(57)【要約】【課題】  高解像度化が進むに従い小径化されていくと予想されるビームスポット径に対し、充分な粒状性が得られる適正なビームスポット径と現像剤中トナー帯電量分布の関係を規定した画像形成装置を提供する。【解決手段】  この作像部１００は、静電潜像担持体である感光体ドラム１と、感光体ドラム１の表面を一様に帯電させるためのスコロトロンなどの帯電装置２と、後述する露光装置３よりの露光光によって形成されたドラム表面の潜像に帯電トナーを付着することでトナー像を形成する現像装置４と、形成されたドラム上のトナー像を担持する中間転写装置５と、ドラム上の残留トナーを除去するためのクリーニング装置６とを備えて構成される。【選択図】  図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像を担持する感光体と、該感光体表面を一様に帯電する帯電手段と、前記感光体上に画像情報に基づいて静電潜像を形成するための露光手段と、前記感光体上の静電潜像と同極性のトナーによりトナー像を形成する現像手段と、転写されたトナー像を担持する中間転写体と、該中間転写体上に前記トナー像を転写する第１の転写手段と、前記中間転写体上に転写されたトナー像を記録媒体に転写する第２の転写手段と、を備えた画像形成装置において、
前記中間転写体として体積抵抗率が１０10Ωｃｍ以上である高抵抗層を用いると共に、前記第２の転写手段により前記中間転写体の裏面からトナー帯電極性と同極性のバイアスを印加して前記記録媒体上にトナー像を転写することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記露光手段に使用されるビームスポット径をω［μｍ］、初期現像剤中のトナー平均帯電量をＡｖｅ．（Ｑ／Ｍ）［μＣ／ｇ］、トナー帯電量分布幅をΔ（Ｑ／Ｍ）［μＣ／ｇ］としたとき、
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の関係を満足するようなビームスポット径と初期現像剤を用いることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記現像手段を構成する磁石ローラ体の主磁石と主磁極磁力形成補助磁石との位置関係は、前記主磁石の両側にある前記主磁極磁力形成補助磁石による挟角を３０°以下に形成し、更に前記主磁極磁力形成補助磁石と当該補助磁石の外側にある磁石とによる変極点の挟角を１２０°以下にすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関し、さらに詳しくは、充分なトナーの粒状性を得るためのビームスポット径とトナー帯電量分布の関係に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスを用いて感光体上に形成した複数色のトナー像を中間転写体上に重ねあわせて形成し、中間転写体上のトナー像を記録媒体に転写することでカラー画像を得る画像形成装置において、感光体から中間転写体上に１次転写したトナー像の周辺にトナーが飛び散る所謂、「転写チリ」による画像の乱れが問題となっている。
この転写チリの原因として、転写ニップ部近傍における感光体と中間転写体との放電が影響していると考えられている。そこで転写チリの発生を防止する対策として、従来例として特開２００２−２１４９３１公報、特開２００２−２１４９３２公報、特開２００２−２１４９３９公報、特開２００２−２１４９４２公報には、以下のような対策法が開示されている。
その一つは、体積抵抗率が１０10Ωｃｍ以上の高抵抗層を有する中間転写体を用いることで、感光体から中間転写体への１次転写の際に放電が発生せず、トナー像からトナーが飛び散らないようにすることができ、感光体上のトナー像に忠実な中間転写体上の画像が形成できるようになる。また、第２の転写手段として、中間転写体の裏面からトナー帯電極性と同極性のバイアスを印加し、記録媒体上に転写することにより、中間転写体から記録媒体への２次転写の際にも放電が発生せずトナー像からトナーが飛び散らないようにすることができ、感光体上のトナー像に忠実な転写紙上の画像が形成できるようになる。
このように従来の転写では、感光体上のドット変動量より転写部での画像の乱れや画像チリ等による変動が大きかった。しかしながら、中間転写体を高抵抗にすることにより画像チリが低減して感光体上のトナー像を忠実に再現するため、感光体上のドットバラツキによる粒状性の悪化が顕著になってきた。
一方、電子写真を用いた画像形成装置の普及に伴い、解像度や階調性に対する要求が高まってきている。しかし、解像度が高くなりそれに伴って画素密度が高くなると、ビームスポット径に対して画素が相対的に小さくなるため、十分な階調性が得られない問題がある。この問題に対し、ビームスポット径を規定する対処法がいくつか開示されている。例えば、特開２００２−２３４６９公報においては、画素ピッチＤｐに対し、ビームスポット径Ｄｂが０．８Ｄｐ＜Ｄｂ＜３Ｄｐとすることで高い階調性を得ている。
【特許文献１】特開２００２−２１４９３１公報
【特許文献２】特開２００２−２１４９３２公報
【特許文献３】特開２００２−２１４９３９公報
【特許文献４】特開２００２−２１４９４２公報
【特許文献５】特開２００２−２３４６９公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記に開示されているいずれの方法も粒状性に対し考察しているものは無い。そして、ほとんどの方法で従来のビームスポット径よりも小さくする方法で対処を行っている。
また転写部の画像チリが低減し感光体上のドットバラツキによる粒状性悪化の大きな原因の一つに、現像剤中のトナー帯電量分布のバラツキがある。更に、ビームスポット径を小さくすると粒状性が悪化することがわかった。
