ：電荷素量
である。
【請求項５】
前記臨界現像電界強度は、１．５×１０６（Ｖ／ｍ）〜４．０×１０６（Ｖ／ｍ）の範囲であることを特徴とする請求項１，２，３又は４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記潜像ドットの主走査方向径及び副走査方向径は、前記露光部の露光による前記像担持体への主走査方向及び副走査方向へのそれぞれの書き込み密度Ｘ（ｄｐｉ）において、１（ｉｎｃｈ）／Ｘ（ｍ）の１．４１４倍以上であることを特徴とする請求項１，２，３，４又は５記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記臨界現像電界強度が３×１０５（Ｖ／ｍ）だけ変動した際の前記潜像ドットの面積の変動量が１９０（μｍ２）以下であることを特徴とする請求項１，２，３，４，５又は６記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記像担持体は、前記輸送層での正電荷及び負電荷の移動度をそれぞれμｐ、μｎ、前記電荷生成層での量子効率をη、前記像担持体の内部での電界強度をＥ、としたとき、
【数２】
2004106298.tif 000020
の関係を満たし、前記露光部の主走査方向への走査速度は、１８９０（ｍ／ｓ）〜１９２８（ｍ／ｓ）であり、前記露光部の副走査方向への走査速度は、０．２５３８（ｍ／ｓ）〜０．３１０２（ｍ／ｓ）であり、
前記露光部の露光による前記像担持体への主走査方向及び副走査方向へのそれぞれの書き込み密度は、ともに１２００（ｄｐｉ）であり、
前記像担持体の前記表面での前記光ビームの径をその光ビームのピーク光強度の１／ｅ２倍以上となる領域の外径としたときの前記光ビームの主走査方向径が３０（μｍ）、副走査方向径が４０（μｍ）であることを特徴とする請求項２，３，４，５，６又は７記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記電荷輸送層は、低分子ドナー、ポリカーボネイト及び可塑剤を含む構成であり、
前記電荷生成層は、ＴｉＯＰｃを含む構成であることを特徴とする請求項２，３，４，５，６，７又は８記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式を用いた複写機やプリンタ等の画像形成装置における画像形成は、感光体の表面を一様に帯電し、これを露光してその感光体の表面にトナーを誘引する電界を付与して静電潜像を形成し、静電潜像にトナーを付着させて現像し、トナー像を記録材である用紙に転写し、その転写したトナー像を用紙に定着させるという電子写真プロセスを利用して行なわれる。
【０００３】
このような電子写真方式において感光体を露光するのには、レーザ光などの光ビーム（露光ビーム）が用いられている。露光による感光体への書き込み密度６００（ｄｐｉ）での光ビームの径は、５０（μｍ）〜７０（μｍ）であり、書き込み密度１２００（ｄｐｉ）においても同様な光ビーム径が使われている。
【０００４】
ここで、静電潜像は、詳しくは、潜像ドットの集合体として形成され、この潜像ドットにトナーが付着し、その潜像ドット毎のトナーが用紙に転写され、用紙にドットの集合体としてのトナー像が形成される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
高画質を達成するためには、紙面上のドットの主走査方向径及び副走査方向径の大きさが同じとなる露光ビームプロファイルが必要である。しかしながら、書き込み密度１２００（ｄｐｉ）以上の高解像度な電子写真方式の画像形成装置では、紙面上ドットは、現像や転写、定着による劣化の影響を受けており、紙面上のドットの主走査方向径及び副走査方向径を厳密に同じ大きさとするように制御することは困難である。ある条件下で紙面上ドットの主走査方向径及び副走査方向径が同じ大きさになるように、画像形成の各プロセス条件を決定しても、各プロセス条件が変動した場合、現像剤特性が変動した場合、現像剤が経時劣化した場合などに、紙面上のドットの主走査方向径と副走査方向径とのバランスが崩れ、画像劣化が発生することが多い。
【０００６】
ここで、図１２に露光による感光体への書き込み密度１２００（ｄｐｉ）における紙面上のドット形状の画像例を示す。このような画像では、ドット径の定義が困難であり、紙面上画像から、最適な露光ビームプロファイルを決定することは困難であることが理解される。
【０００７】
また、画像形成の各プロセス条件が変動した場合、現像剤特性が変動した場合、現像剤が経時劣化した場合などに、できるだけ画像変動量を小さくなるような、画像形成装置が求められている。
【０００８】
また、現像条件を変えると、ドット径が変化するが、不適当な条件で現像すると、地汚れや白抜け、ライン途切れが発生するなどの異常画像となる。現像電界（又は現像バイアス）が大きすぎると、トナー付着量が増加し画像濃度が不均一となる。逆に現像電界が低すぎると、現像能力が不足し、十分な付着量が得られなくなる。また、トナー帯電量が低いと、地汚れや画像濃度ムラが発生し、トナー帯電量が高いと十分な現像量が得られなくなる。
【０００９】
本発明の目的は、高画質な画像を形成することができる画像形成装置を得ることである。
【００１０】
本発明の目的は、画像形成の各プロセスに変動が発生しても、紙面上の画像変動量が少ない、経時での画像変動量が少ない画像形成装置を得ることである。
【００１１】
本発明の目的は、高画質な画像を実現することができる理想的な露光ビーム径を決定できるようにすることである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、露光部が出射する光ビームにより像担持体を露光してその像担持体の表面にトナーを誘引する電界を付与して静電潜像を形成し、この静電潜像を前記トナーで現像し現像したトナー像を記録材に転写する電子写真方式の画像形成装置において、前記静電潜像は、前記像担持体の前記表面の電界強度分布において前記像担持体の前記表面に前記トナーが付着する電界強度の閾値である臨界現像電界強度以上の電界強度領域で形成される潜像ドットにより構成され、前記露光部は、前記潜像ドットの主走査方向径と副走査方向径とが略同じになるように前記像担持体に前記光ビームを露光する。
【００１３】
したがって、潜像ドットの主走査方向径及び副走査方向径が略同じであり、その潜像ドットのトナー像が記録材に転写されるので、記録材上に略円形状のドットが形成される。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記像担持体は、電荷を生成する電荷生成層と電荷を輸送する電荷輸送層とを有する。
【００１５】
したがって、電荷生成層により電荷が生成され、電荷が電荷輸送層中を輸送される。
【００１６】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の画像形成装置において、前記像担持体特性と前記像担持体の内部の電荷の拡散と再結合とを考慮して、前記露光部による露光後の前記像担持体の表面の電荷密度を算出し、その算出した結果を基に前記臨界現像電界強度を算出し、前記臨界現像電界強度以上の電界強度を有する電界強度領域に前記トナーが付着すると仮定して前記潜像ドットの主走査方向径と副走査方向径とを算出する潜像形成シミュレータによって、前記光ビームは、この光ビームによって形成される前記潜像ドットの主走査方向径と副走査方向径とが略同じとなるように算出される。
【００１７】
したがって、像担持体特性と像担持体の内部の電荷の拡散と再結合とを考慮した潜像形成シミュレータによって、光ビームは、この光ビームによって形成される前記潜像ドットの主走査方向径と副走査方向径とが略同じとなるように算出される。
【００１８】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の画像形成装置において、前記潜像形成シミュレータは、以下の式（１）〜式（３）を用いることにより前記像担持体特性と前記像担持体の内部の電荷の拡散と再結合とを考慮する。
【数３】
2004106298.tif 000003
ここで、　ｎｐ：正電荷個数密度
ｎｎ：負電荷個数密度
μｐ：正電荷の移動度
μｎ：負電荷の移動度
Ｅ：電界強度
Γ：単位時間あたりの電荷の生成量
Ｒ：電荷の単位時間あたりの再結合係数
ε：誘電率
ｅ：電荷素量
である。
【００１９】
したがって、潜像形成シミュレータは、像担持体特性と像担持体の内部の電荷の拡散と再結合とを考慮して、像担持体の表面の潜像分布を予測することが可能となる。これによって、潜像ドット径を予測することが可能となる。
【００２０】
請求項５記載の発明は、請求項１，２，３又は４記載の画像形成装置において、前記臨界現像電界強度は、１．５×１０６（Ｖ／ｍ）〜４．０×１０６（Ｖ／ｍ）の範囲である。
【００２１】
したがって、記録材へトナーを十分に付着させることが可能であり、また、記録材での画像濃度を均一にすることが可能となる。
【００２２】
請求項６記載の発明は、請求項１，２，３，４又は５記載の画像形成装置において、前記潜像ドットの主走査方向径及び副走査方向径は、前記露光部の露光による前記像担持体への主走査方向及び副走査方向へのそれぞれの書き込み密度Ｘ（ｄｐｉ）において、１（ｉｎｃｈ）／Ｘ（ｍ）の１．４１４倍以上である。
【００２３】
したがって、潜像ドット同士間に隙間がない状態とすることが可能となり、これによりに記録材上にドット同士間に隙間がない状態で画像を形成することが可能となる。これにより、黒ベタ画像を作成する際には、感光体の表面を隙間なくトナー像で埋め尽くすことが可能となり、これを用紙に転写することにより、高画質で十分な画像濃度の黒ベタ画像を作成することが可能となる。また、直線及び斜めライン画像を作成する際にも、ライン画像が途切れず、均一な太さの高画質なライン画像を作成することが可能となる。
【００２４】
請求項７記載の発明は、請求項１，２，３，４，５又は６記載の画像形成装置において、前記臨界現像電界強度が３×１０５（Ｖ／ｍ）だけ変動した際の前記潜像ドットの面積の変動量が１９０（μｍ２）以下である。
【００２５】
したがって、トナーを含む現像剤特性のバラツキや現像剤の経時劣化の影響を抑えることが可能となる。
【００２６】
請求項８記載の発明は、請求項２，３，４，５，６又は７記載の画像形成装置において、前記像担持体は、前記輸送層での正電荷及び負電荷の移動度をそれぞれμｐ、μｎ、前記電荷生成層での量子効率をη、前記像担持体の内部での電界強度をＥ、としたとき、
【数４】
2004106298.tif 000004
の関係を満たし、前記露光部の主走査方向への走査速度は、１８９０（ｍ／ｓ）〜１９２８（ｍ／ｓ）であり、前記露光部の副走査方向への走査速度は、０．２５３８（ｍ／ｓ）〜０．３１０２（ｍ／ｓ）であり、前記露光部の露光による前記像担持体への主走査方向及び副走査方向へのそれぞれの書き込み密度は、ともに１２００（ｄｐｉ）であり、前記像担持体の前記表面での前記光ビームの径をその光ビームのピーク光強度の１／ｅ２倍以上となる領域の外径としたときの前記光ビームの主走査方向径が３０（μｍ）、副走査方向径が４０（μｍ）である。
【００２７】
したがって、このような条件により記録材に画像を形成することにより、高画質な画像を形成することが可能となる。
【００２８】
請求項９記載の発明は、請求項２，３，４，５，６、７又は８記載の画像形成装置において、前記電荷輸送層は、低分子ドナー、ポリカーボネイト及び可塑剤を含む構成であり、前記電荷生成層は、ＴｉＯＰｃを含む構成である。
【００２９】
したがって、電荷輸送層が低分子ドナー、ポリカーボネイト及び可塑剤を含む構成であり、電荷生成層がＴｉＯＰｃを含む構成の像担持体を有する画像形成装置において、請求項２，３，４，５，６，７又は８記載の発明と同じ作用を奏することが可能となる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態の画像形成装置を図１ないし図４に基づいて説明する。本実施の形態は、画像形成装置としてプリンタへの適用例である。
【００３１】
図１は、本実施の形態のプリンタを概略的に示す縦断側面図、図２は感光体を示す断面図である。図１に示すように、プリンタ１は、給紙部２、プリンタエンジン３、定着部４及び排紙部５等を備えている。プリンタ１には、給紙部２からプリンタエンジン３及び定着部４を経由して排紙部５へ至る用紙経路６が形成されている。