本発明は、かかる課題に鑑み、高解像度化が進むに従い小径化されていくと予想されるビームスポット径に対し、充分な粒状性が得られる適正なビームスポット径と現像剤中トナー帯電量分布の関係を規定した画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明はかかる課題を解決するために、請求項１は、静電潜像を担持する感光体と、該感光体表面を一様に帯電する帯電手段と、前記感光体上に画像情報に基づいて静電潜像を形成するための露光手段と、前記感光体上の静電潜像と同極性のトナーによりトナー像を形成する現像手段と、転写されたトナー像を担持する中間転写体と、該中間転写体上に前記トナー像を転写する第１の転写手段と、前記中間転写体上に転写されたトナー像を記録媒体に転写する第２の転写手段と、を備えた画像形成装置において、前記中間転写体として体積抵抗率が１０１０Ωｃｍ以上である高抵抗層を用いると共に、前記第２の転写手段により前記中間転写体の裏面からトナー帯電極性と同極性のバイアスを印加して前記記録媒体上にトナー像を転写することを特徴とする。
中間転写ベルトは、トナー担持面側の表層（高抵抗層）と、内部の中間層（高抵抗層）と、内側のベース層とを有している。各層は、ＰＶＤＦ（ポリふっ化ビニリデン）が基体材料として用いられ、適宜導電剤等の添加剤が分散されて作製されている。上記表層の厚さ及び体積抵抗率ρｖはそれぞれ約１μｍ及び１０10〜１０16Ωｃｍであり、中間層の厚さ及び体積抵抗率ρｖはそれぞれ約７５μｍ及び１０10〜１０16Ωｃｍであり、ベース層の厚さ及び体積抵抗率ρｖはそれぞれ約７５μｍ及び１０8〜１０11Ωｃｍである。この中間転写ベルトの電気抵抗は、各層における導電剤の分散量や厚みで調整される。なお、中間転写ベルトは、上記材料及び形状のものに限定されるものではなく、少なくとも体積抵抗率が１０10Ωｃｍ以上の高抵抗層を有しているものであればよい。また、第２の転写手段として、中間転写体の裏面からトナー帯電極性と同極性のバイアス、つまり本実施形態において負極性のバイアスを印加し、記録媒体上に転写する。
かかる発明によれば、中間転写体として体積抵抗率が１０10Ωｃｍ以上である高抵抗層を用いると共に、第２の転写手段により中間転写体の裏面からトナー帯電極性と同極性のバイアスを印加して記録媒体上にトナー像を転写するので、感光体から中間転写体への１次転写の際に放電が発生せず、また中間転写体から記録媒体への２次転写の際にも放電が発生せず、トナー像からトナーが飛び散らないようにすることができ、感光体上のトナー像に忠実な転写紙上の画像が形成することができる。
【０００５】
請求項２は、前記露光手段に使用されるビームスポット径をω［μｍ］、初期現像剤中のトナー平均帯電量をＡｖｅ．（Ｑ／Ｍ）［μＣ／ｇ］、トナー帯電量分布幅をΔ（Ｑ／Ｍ）［μＣ／ｇ］としたとき、
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の関係を満足するようなビームスポット径と初期現像剤を用いることを特徴とする。
粒状度０．２を達成するΔＩＤの条件つまりΔＩＤ＜２．２×１０-4としたときの前記近似式は、ビームスポット径に対し整理をすると下記の式（Ａ）となる。
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つまり、式（Ａ）の関係を満たすビームスポット径と現像剤を用いることによって、充分な粒状性をえられる画像を形成することができる。しかし、現像剤は経時で劣化していき、初期現像剤において前記関係式を満たしたとしても、経時でも満たせるとは限らない。そこで、経時劣化した現像剤で実験を行い、初期現像剤より求めた前記関係式との対応を調べた結果、３割条件をきつくすることで、経時劣化した現像剤においても粒状度０．２が達成できることがわかった。即ち、式（Ｂ）を満たすような、初期現像剤とビームスポット径を用いることによって、経時劣化した現像剤においても充分な粒状性を得られる画像を形成することができる。
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かかる発明によれば、画像チリを低減した画像形成方法において、初期現像剤と静止ビームスポット径の条件を規定することができ、経時で現像剤が劣化しても高画質な画像を形成することができる。
【０００６】
請求項３は、前記現像手段を構成する磁石ローラ体の主磁石と主磁極磁力形成補助磁石との位置関係は、前記主磁石の両側にある前記主磁極磁力形成補助磁石による挟角を３０°以下に形成し、更に前記主磁極磁力形成補助磁石と当該補助磁石の外側にある磁石とによる変極点の挟角を１２０°以下にすることを特徴とする。
主磁石の両側にある主磁極磁力形成補助磁石による挟角を３０°以下に形成する。例えば、主磁極での半値幅を１６°に設定するために当該挟角は２５°とし、更に主磁極磁力形成補助磁石と当該補助磁石の外側にある磁石とによる変極点（０ｍＴ：磁力がＮ極からＳ極、Ｓ極からＮ極に変わる点）の挟角を１２０°以下にすることにより、主磁極での磁気ブラシが感光体に接触して現像するやり方では、現像ニップが現像剤粒径以上で２ｍｍ以下となり、後端白抜けがなく、横細線や１ドットのように小さい画像であっても十分に形成することができる。
かかる発明によれば、現像手段を構成する磁石ローラ体の主磁石と主磁極磁力形成補助磁石との位置関係は、主磁石の両側にある主磁極磁力形成補助磁石による挟角を３０°以下に形成し、更に主磁極磁力形成補助磁石と当該補助磁石の外側にある磁石とによる変極点の挟角を１２０°以下にするので、後端白抜けがなく、横細線や１ドットのように小さい画像であっても十分に形成することができる。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１の発明によれば、中間転写体として体積抵抗率が１０10Ωｃｍ以上である高抵抗層を用いると共に、第２の転写手段により中間転写体の裏面からトナー帯電極性と同極性のバイアスを印加して記録媒体上にトナー像を転写するので、感光体から中間転写体への１次転写の際に放電が発生せず、また中間転写体から記録媒体への２次転写の際にも放電が発生せず、トナー像からトナーが飛び散らないようにすることができ、感光体上のトナー像に忠実な転写紙上の画像が形成することができる。
また請求項２では、画像チリを低減した画像形成方法において、初期現像剤と静止ビームスポット径の条件を規定することができ、経時で現像剤が劣化しても高画質な画像を形成することができる。