【００３２】
プリンタエンジン３は、像担持体である感光体７を備えている。感光体７の周囲には、感光体７の表面８に電界を作用させて一様に帯電させる帯電部９、感光体７を露光走査して感光体７の表面８にトナーを誘引する電界を付与して静電潜像を形成する露光部１０、静電潜像に現像剤に含まれるトナーを付着させることでトナー像を形成する現像部１１、記録材である用紙を介して転写バイアスを印加することによって感光体７の表面８のトナー像を用紙に転写させる転写部１２、感光体７の表面８の電荷を一掃し感光体７の表面８に残存するトナーを除去するクリーナー１３等が設けられている。本実施の形態の露光部１０の感光体７への書き込みドット密度は、１２００（ｄｐｉ）である。
【００３３】
定着部４は、用紙に対して加圧および加熱することにより用紙にトナー像を定着させる。
【００３４】
そして、このようなプリンタ１では、電子写真プロセスである帯電、露光、現像、転写、定着により用紙上に画像が形成される。
【００３５】
感光体７は、円筒状に形成され、駆動源（図示せず）により回転駆動される。感光体７の表面部には、図２に示すように、基材１４、この基材１４の外周側に位置し光ビームが露光されることによりその光ビームの光強度に応じて電荷を生成する電荷生成層（ＣＧＬ）１５、及び、この電荷生成層１５の外周側に位置し電荷を輸送する電荷輸送層（ＣＴＬ）１６等が積層された感光層１７が設けられている。そして、感光体７に光ビームが露光されると、その光ビームの光強度に応じて電荷生成層１５が電荷を生成し、生成された電荷の一部は、電荷輸送層１６中を輸送される。これにより、光ビームが露光された感光体７の表面８における電界強度が他の露光されていない部位の電界強度に対して異なるものとなる。
【００３６】
ここで、感光体７の表面８に形成される静電潜像は、感光体７の表面８の電界強度分布において感光体７の表面８にトナーが付着する電界強度の閾値である臨界現像電界強度以上の電界強度領域で形成される潜像ドットにより構成される。この潜像ドットの径は、主走査方向径、副走査方向径の２つの値を持つ。ここで、臨界現像強度は、現像プロセスや現像剤の条件によって決まる値である。
【００３７】
図１に示すように、露光部１０は、光ビームを出射する光源である半導体レーザ（図示せず）を備え、この光源から出射された光ビームは、モータ１８によって回転するポリゴンミラー１９によって主走査方向に偏向され、ミラー２０によって反射され、感光体７の軸心方向に沿って感光体７の表面８を走査する。ここで、副走査方向は、感光体７の回転方向とされている。半導体レーザから出射される光ビームの強度分布は、ガウシアン分布とされている。
【００３８】
本実施の形態の露光部１０は、潜像ドットの主走査方向径と副走査方向径とが略同じになるように感光体７に光ビームを露光するように設定されている。潜像ドットの主走査方向径及び副走査方向径は、露光部１０の露光による感光体７への主走査方向及び副走査方向へのそれぞれの書き込み密度Ｘ（ｄｐｉ）において、１（ｉｎｃｈ）／Ｘ（ｍ）の１．４１４倍以上とされている。つまり、潜像ドットサイズが、書き込み間隔Ｘから決まる潜像ドット間距離の１．４１４倍以上とされている。本実施の形態では、主走査方向及び副走査方向へのそれぞれの書き込み密度Ｘ＝１２００（ｄｐｉ）であり、ドット間距離がｄ＝２１．１６（μｍ）であるから、潜像ドットの主走査方向径及び副走査方向径は、ｄ×１．４１４＝２９．９＝約３０（μｍ）以上とされている。
【００３９】
このような構成により、用紙に画像形成を行なうことによって、潜像ドットの主走査方向径及び副走査方向径が略同じであるので、用紙上に略円形状のドットを形成することができ、高画質な画像を実現することができる。
【００４０】
また、このように潜像ドットの径を設定することにより、画像形成の各プロセス条件が変動した場合、現像剤特性が変動した場合、現像剤が経時劣化した場合等にも、潜像ドットの主走査方向径及び副走査方向径のバランスが変動せず、常に安定したドットを用紙に形成することができる。
【００４１】
また、潜像ドットの主走査方向径及び副走査方向径が、露光部１０の露光による感光体７への主走査方向及び副走査方向へのそれぞれの書き込み密度Ｘ（ｄｐｉ）において、１（ｉｎｃｈ）／Ｘ（ｍ）の１．４１４倍以上とされているので、潜像ドット同士間に隙間がない状態に画像を形成することができる。これにより、黒ベタ画像を作成する際には、感光体７の表面８を隙間なくトナー像で埋め尽くすことができ、これを用紙に転写することにより、十分な画像濃度で高画質な黒ベタ画像を作成することができる。また、斜めライン画像を作成する際にも、ライン画像が途切れず、均一な太さの高画質なライン画像を作成することができる。
【００４２】
次に、上述したような潜像ドットを形成するために露光部１０が感光体７に露光する光ビームの径について図３及び図４を参照して説明する。ここで、光ビームの径は、感光体７の表面８でのその光ビームのピーク光強度の１／ｅ２倍以上となる領域の外径とする。
【００４３】
まず、潜像形成シミュレータによる、光ビームに対する潜像ドット径の算出方法について説明する。潜像ドット径算出方法は、次の３つのステップから構成される。
▲１▼潜像電荷分布算出ステップ
露光後の感光体７上の潜像電荷分布を算出する。感光体７の感光層１７での電荷の動きは、電荷間のクーロン反発力、電荷同士の再結合、感光体７の感光層１７での電荷の移動度の影響を受けるため、これらの影響を全て考慮した、潜像形成シミュレーションが必要となる。
【００４４】
ここで、露光後の感光体７上の電荷密度分布は、従来より、ＰＩＤＣ（光放電曲線）を用いることで大まかな分布を把握できることが知られているが、この方法では、１次元的な解析であり、感光体７特性や感光層１７の厚さ、初期帯電電位の影響、光ビーム径、走査速度を正しく反映することができない。特に感光層１７の厚さを変えた場合には、電荷生成層１５で生成された電荷が電荷輸送層１６を移動する間に拡散していく影響があり、厚さによって潜像分布が異なってくる。また露光ビーム強度が強くなると、電荷生成層１５近傍での正負電荷の再結合が発生し、非線形性が表れてくる。
【００４５】