また請求項３では、現像手段を構成する磁石ローラ体の主磁石と主磁極磁力形成補助磁石との位置関係は、主磁石の両側にある主磁極磁力形成補助磁石による挟角を３０°以下に形成し、更に主磁極磁力形成補助磁石と当該補助磁石の外側にある磁石とによる変極点の挟角を１２０°以下にするので、後端白抜けがなく、横細線や１ドットのように小さい画像であっても十分に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
まず、本発明の基本的な考え方について説明する。従来の転写では、感光体上のドット変動量よりも転写部での画像の乱れや画像チリ等による変動が大きかった。しかし、中間転写体を高抵抗にして感光体と中間転写部での放電発生を抑制することで、転写部での画像の乱れおよび画像チリが低減される。また第２の転写手段として、中間転写体の裏面からトナー帯電極性と同極性のバイアスを印加し、中間転写体と記録媒体での放電発生を抑制して記録媒体上に転写しているため、中間転写上、および記録媒体上の転写チリが低減し、感光体上のトナー像を忠実に記録媒体上に再現することが可能となる。即ち、感光体上のドット変動量が画像にセンシティブに影響することになり、感光体上でのドット変動量のバラツキによる粒状性の悪化が顕著になってきた。そこで粒状性向上を目的として、感光体上トナー像のバラツキを防止するために、露光ビームスポット径を変化させて潜像のプロファイルを変え検討を行った。
【０００９】
本発明では感光体上の詳細な電位分布の計測が困難なことから、潜像のプロファイルとして感光体上の電荷密度分布、電界強度分布、感光体上のトナー付着量を計算により算出して比較検討を行った。条件は、書き込み密度１２００ｄｐｉ、発光波長：７８０ｎｍ、静止ビームスポット径（主走査、副走査）：１５〜７０μｍ間で可変（ビームスポット径とは最大ビーム強度の１／ｅ2径とする。）、感光体量子効率：η＝２．８×１０-5×Ｅ0.5933、感光体吸収係数：０．７、感光体膜厚：２８μｍ、必要露光エネルギー：Ｐ０＝７ｅｒｇ／ｃｍ2、露光手段：走査型レーザービーム、感光体線速：Ｖｐ＝０．２４０ｍ／ｓ、走査スキャンスピード：１９０９ｍ／ｓ、初期帯電電位：−６５０Ｖ、トナー径：ｒ＝６．８μｍ、キャリア径：Ｒ＝５５μｍ、感光体／現像スリーブ線速の比：Ｖｐ／Ｖｒ＝１．５、付着量合わせ込みパラメータ：ｋ＝５．８７Ｅ＋７とする。
また算出方法は以下の３ステップからなる。
【００１０】
（第１ステップ）潜像電荷分布算出
露光後の感光体上の潜像電荷分布を算出する。感光体内部のキャリア（電荷）の動きは、キャリア間のクーロン反発力、キャリア同士の再結合、感光体内部でのキャリアの移動度の影響をうけるため、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により計算および解析を行った。解析に用いた物理モデルは、（１）ガウシアンレーザービームによる露光量計算、（２）電荷キャリアの生成とその輸送過程の計算からなる。
露光量計算は、静止ビーム単体の露光量分布を
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と近似し、Ｘ方向に点燈時間での移動距離（Ｖｘ＊点燈時間）分だけ積分することで算出する。
【００１１】
図２はＯＰＣにおける（２）の電荷キャリア生成とその輸送の概念図を示す図である。その過程は次に示す正負キャリアの連続の式とＰｏｉｓｓｏｎ方程式によって支配される。
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ここでｎ、μ、Ｅ、Γ、ｒ、ε、ｅはそれぞれ、キャリアの個数密度、移動度、電界強度、単位時間あたりのキャリアの生成量、キャリアの単位時間あたりの再結合係数、誘電率、および電荷素量を示す。また添え字ｐ、ｎは、それぞれ正負キャリアを示す。
また電荷キャリアは、ＣＧＬ層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、キャリア生成量Γは、入射光強度Ｆ、量子効率η、ＣＧＬ層の厚さｄと以下の関係で結ばれる。
Γ＝β・η・Ｆ／（ｄ・ｈυ）                      式（６）
ここでβ、ｈυは、それぞれ、ＣＧＬ層内での光の吸収効率、およびレーザービームのフォトン一個あたりのエネルギーである。また、量子効率ηは電界に依存しており、η＝αＥｎで表される。
また上記式（１）（２）の右辺第二項目のキャリア再結合項は、正負キャリアが同じ近傍に共存する際に、実験的には生成キャリア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。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電位から実験的なフィッティングを行い算出する。また露光前には、均一に感光体が帯電していると仮定し、感光体表面の電荷量を算出する。その後上記の式を計算することで、露光後の感光体上電荷密度分布を算出する。なお本発明では、ビームスポットは円として算出した。
【００１２】
（第２ステップ）現像電界強度分布算出
第１ステップで得られた感光体上潜像電荷分布と、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を平行平板で近似し、その間に現像剤（キャリアとトナー）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）               式（７）
で得られる。ここでε１はキャリアの比誘電率、ａは現像ニップ中でのキャリアの占める体積の割合である。またスリーブ表面が現像バイアス電位、感光体下面が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。感光体表面で
Ｅ＝−ｇｒａｄφ          式（８）
をとくと、感光体表面の現像電界強度分布が得られる。
【００１３】
（第３ステップ）トナー付着量算出
第２ステップで得られた現像電界強度分布と、現像条件からトナー付着量を算出する。電界強度に比例するという仮定のトナー付着モデル式
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を用いた。ここで、ｎは単位面積あたりのトナー付着個数、Ｖｒ／Ｖｐはスリーブ線速比、ｌはニップ幅、Ｒはキャリア半径、ｑはトナー帯電量、Ｅは感光体表面現像方向の電界強度である。また、ｋは合わせ込みパラメータで、ここでは前記画像形成装置の付着量とあわせこんだ値を用いた。