これらの影響を、ＰＩＤＣで解析する場合には、各条件、各感光層１７の厚さごとに実験を行う必要がある。さらにＰＩＤＣはベタ画像時の電位の様子であり、画質と大きな相関があるドット画像については正しい結果が得られない。これはドット画像の方が、ベタ画像よりも感光体７特性や感光層１７厚さ、初期帯電電位の影響、露光ビーム径、走査速度の影響を大きく受けるためである。ドット画像におけるＰＩＤＣを実測することで対応可能であるが、現在の技術では１ドットの感光体７上の潜像分布や電位分布を測定することは不可能である。
【００４６】
よって、前述のように、感光体７の感光層１７の電荷の動きは、電荷間のクーロン反発力、電荷同士の再結合、感光体７の感光層１７での電荷の移動度を正しく考慮して、シミュレーションによって潜像分布や電位分布を予測する必要がある。
【００４７】
本解析に用いた物理モデルは、光ビーム（ガウシアンレーザビーム）による露光量計算、電荷の生成とその輸送過程の計算からなる。ここで、感光体７の表面８に対して移動せずに静止した状態の光ビームを静止ビームと呼ぶ。
【００４８】
露光量計算は、静止ビーム単体の露光量分布を
【数５】
2004106298.tif 000005
Ｐ０：静止ビーム強度
ωｘ：静止ビームの主走査方向径（１／ｅ２半径）
ωｙ：静止ビームの副走査方向径
ｘ：感光体７上の主走査方向座標
ｙ：感光体７上の副走査方向座標
ｖ：主走査方向走査速度
と近似し、Ｘ方向に点灯時間での移動距離（Ｖｘ×点灯時間）分だけ積分することで算出する。
【００４９】
感光体７における電荷の生成及び輸送は次に示す正負電荷の連続の式（１），（２）とＰｏｉｓｓｏｎ方程式（３）によって支配される。
【数６】
2004106298.tif 000006
ｎｐ：正電荷個数密度
ｎｎ：負電荷個数密度
μｐ：正電荷の移動度
μｎ：負電荷の移動度
Ｅ：電界強度
Γ：単位時間あたりの電荷の生成量
Ｒ：電荷の単位時間あたりの再結合係数
ε：誘電率
ｅ：電荷素量
電荷は、電荷生成層１５が薄いことを考慮して、層内で一様に生成されると仮定した。このため、電荷生成量Γは、入射光強度Ｆ、量子効率η、電荷生成層１５の厚さｄと以下の関係で結ばれる。
【００５０】
Γ＝β・η・Ｆ／（ｄ・ｈυ）　　　　　　　　　式（４）
ここでβ、ｈυは、それぞれ、電荷生成層１５内での光の吸収効率、および光ビームのフォトン一個あたりのエネルギーである。
【００５１】
また上記式（１）（２）の右辺第二項目の電荷再結合項は、正負電荷が同じ近傍に共存する際に、実験的には生成電荷が量が減少することを説明するために導入されたものである。
【００５２】
上記の物理量のうち、光の吸収係数βおよび再結合係数Ｒは、黒ベタ露光時の表面８電位から実験的なフィッティングを行い算出する。
【００５３】
露光前には、均一に感光体７が帯電していると仮定し、感光体７の表面８の電荷量を算出する。その後上記の式を計算することで、露光後の感光体７上の電荷密度分布を算出する。
【００５４】
その計算手法としては、ｎｐ、ｎｎ、φに関する差分法を採用する。ここで、φは電位をあらわす。電荷の連続の式（１），（２）の時間微分項に対しては時間前進差分を、左辺２項目の移流項に対しては上流差分法を用いる。時間微分項以外は、陰的に評価する完全陰解法を用いる。
【００５５】
【数７】
2004106298.tif 000007
【００５６】
ここでδｔ、ｎ、ｎ＋１はそれぞれ、時間ステップ、計算された現在のステップを示すステップ数、および、次の未来のステップを示すステップ数である。
【００５７】
こうして得られた非線形代数方程式は、２重の反復法を用いて計算する。まず、この３つの式全体は逐次近似法を用いて計算する。この反復の中で、式（５）、式（６）の各式は、時間微分項に現れる以外の変数、例えば式（５）では、ｎｐ以外の量は、既知の反復結果の値を用いて評価し、この式ごと、まず、Ｓｕｃｃｅｓｓｉｖｅ　Ｏｖｅｒ　Ｒｅｌａｘａｔｉｏｎに基づいて計算する。ポアソン方程式（７）は、φについても同様の計算を行う。式全体に関する逐次近似法による残差が指定の値になるまで反復計算する。ここでは指定の値を、φ、ｎｎ、ｎｐそれぞれに指定しており、５×１０−３、１×１０−２、１×１０−２とした。
▲２▼現像電界強度分布算出ステップ
▲１▼の潜像電荷分布算出ステップで得られた感光体７上の潜像電荷分布と、現像条件から現像電界強度分布を算出する。現像スリーブと感光体７とを平行平板で近似し、その間に現像剤（電荷及びトナーを有する）が均一に充填していると仮定する。すなわち、現像剤は平均誘電率をもった均一な誘電層として扱う。ここで平均誘電率は、平均比誘電率と真空の誘電率の積であり、平均比誘電率ε’は、
ε’＝ａ・ε１＋（１−ａ）
で得られる。ここでε１は電荷の比誘電率、ａは現像ニップ中での電荷の占める体積の割合である。現像スリーブ表面が現像バイアス電位、感光体７下面が０Ｖ一定の境界条件、左右の境界は周期境界条件として、ポアソン方程式を解くことで、電位分布が得られる。感光体７の表面８で、
Ｅ＝−ｇｒａｄφ
を解くと、感光体７の表面８の現像電界強度分布が得られる。
【００５８】
図３は、▲１▼の潜像電荷分布算出ステップ及び▲２▼の現像電界強度分布算出ステップで得られた計算結果を示すグラフである。図３（ａ）及び図３（ｂ）は露光後の潜像分布すなわち感光体７の表面８の電荷密度分布を示し、図３（ａ）は主走査方向、図３（ｂ）は副走査方向の分布である。なお実際の感光体７は負帯電が主流であるが、ここでは正帯電での計算を行なっている。（負帯電の場合には縦軸の符号を負に逆転させるだけである。）図３（ｃ）及び図３（ｄ）は▲２▼の現像電界強度分布算出ステップで得られた現像電界強度を示し、図３（ｃ）は主走査方向、図３（ｄ）は副走査方向の分布である。
▲３▼潜像ドット径算出ステップ
上述したように、現像電界強度分布において、ある閾値電界強度つまり臨界現像電界強度以上の領域にトナーが付着することで、感光体７の表面８にトナー画像が形成される。この臨界現像電界強度が分かれば、感光体７上のトナー径、すなわち潜像ドット径が算出可能である。
【００５９】