得られた付着量をもとに、図３のトナーの付着量と濃度（ＩＤ）の関係からドットＩＤを算出した。ここでドットＩＤとは、ドット像が形成されている範囲のＩＤの積分値とする。図４は、ビームスポット径を３種類（３０μｍ、４５μｍ、６０μｍ）振り、平均帯電量から±１／２・Δ（Ｑ／Ｍ）変動した時のドットＩＤの変化量（ΔＩＤ）の関係図である。横軸は平均帯電量とΔ（Ｑ／Ｍ）からなる関係式で、Δ（Ｑ／Ｍ）が大きくなれば関係式の値も大きくなる関係となっている。ビームスポット径の小径化に伴いドットＩＤ変化量は増加しており、Δ（Ｑ／Ｍ）の増加に伴いドットＩＤ変化量はリニアに増加している。そこで、ビームスポット径ω・平均帯電量Ａｖｅ．（Ｑ／Ｍ）・帯電量分布幅Δ（Ｑ／Ｍ）をパラメータとし、ドットＩＤ変化量を算出する近似式を求めた。式（１０）がその近似式で、図５が近似結果を前記結果の図４に重ねたものである。
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【００１４】
ドットＩＤ変化量は粒状性と相関があるといわれている。図６は、さまざまな装置での、画像評価項目の一つである粒状度と、紙上のドットＩＤ変化量の関係を近似式で表した図である。粒状度は、値が低いほど良好な粒状性であることを示す指標である。例えば、粒状度０．２（交点Ｐ）を達成するためにはΔＩＤ＝２．２×１０-4、０．１（交点Ｑ）だとΔＩＤ＝１．６×１０-4以下のドットＩＤ変化量が必要であることを示している。ここで、紙上のドットＩＤ変化量とは、少なくとも１００個のドットＩＤの分布に対し、ピーク頻度の１／ｅ2までの部分の幅とする。なおドットＩＤの計測は、サンプルをスキャナを用いて取り込み、ドットが形成されている範囲のＩＤの積分値を求めることで行った。
また、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以下に示す。ここで満足度○は充分満足、△は満足、×は不満足を表す。
2005292607.tif 000012
【００１５】
高画質要求を満足するには、粒状度０．２以下、できれば０．１以下が望ましい。よって、粒状度０．２を達成するΔＩＤの条件つまりΔＩＤ＜２．２×１０-4としたときの前記近似式は、ビームスポット径に対し整理をすると式（１１）となる（図７参照）。
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式（１１）
つまり、式（１１）の関係を満たすビームスポット径と現像剤を用いることによって、充分な粒状性をえられる画像を形成することができる。しかし、現像剤は経時で劣化していき、初期現像剤において前記関係式を満たしたとしても、経時でも満たせるとは限らない。そこで、経時劣化した現像剤で実験を行い、初期現像剤より求めた前記関係式との対応を調べた結果、３割条件をきつくすることで、経時劣化した現像剤においても粒状度０．２が達成できることがわかった。即ち、式（１２）を満たすような、初期現像剤とビームスポット径を用いることによって、経時劣化した現像剤においても充分な粒状性を得られる画像を形成することができる。
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式（１２）
ここで、ビームスポット径ωとは、光強度分布のピーク強度の１／ｅ2までの部分の直径とする。ビームスポットは一般的に楕円の形状を有するので、長短２つの直径があるが、本発明において、ビームスポット径ωはどちらも含むものとして捉える。また、トナー平均帯電量Ａｖｅ．（Ｑ／Ｍ）とは少なくとも３０００個のトナーの総帯電量／総重量とし、図１のようにトナー帯電量分布幅Δ（Ｑ／Ｍ）とは、ピーク頻度の０．２までの幅の１／２とする。
【００１６】
（第１実施形態）
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図９は、本発明に係る画像形成装置の作像部の構成を示す断面図である。図９において、この作像部１００は、静電潜像担持体である感光体ドラム１と、感光体ドラム１の表面を一様に帯電させるためのスコロトロンなどの帯電装置２と、後述する露光装置３よりの露光光によって形成されたドラム表面の潜像に帯電トナーを付着することでトナー像を形成する現像装置４と、形成されたドラム上のトナー像を担持する中間転写装置５と、ドラム上の残留トナーを除去するためのクリーニング装置６とを備えて構成される。
本実施形態では現像装置４は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色トナーを収納した４つの現像器が順次回転して現像位置に移動する、いわゆるリボルバ式現像装置である。このような構成において、感光体１上に各色のトナー像を形成し、順次中間転写装置５のベルト上に転写してベルト上に色重ねしたトナー像を得る。これを不図示の給紙トレイから搬送された記録紙へ転写し、定着器（図示せず）によって記録紙に定着させる。一方、感光体ドラム１は除電ランプで初期化され、次回の画像形成プロセスに供される。転写されずに感光体ドラム１上に残留したトナーは、クリーニング装置６によって回収される。
【００１７】
図１０は、本実施形態における露光装置の構成を示す斜視図である。この図１０に示すように、露光装置３はレーザー発光素子３１と、レーザー光を平行光束とするコリメータレンズ３２と、ビームを絞るアパーチャ３３と、ビームを副走査方向に集光するシリンドリカルレンズ３４と、ビームを感光体ドラムの回転軸方向に平行な主走査方向に走査するポリゴンミラー３５と、走査角と走査距離とが比例するように調整するｆθレンズ３６とを備えて構成される。レーザー発光素子３１から出射した光ビームは、コリメータレンズ３２により平行光束となり、シリンドリカルレンズ３４に入射される。光ビームはシリンドリカルレンズ３４により副走査方向に集光されて、ポリゴンミラー３５に入射される。光ビームはポリゴンミラー３５により感光体ドラムの回転軸方向に平行な主走査方向に走査される。主走査方向に走査された光ビームは、ｆθレンズ３６によって走査角と走査距離とが比例するように調整され、かつ副走査方向への集光を行なって感光体ドラム１上に結像する。
なお、レーザー光学系を用いた場合は、ポリゴンミラーの回転速度を変え、主走査方向のレーザー照射のクロックを変えることで、容易に画像の記録密度の変更をすることができる。また、ポリゴンミラーの回転速度を変える代わりに、感光体の線速を変更することでも同様の記録密度変更が可能である。
現像装置４は、図９に示すように、各色現像器が一体となって現像ユニットを構成するリボルバ現像方式である。リボルバ軸を中心にして現像ユニットが矢印方向（図中反時計回り）に回転駆動可能であり、各色毎に現像器の現像ローラが感光体に対向する位置にくるように現像ユニットが回転し、Ｋ（ブラック）→Ｙ→Ｃ→Ｍの順に現像を行なう。現像剤はトナーとキャリアからなる二成分現像剤で、各色トナーの平均粒径は６．８μｍ、キャリアの平均粒径は５５μｍである。現像装置４の構成と作用については後述するが、本実施形態においては、現像ローラに内包される磁石ローラが、感光体に近接する主磁極に隣接して主磁極の磁力と半値幅を調整するための補助磁極を有する構成であり、横ライン画像の細りやハーフトーン画像における白抜け現象などが改善され、かつ現像能力を高く保つことができる。また、その現像条件（現像ギャップが小さい）からエッジ効果を低減でき、従来の画像形成装置（通常の磁石ローラー）において再現しづらいような画像中の低濃度部（ハイライト部）における再現性が向上するので、階調性が良くなることがわかっている。
【００１８】
図１１は、中間転写装置５の中間転写ベルトの断面構造を説明するための分解断面図である。この中間転写ベルト５０１は、厚さ１５０μｍ、幅３６８ｍｍ、内周長５６５ｍｍの多層構造のベルト材からなり回転駆動される。また、この中間転写ベルトは、トナー担持面側の表層（高抵抗層）５０１ａと、内部の中間層（高抵抗層）５０１ｂと、内側のベース層５０１ｃとを有している。各層５０１ａ、５０１ｂ、５０１ｃは、ＰＶＤＦ（ポリふっ化ビニリデン）が基体材料として用いられ、適宜導電剤等の添加剤が分散されて作製されている。上記表層５０１ａの厚さ及び体積抵抗率ρｖはそれぞれ約１μｍ及び１０10〜１０16Ωｃｍであり、中間層５０１ｂの厚さ及び体積抵抗率ρｖはそれぞれ約７５μｍ及び１０10〜１０16Ωｃｍであり、ベース層５０１ｃの厚さ及び体積抵抗率ρｖはそれぞれ約７５μｍ及び１０8〜１０11Ωｃｍである。この中間転写ベルトの電気抵抗は、各層における導電剤の分散量や厚みで調整される。なお、中間転写ベルトは、上記材料及び形状のものに限定されるものではなく、少なくとも体積抵抗率が１０10Ωｃｍ以上の高抵抗層を有しているものであればよい。また、第２の転写手段として、中間転写体の裏面からトナー帯電極性と同極性のバイアス、つまり本実施形態において負極性のバイアスを印加し、記録媒体上に転写する。このような構成にすることにより、特開２００２−２１４９３１公報、特開２００２−２１４９３２公報、特開２００２−２１４９３９公報、特開２００２−２１４９４２公報に開示されているように、感光体から中間転写体への１次転写の際に放電が発生せず、また中間転写体から記録媒体への２次転写の際にも放電が発生せず、トナー像からトナーが飛び散らないようにすることができ、感光体上のトナー像に忠実な転写紙上の画像が形成できるようになる。
【００１９】
表１は、本実施形態の画像形成装置において、以下に示すような条件で画像出力を行ない、粒状性について調べた結果である。ビームスポット径は３０、４５、６０、７０［μｍ］の４種類、現像剤中トナー帯電量は（平均帯電量［μＣ／ｇ］，Δ（Ｑ／Ｍ）［μＣ／ｇ］）＝（２０．４１，１５．４），（２６．４８，３２．１）の２種類（それぞれ順に現像剤（１）、現像剤（２）とする（図８））で出力し、それぞれの粒状度を測定した。ビームスポット径の変更は露光装置３におけるアパーチャ３３の開口部の大きさを変えることで行なった。尚、現像剤（１）は初期現像剤であり、現像剤（２）は現像剤（２）を劣化させた現像剤である。
（表1）
2005292607.tif 000015
現像剤（１）のトナー帯電量の数値を前記関係式に代入すると  ω＞６８．０となり、現像剤（１）つまり初期現像剤において前記関係式を満たしていれば粒状度０．２が達成していることを確認した。また、現像剤（２）つまり劣化現像剤においても、ω＞６８．０を満たしていれば粒状度０．２が達成していることを確認した。
このように、露光装置としてレーザー光学系を用いた画像形成装置において、前記関係式を満たすビームスポット径と初期現像剤を用いることによって、経時で現像剤が劣化しても充分な粒状性を得られる画像を形成することができる。
【００２０】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図１２に示す第２実施形態のカラー画像形成装置においては、感光体ドラム１、帯電装置２、露光装置３ｂ、現像装置４ｂ、クリーニング装置６等からなる作像ユニットを４つ設けた、いわゆるタンデム方式である。各作像ユニットは、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色に対応するものであり、各作像ユニットを直列に配置している。各作像ユニットにおいて形成されたトナー像を、転写ベルト５ｂ上に順次重ね合わせて転写し、これを給紙トレイ（図示せず）から搬送された記録紙へ転写し、定着装置（図示せず）により定着させることでカラー画像を得ている。
本実施形態における現像装置４ｂは、第１の実施形態における現像装置４の各色現像器と同様の構造であり、合わせて後述する。
図１３は、本実施形態における露光装置３ｂの構成を示す断面図である。露光装置３ｂとしては、固体光書込み装置であるＬＥＤアレイヘッドを用いている。ＬＥＤアレイヘッドは、多数のＬＥＤ素子が主走査方向に配列されたもので、各ＬＥＤ素子を画像信号に基づき点灯制御することにより感光体１に対する光書き込みが行われ、静電潜像が形成される。図１３には、感光体１の中心軸に垂直な平面における、ＬＥＤアレイヘッド及び感光体の断面が示されている。発光素子アレイ基板３０は、感光ドラム１の母線上に沿って発光素子を複数個直線状に並べて配置された発光素子アレイ３１を搭載している。３２は結像レンズであって、発光素子アレイ基板３０と感光ドラム１との間に位置し、発光素子アレイ３１から発せられた光を通過させ、感光ドラム１の表面上に結像させる。