図４は、現像電界強度と臨界現像電界強度とから、潜像ドット径を算出するためのそれらの関係を示す模式図である。静止ビームの主走査方向径及び副走査方向径は、３０（μｍ）×３０（μｍ）と７０（μｍ）×７０（μｍ）との２条件、臨界現像電界強度２×１０６（Ｖ／ｍ）の場合の、主走査方向の潜像ドット径を算出した様子である。３０（μｍ）×３０（μｍ）静止ビームの場合、主走査方向潜像ドット径は３５（μｍ）、７０（μｍ）×７０（μｍ）静止ビームの場合は、主走査方向潜像ドット径は４５（μｍ）となる。臨界現像電界強度と現像電界強度との交点から潜像ドット径を算出するが、より厳密を求めるのであれば、計算メッシュ間隔に算出されている現像電界強度を１次直線で近似し、その近似式と臨界現像電界強度との交点を解析的に求める方法の方がより望ましい。
【００６０】
潜像ドット径の解像度は計算メッシュの幅に依存し、計算メッシュ幅の１／１０の精度は期待できるが、現実の潜像ドットはそれほどの解像度は必要ないため、次の手順で潜像ドット径を定義した。潜像ドット径を算出するのに必要なメッシュ幅は、電界計算の経験からドット間隔（１２００（ｄｐｉ）であれば２１．１７（μｍ））の１／８以下である。本解析ではドット間隔の１／８で統一し、△ｘ＝△ｙ＝２１．１７（μｍ）／８＝２．６５（μｍ）とした。本ステップの手順で潜像ドット径を有効数字３桁で求め、四捨五入して有効数字２桁に換算した値を、その条件での潜像ドット径とする。
【００６１】
このようにして算出した、感光体７の表面８の潜像ドット径が丸くなる、すなわち、潜像ドットの主走査方向径と副走査方向径とが等しく、かつ所望の潜像ドット径となるような潜像ドットに対応する静止ビームプロファイルと現像条件を決定することにより、高画質な画像が得られる。
【００６２】
そして、紙面上でばらつきが大きく、線幅、ドット径といった量が測定不可能な画像であっても、潜像ドット径といったパラメータで、画像を予測可能となる。１２００（ｄｐｉ）以上の高精細な画像では、１ドット、１ラインといった細かい画像は、潜像の掘り込みが浅く、紙面上で評価が困難であるが、上述した方法によって容易に傾向が予測可能となり、静止ビームプロファイルと画質の関係が得られる。
【００６３】
この潜像ドット径から、静止ビーム径を決定することで、安定した紙面上画像を保証でき、かつ黒ベタ画像が再現可能、ライン画像が途切れず、均一な太さを得ることができる。
【００６４】
【実施例】
図５は静止ビームの副走査方向径を３０（μｍ）で固定して、静止ビームの主走査方向径を変化させて、潜像ドット径を算出した結果を示し、（ａ）は臨界現像電界強度が２．５×１０６（Ｖ／ｍ）の場合の結果を示すグラフ、（ｂ）は臨界現像電界強度が３．０×１０６（Ｖ／ｍ）の場合の結果を示すグラフ、（ｃ）は臨界現像電界強度が３．５×１０６（Ｖ／ｍ）の場合結果を示すグラフ、図６は静止ビームの主走査方向径を３０（μｍ）で固定して、静止ビームの副走査方向径を変化させて、潜像ドット径を算出した結果を示し、（ａ）は臨界現像電界強度が２．５×１０６（Ｖ／ｍ）の場合の結果を示すグラフ、（ｂ）は臨界現像電界強度が３．０×１０６（Ｖ／ｍ）の場合の結果を示すグラフ、（ｃ）は臨界現像電界強度が３．５×１０６（Ｖ／ｍ）の場合結果を示すグラフである。なお、再結合係数Ｒ＝６×１０−１８、光ビームパワー０．２８３ｍＷ（０．２８３ｍＷ／（△ｙ＊Ｖｘ）＝７．００ｍＪ／ｍ２）、波長７８０（ｎｍ）、走査速度Ｖｘ＝１９０９（ｍ／ｓ）（主走査）、Ｖｙ＝０．２８２（ｍ／ｓ）（副走査）、１２００（ｄｐｉ）（△ｙ＝２１（μｍ））で計算を行った。また感光体７の厚さ２８（μｍ）、比誘電率２．８、吸収係数β＝０．７である。電荷輸送層１６での電荷移動度μｐ，μｎ、電荷輸送層１６での量子効率ηは以下の通りである。
【００６５】
【数８】
2004106298.tif 000008
【００６６】
これは電荷輸送層１６の構成分子として、低分子ドナーＤ６８１、ポリカーボネイト、可塑剤ＴＷ２５７を、重量比６．５：１０：０．５で混合させたものを用い、電荷生成層１５構成分子がＴｉＯＰｃ（チタニルフタロシアニン）である感光体７を想定している。ここで、図７に低分子ドナーＤ６８１の構成を示し、図８に可塑剤ＴＷ２５７の構成を示す。移動度はＴＯＦ法を用いて測定を行う。ＴＯＦ法におけるトランジットタイムは、パルス露光を与えたときの表面８の電位の過渡減衰特性から算出し、以下の手順にしたがって測定した。
▲１▼３３（ｍｓ）の露光時間で１ｓ後に８００（Ｖ）から１００（Ｖ）に光減衰する光量を用いて８００（Ｖ）に帯電した感光体７に露光を行う。
▲２▼１５０（Ｖ）に達した時間から露光時間３３（ｍｓ）を差し引いた値を、トランジットタイムｔｒと定義する。
【００６７】
トランジットタイムは、感光体７の感光層１７の厚さの影響をうけるため、感光層１７の厚さに依存しない物性値である移動度で評価する。このトランジットタイムを、露光前帯電電位を変えて測定し、電界強度依存性を得て、
【数９】
2004106298.tif 000009
に当てはめて比例定数１、２を求めたものが、上記移動度である。
【００６８】
この低分子電荷輸送材とバインダー高分子からなる電荷輸送層１６の移動度は、電荷輸送材料の含有率で変化するため、感光体７によって異なる値となる。
【００６９】
量子効率ηは感光層１７の厚さに依存しない物理量であり、電荷生成効率（光電変換の量子効率）を表すものである。量子効率ηは単色光（単位時間あたりのエネルギーＪ）を露光した際の過渡減衰特性と、感光体静電容量Ｃから、
【数１０】
2004106298.tif 000010
で求まり、電界依存性の式、η＝αＥｎにフィッティングして算出する。
【００７０】
図６から、静止ビームの（主×副）径が３０（μｍ）×４０（μｍ）の場合には、臨界現像電界強度がいくつであっても、感光体７の表面８の潜像ドットの主方向径及副走査方向径がともに同じ大きさになることが判明した。臨界現像電界強度の変動は、各画像形成プロセス条件の変動や、現像剤特性変動、経時変動に対応している。これより、各画像形成プロセス条件の変動や、現像剤特性変動、経時変動が発生しても、３０（μｍ）×４０（μｍ）の静止ビームでは、かならず感光体７上の潜像ドットが円形であり、楕円にならないことを示している。
【００７１】
次にこの潜像ドット径と実際の画像との対応について説明する。計算と同様の条件で１ドットを形成し、計算と実験の比較を行った。実際の感光体７の表面８のドット画像は、従来技術で説明したように、例えば図１２の通りであり、ドット径を得るのは困難である。現像バイアスを変えてドット画像を撮影し、画像を２値化して、トナーの存在する面積Ｓの平均値を算出し、
Ｓ＝４πｒ２
から、円換算ドット径を算出したものを表１に示す。また、臨界現像電界強度Ｅｔｈ＝３×１０６（Ｖ／ｍ）時の潜像ドット径を、表１に示す。潜像ドット径が実際の画像の円換算ドット径とよい一致を示している。これにより、本発明で用いている潜像ドット径が、感光体７の表面８上のトナー画像を評価するパラメータとして用いることが可能であることが判明した。
【００７２】
【表１】
2004106298.tif 000011
【００７３】
静止ビームの主副径を変化させて、紙面上の黒ベタ、斜めライン、縦ライン画像を観察した結果を表２に示す。現像条件は黒ベタの主副比（ＩＤ）＝１．０が確保できる現像バイアスとした。ここで主副比は、主方向幅／副方向幅である。
【００７４】
【表２】
2004106298.tif 000012
【００７５】
表２より、検討した静止ビーム径においては、全ての画像で良好な結果が得られる静止ビームの主査方向径及び副走査方向径は、
（３０（μｍ）×４０（μｍ））、（５０（μｍ）×６０（μｍ））
であることがわかる。ここで、上述したように、図５は各静止ビーム径で、Ｅｔｈ＝２．５×１０６（Ｖ／ｍ）、３．０×１０６（Ｖ／ｍ）、３．５×１０６（Ｖ／ｍ）時の潜像ドット径を算出した結果である。これをまとめると、表３となる。静止ビームの主副径（３０（μｍ）×４０（μｍ））の場合には、潜像ドットの主副径がともに同じであり、それ以外は潜像ドットの主副径が異なっていることがわかる。また静止ビーム径が太めの場合の、同様の計算結果を表４に示す。静止ビームの主副径（５０（μｍ）×６０（μｍ））の場合には、潜像ドットの主副径がともに同じであり、それ以外は潜像ドットの主副径が異なっていることがわかる。
【００７６】
以上より、潜像ドットの主副径がともに同じ値をとる場合のみ、良好な画像が得られることが判明した。
【００７７】
【表３】
2004106298.tif 000013
【００７８】
【表４】
2004106298.tif 000014
【００７９】
ここで、臨界現像電界強度Ｅｔｈは、現像条件や現像剤特性で決まる値である。静止ビームの主副径を（３０（μｍ）×４０（μｍ））固定で、トナー帯電量を−１０（μＣ／ｇ）〜−３５（μＣ／ｇ）と変えて画像を観察したところ、表５に示す結果が得られた。一方、円換算ドット面積から、同じ潜像ドット面積を得る臨界現像電界強度Ｅｔｈを算出した結果を、表５の右欄に列記する。これより、臨界現像電界強度Ｅｔｈが１．０×１０６（Ｖ／ｍ）以下では地汚れが発生しやすく、臨界現像電界強度Ｅｔｈが４．５×１０６（Ｖ／ｍ）以上では画像濃度にムラは多くなることがわかる。よって臨界現像電界強度Ｅｔｈは、１．５×１０６（Ｖ／ｍ）〜４．０×１０６（Ｖ／ｍ）の範囲であることが望ましいと言える。
【００８０】
【表５】
2004106298.tif 000015
【００８１】
次に現像バイアスを変えて画像を観察したところ、表６に示す結果が得られた。一方、円換算ドット面積から、同じ潜像ドット面積を得る臨界現像電界強度Ｅｔｈを算出した結果も表６に示す。これらより、臨界現像電界強度Ｅｔｈが１．０×１０６（Ｖ／ｍ）以下では細線が太くなり解像度が低下する。場合によっては地汚れが発生することがわかる。臨界現像電界強度Ｅｔｈが４．５×１０６（Ｖ／ｍ）以上では、現像能力不足であることがわかる。よって臨界現像電界強度Ｅｔｈは、１．５×１０６（Ｖ／ｍ）〜４．０×１０６（Ｖ／ｍ）の範囲であることが望ましいと言える。
【００８２】
【表６】
2004106298.tif 000016
【００８３】
図９は、画像形成装置での画像評価項目の一つである粒状度と、紙面上の１ドット面積変動量（標準偏差）との関係を示すグラフである。たとえば粒状度０．２を達成するためには△Ｓ＝２００（μｍ２）、０．１だと△Ｓ＝１５０（μｍ２）以下のドット面積変動量（標準偏差）が必要であることを示している。
【００８４】
一方、図１０は、粒状度の異なるさまざまな画像サンプルでの画質満足度調査を行った結果を示すグラフである。これより大部分の被験者の満足を得るには、粒状度０．２以下、できれば０．１以下が望ましいということがわかる。図９、図１０から△Ｓ＝２００（μｍ２）以下が必要と判断される。
【００８５】
１ドット面積が変動するのは、潜像ドット算出時の臨界現像電界強度が変動するためと考えられる。上述したような検討で、主副径（３０（μｍ）×４０（μｍ））の静止ビーム及び静止ビームの主副径（５０（μｍ）×６０（μｍ））の静止ビームにて丸い潜像ドットが得られることが判明したので、ここでは、これらの２つの静止ビーム径を中心に説明を行なう。
【００８６】
主副径（３０（μｍ）×４０（μｍ））の静止ビーム及び主副径（５０（μｍ）×６０（μｍ））の静止ビームにおいて、臨界現像電界強度Ｅｔｈを変えた際の潜像ドット面積の変動量を算出した結果を図１１に示す。これより、主副径（３０（μｍ）×４０（μｍ））の静止ビームでは、±△Ｓ＝１５０（μｍ２）で±△Ｅ＝３．０×１０５（Ｖ／ｍ）、±△Ｓ＝２００（μｍ）で±△Ｅ＝４．０×１０５（Ｖ／ｍ）以下の、臨界現像電界強度変動となる。主副径（５０（μｍ）×６０（μｍ））では、±△Ｓ＝１５０（μｍ２）で±△Ｅ＝１．５×１０５（Ｖ／ｍ）、±△Ｓ＝１９０（μｍ２）で±△Ｅ＝２．０×１０５（Ｖ／ｍ）以下となる。別の検討結果で、経時での特性値ばらつきを臨界現像電界強度Ｅｔｈに換算した際の変動量は、±△Ｅ＝３×１０５（Ｖ／ｍ）〜５×１０５（Ｖ／ｍ）、特に小粒径の重合トナー（直径７（μｍ）以下）では、径や帯電量分布がシャープになるため、±△Ｅ＝３×１０５（Ｖ／ｍ）となることが判明しており、この範囲内で潜像ドット面積変動量が十分に小さいことが高画質には必要と考えられる。
【００８７】