また発光素子アレイ３１と発光素子アレイ基板３０と結像レンズ３２とは、露光装置としてのＬＥＤアレイユニット３３を構成する主要部品である。結像レンズ３２としては、集光性の良いセルフォックレンズアレイ（以後ＳＬＡという）が広く用いられている。本実施形態においては、開口角が１２度であるＳＬＡ１２Ｄを用いた。
転写手段は、第一実施形態と同様の方法を用いることで、放電を抑制し転写チリを減少させ、感光体上のトナー像に忠実な転写紙上の画像が形成できる構成とした。このような構成による本実施形態の画像形成装置により、前記実施形態で行なった粒状性について同様な実験を行なったところ、露光装置にレーザー光学系を用いた場合と同様、前記関係式を満たしていれば、劣化現像剤においても粒状度０．２を達成できることを確認した。なお、ビーム径の変更は、ＬＥＤアレイと感光体間の距離を変更し、ビームをデフォーカスさせることで行なった。このように、露光装置としてＬＥＤアレイヘッドを用いた画像形成装置においても、前記関係式を満たすビームスポット径と初期現像剤を用いることによって、経時で現像剤が劣化しても充分な粒状性を得られる画像を形成することができる。
【００２１】
以下に、前記第１実施形態及び第２実施形態の画像形成装置において用いる現像装置について説明する。図１４は、前記第１実施形態の現像装置４における各色毎の現像器、あるいは前記第２実施形態における現像装置４ｂの一例の構成を示す断面図である。図１４では、まとめて現像装置４として表す。
図１４に示すように、現像装置４内には、現像剤担持体である現像ローラ４１が感光体ドラム１に近接するように配置されていて、双方の対向部分には、感光体ドラムと磁気ブラシが接触する現像領域が形成されている。現像ローラ４１は、アルミニウム、真鍮、ステンレス、導電性樹脂などの非磁性体を円筒形に形成してなる現像スリーブ４３が不図示の回転駆動機構によって図中時計回りに回転されるようになっている。一例として感光体ドラム１のドラム径が６０ｍｍで、ドラム線速が２４０ｍｍ／秒に設定され、現像スリーブ４３のスリーブ径が２０ｍｍで、スリーブ線速が３６０ｍｍ／秒に設定されている。したがって、ドラム線速に対するスリーブ線速の比は１．５である。また感光体ドラム１と現像スリーブ４３との間隔である現像ギャップは０．４ｍｍに設定されている。
図１４において、現像剤の搬送方向（図で見て時計回り方向）における現像領域の上流側部分には、現像剤チェーン穂の穂高さ、即ち、現像スリーブ上の現像剤量を規制するドクタブレード４５が設置されている。このドクタブレード４５と現像スリーブ４３との間隔であるドクタギャップは０．４ｍｍに設定されている。更に現像ローラの感光体ドラムとは反対側領域には、現像装置ケーシング内の現像剤を攪拌しながら現像ローラ４１へ汲み上げるためのスクリュ４７が設置されている。
【００２２】
現像ローラのスリーブ４３内には、当該現像スリーブ４３の周表面に現像剤の穂立ちを生じるように磁界を形成する磁石ローラ体（磁石ローラ）４４が固定状態で備えられる。この磁石ローラ体から発せられる法線方向磁力線に沿うように、現像剤のキャリアが現像スリーブ４３上にチェーン状に穂立ちされ、このチェーン状に穂立ちされたキャリアに帯電トナーが付着されて、磁気ブラシが構成される。当該磁気ブラシは現像スリーブ４３の回転によって現像スリーブ４３と同方向（図で見て時計回り方向）に移送されることとなる。上記磁石ローラ体４４は、複数の磁極（磁石）を備えている。具体的には、現像領域部分に現像剤を穂立ちさせる現像主磁石Ｐ１ｂ、現像主磁極磁力の形成を補助する主磁極磁力形成補助磁石Ｐ１ａ、Ｐ１ｃ、現像スリーブ４３上に現像剤を汲み上げるための磁石Ｐ４、汲み上げられた現像剤を現像領域まで搬送する磁石Ｐ５、Ｐ６、現像後の領域で現像剤を搬送する磁極Ｐ２、Ｐ３を備えている。これら各磁石Ｐ１ｂ、Ｐ１ａ、Ｐ１ｃ、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ２及びＰ３は、現像スリーブ４３の半径方向に向けて配置されている。本例では、磁石ローラ体４４を８極の磁石によって構成しているが、汲み上げ性、黒ベタ画像追従性を向上させるためにＰ３極からドクタブレード４５の間に磁石（磁極）を更に増やして１０極や１２極で構成してもよい。
特に図１４に示されるように、上記現像主極群Ｐ１は、Ｐ１ａ、Ｐ１ｂ、Ｐ１ｃの順で上流側から並ぶ横断面の小さな磁石から構成されている。横断面の小さいこれら磁石は希土類金属合金により作製されているが、サマリウム合金磁石、特にサマリウムコバルト合金磁石などを用いることもできる。希土類金属合金磁石のうち代表的な鉄ネオジウムボロン合金磁石では最大エネルギー積が３５８ｋＪ／ｍ３であり、鉄ネオジウムボロン合金ボンド磁石では最大エネルギー積が８０ｋＪ／ｍ３前後である。このような磁石によって従来の磁石と異なり、相当に小サイズ化しても必要な現像ローラ表面磁力を確保できる。従来の通常フェライト磁石やフェライトボンド磁石などでは最大エネルギー積が３６ｋＪ／ｍ３前後、２０ｋＪ／ｍ３前後である。スリーブ径を大きくすることが許容される場合には、フェライト磁石やフェライトボンド磁石を用いて形状を大きくとり、あるいはスリーブ側に向いた磁石先端を細く形成することで半値幅を狭くすることが可能である。
【００２３】