前述の検討より、３０（μｍ）潜像ドット径を得るためには、主副径（３０（μｍ）×４０（μｍ））の静止ビームでは臨界現像電界強度Ｅｔｈ＝２．７５×１０６（Ｖ／ｍ）、主副径（５０（μｍ）×６０（μｍ））の静止ビームではＥｔｈ＝２．５×１０６（Ｖ／ｍ）となる。±△Ｅ＝３×１０５（Ｖ／ｍ）での潜像ドット面積変動量は、主副径（３０（μｍ）×４０（μｍ））の静止ビームでは△Ｓ＝±１５０（μｍ２）、主副径（５０（μｍ）×６０（μｍ））の静止ビームでは△Ｓ＝±３００（μｍ２）となり、主副径（３０（μｍ）×４０（μｍ））の静止ビームでは±△Ｓ＝２００（μｍ２）以下を達成しているが、主副径（５０（μｍ）×６０（μｍ））の静止ビームでは未達であることがわかる。すなわち主副径（３０（μｍ）×４０（μｍ））の静止ビームでは、経時で特性値がばらついても粒状度が０．２位以下を達成可能であるが、主副径（５０（μｍ）×６０（μｍ））の静止ビームではそこまでの高画質は望めないことになる。
【００８８】
次に主副径（３０（μｍ）×４０（μｍ））の静止ビームと主副径（５０（μｍ）×６０（μｍ））の静止ビームにて、１ドット画像サンプルから１ドット面積Ｓ（平均）と変動量△Ｓを算出すると、それぞれＳ＝１９１５（μｍ２）、△Ｓ＝１９０（μｍ２）とＳ＝２９００（μｍ２）、△Ｓ＝３８０（μｍ２）となった。次に画像評価用標準サンプルから明度４０〜８０での粒状度平均値を求めたところ、主副径（３０（μｍ）×４０（μｍ））の静止ビームでは０．２１、主副径（５０（μｍ）×６０（μｍ））の静止ビームでは０．４４となり、潜像ドット変動量から予測した傾向と一致することが確認された。
【００８９】
ここで、電荷輸送層１６の構成、電荷生成層１５の構成、走査速度、電荷輸送層１６での電荷移動度μｐ，μｎ、電荷生成層１５での量子効率などの条件が変わると、最適な静止ビーム径も変化する。特に移動速度や量子効率が変わると、生成電荷間のクーロン反発力による画像ボケ、正負電荷再結合の影響を受ける。電荷輸送層１６の材料を変更すると、移動度が変化するため、主走査方向及び副走査方向のドット広がりの影響を受ける。しかしながら、上述したような計算を行うことによって、最適ビーム径を容易に得ることが可能となり、容易に高画質化が達成できる。
【００９０】
また移動度は感光体７の厚さにも影響を受けるが、今回対象とした移動度においては、感光体７の厚さ１０（μｍ）以上では潜像ドット径に大きな差が見られなかった。これは、クーロン反発力による電荷の拡散が電荷生成層１５近傍で起こっていることを示している。よって、実用的な感光体７の厚さ３５（μｍ）〜１５（μｍ）の範囲では、潜像ドット径に対する感光体７の厚さの影響はないと判断される。
【００９１】
露光ビームの走査速度の影響が懸念されるため、Ｖｘ，Ｖｙの影響を調べ結果を述べる。移動速度Ｖｘ、Ｖｙを±５（％）、±７．５（％）、±１０（％）、±１２．５（％）と変えて潜像ドット径を計算したところ、±１０（％）までは丸いドットが形成されたが、±１２．５（％）以上になると潜像ドットが楕円となり、表２から、画像に悪影響があると予想される。よって本実施例での静止ビーム径で高画質を達成できるのは、Ｖｘ＝１９０９（ｍ／ｓ）±１９（ｍ／ｓ）、すなわち、１８９０（ｍ／ｓ）〜１９２８（ｍ／ｓ）、Ｖｙ＝０．２８２（ｍ／ｓ）±０．０２８（ｍ／ｓ）、すなわち０．２５３８（ｍ／ｓ）〜０．３１０２（ｍ／ｓ）の範囲となる。
【００９２】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、露光部が出射する光ビームにより像担持体を露光してその像担持体の表面にトナーを誘引する電界を付与して静電潜像を形成し、この静電潜像を前記トナーで現像し現像したトナー像を記録材に転写する電子写真方式の画像形成装置において、前記静電潜像は、前記像担持体の前記表面の電界強度分布において前記像担持体の前記表面に前記トナーが付着する電界強度の閾値である臨界現像電界強度以上の電界強度領域で形成される潜像ドットにより構成され、前記露光部は、前記潜像ドットの主走査方向径と副走査方向径とが略同じになるように前記像担持体に前記光ビームを露光することにより、潜像ドットの主走査方向径及び副走査方向径が略同じであり、その潜像ドットのトナー像が記録材に転写されるので、記録材上に略円形状のドットを形成することができる。これにより、高画質な画像を実現することができる。また、画像形成の各プロセス条件が変動した場合、現像剤特性が変動した場合、現像剤が経時劣化した場合などにも、潜像ドットの主走査方向径及び副走査方向径のバランスが変動せず、常に安定したドットを記録材に形成することができる。
【００９３】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の画像形成装置において、前記像担持体は、電荷を生成する電荷生成層と電荷を輸送する電荷輸送層とを有することにより、電荷生成層により電荷を生成することができ、電荷を電荷輸送層中で輸送することができる。
【００９４】
請求項３記載の発明によれば、請求項２記載の画像形成装置において、前記像担持体特性と前記像担持体の内部の電荷の拡散と再結合とを考慮して、前記露光部による露光後の前記像担持体の表面の電荷密度を算出し、その算出した結果を基に前記臨界現像電界強度を算出し、前記臨界現像電界強度以上の電界強度を有する電界強度領域に前記トナーが付着すると仮定して前記潜像ドットの主走査方向径と副走査方向径とを算出する潜像形成シミュレータによって、前記光ビームは、この光ビームによって形成される前記潜像ドットの主走査方向径と副走査方向径とが略同じとなるように算出されることにより、像担持体特性と像担持体の内部の電荷の拡散と再結合とを考慮した潜像形成シミュレータによって、光ビームによって形成される前記潜像ドットの主走査方向径と副走査方向径とが略同じとなるということを確認することができる。また、この潜像形成シミュレータを用いることにより、像担持体特性と像担持体の内部の電荷の拡散と再結合とを考慮して、露光後の像担持体上の潜像分布を計算することができる。
【００９５】
請求項４記載の発明によれば、請求項３記載の画像形成装置において、前記潜像形成シミュレータは、以下の式（１）〜式（３）を用いることにより前記像担持体特性と前記像担持体の内部の電荷の拡散と再結合とを考慮することにより、従来は、像担持体と像担持体の内部の電荷の拡散と再結合とを考慮して像担持体の表面の潜像分布を測定することが困難であったが、潜像形成シミュレータは、像担持体特性と像担持体の内部の電荷の拡散と再結合とを考慮して、像担持体の表面の潜像分布を予測することができる。これによって、潜像ドット径を予測することができる。