本例では、現像主磁石Ｐ１ｂと、現像スリーブ４３上に現像剤を汲み上げるための磁石Ｐ４と、汲み上げられた現像剤を現像領域まで搬送する磁石Ｐ６と、現像後の領域で現像剤を搬送する磁極Ｐ２、Ｐ３がＮ極をなし、現像主磁極磁力の形成を補助する主磁極磁力形成補助磁石Ｐ１ａ、Ｐ１ｃと、汲み上げられた現像剤を搬送する磁石Ｐ５がＳ極をなしている。磁力詳細を示す図１５で理解できるように、主磁石Ｐ１ｂとして、現像ローラ上で８５ｍＴ以上の法線方向磁力を有する磁石が用いられた。当該主磁石Ｐ１ｂより回転下流側の主磁極磁力形成補助磁石と共に例えば６０ｍＴ以上の磁力を有すれば、キャリア付着などの異常画像の発生が無いことが確認されている。これよりも小さい磁力の場合にはキャリア付着が発生した。キャリア付着に関係する磁力は接線磁力であり、この接線磁力を大きくするためにはＰ１ｂ、Ｐ１ｃの磁力を大きくする必要があるが、どちらかを十分に大きくすることでキャリア付着の発生を抑えることができる。磁石Ｐ１ａ、Ｐ１ｂ、Ｐ１ｃの磁石幅は２ｍｍであった。この時のＰ１ｂの半値幅は１６°であった。この場合、主磁極磁力形成補助磁石Ｐ１ａ、Ｐ１ｃを有して現像主極群Ｐ１を形成しても（図１５の構成）、主磁石Ｐ１ｂの下流側のみに主磁極磁力形成補助磁石Ｐ１ｃを配置しても（図１６の構成）、主磁石Ｐ１ｂでの半値幅は変わりなく、主磁極（Ｐ１ｂ部分）の磁力が数％低下するだけである。上流側に主磁極磁力形成補助磁石（Ｐ１ａ）が無いためにＰ１ａ部分の磁力は低下し、３０ｍＴ程度になったことが確認されたが、この箇所は入口シールによって覆われるべき部分であり、作像部に露出しないので、画像に影響せず、主磁極に現像剤を提供することが可能である。更に磁石の幅を狭くすることで、半値幅は更に細くなることが確認された。１．６ｍｍ幅を用いた際の主磁極の半値幅は１２°であった。図１５のグラフ値から、Ｐ１ｂの最高法線磁力は９０ｍＴと読み取ることができる。この時の半値幅は４５ｍＴで、その角度幅は２５°である。この主磁極の半値幅２５°を境に、それより大きくすると異常画像の発生があることが確認された。対照のため、図１７に従来の磁石ローラでの磁力詳細を概略的に示す。
【００２４】
主磁極磁力形成補助磁石Ｐ１ａ、Ｐ１ｃの半値幅は３５°以下に形成する。この部分での半値幅は外側に位置するＰ２やＰ６の半値幅が大きいために主磁極でのように半値幅を相対的に狭く設定することができない。
また主磁石Ｐ１ｂと主磁極磁力形成補助磁石Ｐ１ａ、Ｐ１ｃの位置関係を図１８に示す。主磁石Ｐ１ｂの両側にある主磁極磁力形成補助磁石Ｐ１ａ、Ｐ１ｃによる挟角を３０°以下に形成する。上記の例では、主磁極での半値幅を１６°に設定するために当該挟角は２５°とした。更に主磁極磁力形成補助磁石Ｐ１ａ、Ｐ１ｃと当該補助磁石の外側にある磁石Ｐ２、Ｐ６とによる変極点（０ｍＴ：磁力がＮ極からＳ極、Ｓ極からＮ極に変わる点）の挟角を１２０°以下にする。
以上の条件を満たすことにより、主磁極での磁気ブラシが感光体に接触して現像するやり方では、現像ニップが現像剤粒径以上で２ｍｍ以下となり、後端白抜けがなく、横細線や１ドットのように小さい画像であっても十分に形成することができる。そのイメージを図１９に示し、図２０の従来例と比較する。
主磁石Ｐ１ｂの磁力によって形成されるスリーブ表面の磁気ブラシは、穂立ちし始める部分（根元部分の幅）を２ｍｍ以下にすることによって、感光体と磁気ブラシが接触する部分の現像ニップ幅を２ｍｍ以下に形成することが可能である。
画像濃度の低い感光体上のトナー像（付着量の少ないトナー像）を現像する際に、本実施例の磁気ブラシを使用した場合には、現像ニップ幅が小さいため、感光体上を摺擦する磁気ブラシの接触量（時間）が少なくなり、磁気ブラシ先端部に発生するカウンターチャージの発生量が低下する。結果として、カウンターチャージをもったキャリアがトナー像を引き付けることによる画像後端部が白く抜ける現象を抑えることが可能となる。したがって、画像濃度の低い感光体上のトナー像（付着量の少ないトナー像）の再現性を向上することが可能となった。また画像濃度が高くなる理由として、図１４の磁石ローラを使用することにより、Ｐ１ｂの磁気ブラシの長さが小さくなり、現像ニップ幅を小さくすることが可能となる。したがって、現像スリーブが回転移動し、Ｐ１ｂを通過する際の短くなった磁気ブラシが立ち始め現像ニップ間を通過する時間が早くなり（対感光体線速比がこの部分だけ早くなる現象が起こっている）、感光体に摺擦する現像剤の量が増加するために画像濃度が高くなる。更に現像ニップ幅が小さいので現像ニップ領域前の現像剤滞留部の現像剤量が少なく、カウンターチャージの発生を抑えることが可能となったために画像濃度の低下を抑えることができ、結果として、後端白抜けの無い画像能力の向上した現像装置とすることができる。
【００２５】
図２１は、前記第１実施形態の現像装置４における各色毎の現像器、あるいは前記第２実施形態における現像装置４ｂの別例の構成を示す断面図である。図２１では、まとめて現像装置４として表す。
図２１において、現像装置４内には、現像剤担持体である現像ローラ４１が感光体ドラム１に近接するように配置されていて、双方の対向部分に現像領域が形成されている。現像ローラ４１では、アルミニウム、真鍮、ステンレス、導電性樹脂などの非磁性体を円筒形に形成してなる現像スリーブ４３が不図示の回転駆動機構によって時計回り方向に回転されるようになっている。一例として、感光体ドラム１のドラム径が６０ｍｍで、ドラム線速が２４０ｍｍ／秒に設定され、現像スリーブ４３のスリーブ径が２０ｍｍで、スリーブ線速が３６０ｍｍ／秒に設定されている。したがって、ドラム線速に対するスリーブ線速の比は１．５である。また感光体ドラム１と現像スリーブ４３との間隔である現像ギャップは０．４ｍｍに設定されている。
現像剤の搬送方向（図で見て時計回り方向）における現像領域の上流側部分には、現像剤チェーン穂の穂高さ、即ち、現像スリーブ上の現像剤量を規制するドクタブレード４５が設置されている。このドクタブレード４５と現像スリーブ４３との間隔であるドクタギャップは０．４ｍｍに設定されている。更に現像ローラの感光体ドラムとは反対側領域には、現像ケーシング４６内の現像剤を攪拌しながら現像ローラ４１へ汲み上げるためのスクリュ４７が設置されている。
【００２６】
上記現像スリーブ４３内には、当該現像スリーブ４３の周表面に現像剤を穂立ちさせるように磁界を形成する磁石ローラ体４４が固定状態で備えられている。この磁石ローラ体から発せられる法線方向磁力線に沿うように、現像剤のキャリアが現像スリーブ４３上にチェーン状に穂立ちされ、このチェーン状に穂立ちされたキャリアに帯電トナーが付着されて、磁気ブラシが構成される。当該磁気ブラシは現像スリーブ４３の回転によって現像スリーブ４３と同方向（図で見て時計回り方向）に移送されることとなる。上記磁石ローラ体４４は、複数の磁極（磁石）を備えている。具体的には、現像領域部分に現像剤を穂立ちさせる現像主磁石Ｐ１、現像スリーブ４３上に現像剤を汲み上げるための磁石Ｐ４、汲み上げられた現像剤を現像領域まで搬送する磁石Ｐ５、Ｐ６、現像後の領域で現像剤を搬送する磁極Ｐ２、Ｐ３を備えている。これら各磁石Ｐ１、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ２及びＰ３は、現像スリーブ４３の半径方向に向けて配置されている。本例では、磁石ローラ体４４を６極の磁石によって構成しているが、汲み上げ性、黒ベタ画像追従性を向上させるためにＰ３極からドクタブレード４５の間に磁石（磁極）を更に増やして８極以上で構成してもよい。