【数１１】
2004106298.tif 000017
ここで、　ｎｐ：正電荷個数密度
ｎｎ：負電荷個数密度
μｐ：正電荷の移動度
μｎ：負電荷の移動度
Ｅ：電界強度
Γ：単位時間あたりの電荷の生成量
Ｒ：電荷の単位時間あたりの再結合係数
ε：誘電率
ｅ：電荷素量
である。
【００９６】
請求項５記載の発明によれば、請求項１，２，３又は４記載の画像形成装置において、前記臨界現像電界強度は、１．５×１０６（Ｖ／ｍ）〜４．０×１０６（Ｖ／ｍ）の範囲であることにより、記録材へトナーを十分に付着させることができ、また、記録材での画像濃度を均一にすることができる。これにより、高画質な画像を実現することができる。
【００９７】
請求項６記載の発明によれば、請求項１，２，３，４又は５記載の画像形成装置において、前記潜像ドットの主走査方向径及び副走査方向径は、前記露光部の露光による前記像担持体への主走査方向及び副走査方向へのそれぞれの書き込み密度Ｘ（ｄｐｉ）において、１（ｉｎｃｈ）／Ｘ（ｍ）の１．４１４倍以上であることにより、潜像ドット同士間に隙間がない状態とすることができ、これによりに記録材上にドット同士間に隙間がない状態で画像を形成することができる。これにより、黒ベタ画像を作成する際には、像担持体の表面を隙間なくトナー像で埋め尽くすことができ、これを記録材に転写することにより、高画質で十分な画像濃度の黒ベタ画像を作成することができる。また、直線及び斜めライン画像を作成する際にも、ライン画像が途切れず、均一な太さの高画質なライン画像を作成することができる。
【００９８】
請求項７記載の発明によれば、請求項１，２，３，４，５又は６記載の画像形成装置において、前記臨界現像電界強度が３×１０５（Ｖ／ｍ）だけ変動した際の前記潜像ドットの面積の変動量が１９０（μｍ２）以下であることにより、トナーを含む現像剤特性のバラツキや現像剤の経時劣化の影響を抑えることができる。
【００９９】
請求項８記載の発明によれば、請求項２，３，４，５，６又は７記載の画像形成装置において、前記像担持体は、前記輸送層での正電荷及び負電荷の移動度をそれぞれμｐ、μｎ、前記電荷生成層での量子効率をη、前記像担持体の内部での電界強度をＥ、としたとき、
【数１２】
2004106298.tif 000018
の関係を満たし、前記露光部の主走査方向への走査速度は、１８９０（ｍ／ｓ）〜１９２８（ｍ／ｓ）であり、前記露光部の副走査方向への走査速度は、０．２５３８（ｍ／ｓ）〜０．３１０２（ｍ／ｓ）であり、前記露光部の露光による前記像担持体への主走査方向及び副走査方向へのそれぞれの書き込み密度は、ともに１２００（ｄｐｉ）であり、前記像担持体の前記表面での前記光ビームの径をその光ビームのピーク光強度の１／ｅ２倍以上となる領域の外径としたときの前記光ビームの主走査方向径が３０（μｍ）、副走査方向径が４０（μｍ）であることにより、このような条件により記録材に画像を形成することにより、高画質な画像を形成することができる。
【０１００】
請求項９記載の発明によれば、請求項２，３，４，５，６、７又は８記載の画像形成装置において、前記電荷輸送層は、低分子ドナー、ポリカーボネイト及び可塑剤を含む構成であり、前記電荷生成層は、ＴｉＯＰｃを含む構成であることにより、電荷輸送層が低分子ドナー、ポリカーボネイト及び可塑剤を含む構成であり、電荷生成層がＴｉＯＰｃを含む構成の像担持体を有する画像形成装置において、請求項２，３，４，５，６，７又は８記載の発明と同じ作用効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態のプリンタを概略的に示す縦断側面図である。
【図２】感光体を示す断面図である。
【図３】潜像電荷分布算出ステップ及び現像電界強度分布算出ステップで得られた計算結果を示し、（ａ）は感光体の主走査方向の表面電荷密度分布を示すグラフ、（ｂ）は感光体の副走査方向の表面電荷密度分布を示すグラフ、（ｃ）は現像電界強度分布算出ステップで得られた主走査方向の現像電界強度を示すグラフ、（ｄ）は現像電界強度分布算出ステップで得られた副走査方向の現像電界強度を示すグラフである。
【図４】現像電界強度と臨界現像電界強度とから、潜像ドット径を算出するためのそれらの関係を示す模式図である。
【図５】静止ビームの副走査方向径を３０（μｍ）で固定して、静止ビームの主走査方向径を変化させて、潜像ドット径を算出した結果を示し、（ａ）は臨界現像電界強度が２．５×１０６（Ｖ／ｍ）の場合の結果を示すグラフ、（ｂ）は臨界現像電界強度が３．０×１０６（Ｖ／ｍ）の場合の結果を示すグラフ、（ｃ）は臨界現像電界強度が３．５×１０６（Ｖ／ｍ）の場合結果を示すグラフである。
【図６】静止ビームの主走査方向径を３０（μｍ）で固定して、静止ビームの副走査方向径を変化させて、潜像ドット径を算出した結果を示し、（ａ）は臨界現像電界強度が２．５×１０６（Ｖ／ｍ）の場合の結果を示すグラフ、（ｂ）は臨界現像電界強度が３．０×１０６（Ｖ／ｍ）の場合の結果を示すグラフ、（ｃ）は臨界現像電界強度が３．５×１０６（Ｖ／ｍ）の場合結果を示すグラフである。
【図７】低分子ドナーＤ６８１の構成を示す模式図である。
【図８】可塑剤ＴＷ２５７の構成を示す模式図である。
【図９】粒状度と、紙面上の１ドット面積変動量（標準偏差）との関係を示すグラフである。
【図１０】粒状度の異なるさまざまな画像サンプルでの画質満足度調査を行った結果を示すグラフである。
【図１１】主副径（３０（μｍ）×４０（μｍ））の静止ビーム及び主副径（５０（μｍ）×６０（μｍ））の静止ビームにおいて、臨界現像電界強度を変えた際の潜像ドット面積の変動量を算出した結果を示すグラフである。
【図１２】紙面上のドット形状の画像例を示す模式図である。
【符号の説明】
１　　　プリンタ（画像形成装置）
７　　　感光体（像担持体）
８　　　表面
１０　　露光部
１５　　電荷生成層
１６　　電荷輸送層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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