特に図２０に示されるように、上記現像主極を形成する主磁石Ｐ１は、横断面の小さな磁石から構成されている。横断面の小さい磁石は希土類金属合金により作製されているが、サマリウム合金磁石、特にサマリウムコバルト合金磁石などを用いることもできる。希土類金属合金磁石のうち代表的な鉄ネオジウムボロン合金磁石では最大エネルギー積が３５８ｋＪ／ｍ３であり、鉄ネオジウムボロン合金ボンド磁石では最大エネルギー積が８０ｋＪ／ｍ３前後である。このような磁石によって従来の磁石と異なり、相当に小サイズ化しても必要な現像ローラ表面磁力を確保できる。従来の通常フェライト磁石やフェライトボンド磁石などでは最大エネルギー積が３６ｋＪ／ｍ３前後、２０ｋＪ／ｍ３前後である。スリーブ径を大きくすることが許容される場合には、フェライト磁石やフェライトボンド磁石を用いて形状を大きくとり、あるいはスリーブ側に向いた磁石先端を細く形成することで半値幅を狭くすることが可能である。
【００２７】
本例では、現像スリーブ４３上に現像剤を汲み上げるための磁石Ｐ４と、汲み上げられた現像剤を現像領域まで搬送する磁石Ｐ６と、現像後の領域で現像剤を搬送する磁石Ｐ２、Ｐ３がＮ極をなし、現像主磁石Ｐ１と、汲み上げられた現像剤を搬送する磁石Ｐ５がＳ極をなしている。磁力詳細を示す図２２で理解できるように、主磁石Ｐ１として、現像ローラ上で８５ｍＴ以上の法線方向磁力を有する磁石が用いられた。例えば６０ｍＴ以上の磁力を有すれば、キャリア付着などの異常画像の発生が無いことが確認されている。現像剤搬送磁極をなす下流側の磁石Ｐ２は主磁極磁力形成を補助する働きもあるようで、これを６０ｍＴ以上あることでキャリア付着の発生が起こらず、これよりも小さい磁力の場合にはキャリア付着が発生することも確認した。磁石Ｐ１の磁石幅は２ｍｍであった。この時のＰ１の半値幅は２２°であった。更に磁石の幅を狭くすることで、半値幅は更に細くなることが確認された。１．６ｍｍ幅を用いた際の主磁極の半値幅は１６°で形成された。主磁極（Ｐ１）の半値幅２５°を境に、それより大きくすると異常画像の発生があることが確認された。対照のため、図１７に従来の磁石ローラでの磁力詳細を概略的に示す。
更に図２３に示すように、主磁石Ｐ１と当該磁石の外側にある磁石Ｐ２、Ｐ６とによる変極点（０ｍＴ：磁力がＮ極からＳ極、Ｓ極からＮ極に変わる点）の挟角を６０°以下にすることもできる。
以上の条件を満たすことにより、主磁極での磁気ブラシが感光体に接触して現像するやり方では、現像ニップが現像剤粒径以上で２ｍｍ以下となり、後端白抜けがなく、横細線や１ドットのように小さい画像であっても十分に形成することができる。そのイメージを図２４に示し、図２０の従来の場合と比較する。
【００２８】
主磁石Ｐ１ｂの磁力によって形成されるスリーブ表面の磁気ブラシは、穂立ちし始める部分（根元部分の幅）を２ｍｍ以下にすることによって、感光体と磁気ブラシが接触する部分の現像ニップ幅を２ｍｍ以下に形成することが可能である。
画像濃度の低い感光体上のトナー像（付着量の少ないトナー像）を、現像する際に、本例の磁気ブラシを使用した場合には、現像ニップ幅が小さいため、感光体上を摺擦する磁気ブラシの接触量（時間）が少なくなり、磁気ブラシ先端部に発生するカウンターチャージの発生量が低下する。結果として、カウンターチャージをもったキャリアがトナー像を引き付けることによる画像後端部が白く抜ける現象を抑えることが可能となる。したがって、画像濃度の低い感光体上のトナー像（付着量の少ないトナー像）の再現性を向上することが可能となった。また画像濃度が高くなる理由として、図２１の磁石ローラを使用することにより、Ｐ１の磁気ブラシの長さが小さくなり、現像ニップ幅を小さくすることが可能となり、したがって、現像スリーブが回転移動し、Ｐ１を通過する際の短くなった磁気ブラシが立ち始め現像ニップ間を通過する時間が早くなり（対感光体線速比がこの部分だけ早くなる現象が起こっている）、感光体に摺擦する現像剤の量が増加するために画像濃度が高くなる。更に現像ニップ幅が小さいので現像ニップ領域前の現像剤滞留部の現像剤量が少なく、カウンターチャージの発生を抑えることが可能となったために画像濃度の低下を抑えることができ、結果として、後端白抜けの無い画像能力の向上した現像装置を提供することができる。
【００２９】
図２５は本発明を適用した画像形成装置である電子写真式カラー複写装置（以下、カラー複写機という）の全体図である。このカラー複写機２００は、カラー画像読取装置（以下、カラースキャナという）１１と、カラー画像記録装置（以下、カラープリンタという）１２と、給紙バンク１３等で構成されている。
カラープリンタ１２における感光体ドラム２０は図１５の感光体１に相当するものである。また、レーザー方式の書き込み光学ユニット２２は図１６の露光装置３に相当するものである。そして、リボルバ現像ユニット２３は図１５の現像装置４に対応するものである。さらに、中間転写装置２６は図１５の中間転写装置５に相当するものである。
上記中間転写装置２６は、中間転写ベルト２６１、ベルトクリーニング装置２６２、紙転写コロナ放電器（以下、紙転写器という）２６３などで構成されている。中間転写ベルト２６１は駆動ローラ２６４ａ、転写対向ローラ２６４ｂ、クリーニング対向ローラ２６４ｃ及び従動ローラ群に張架されており、不図示の駆動モータにより、駆動制御される。またベルトクリーニング装置２６２は、入口シール、ゴムブレード、排出コイル、入口シール及びゴムブレードの接離機構等で構成されており、１色目のＢｋ画像を中間転写ベルト２６１に転写した後の２、３、４色目の画像をベルト転写している間は接離機構によって中間転写ベルト２６１の表面から入口シール、ブレードを離間させておく。また紙転写器２６３は、コロナ放電方式にてＡＣ電圧＋ＤＣ電圧、又はＤＣ電圧を印加して、中間転写ベルト２６１上の重ねトナー像を記録紙に一括転写する。
また、カラープリンタ１２内の記録紙カセット２０７及び給紙バンク１３内の記録紙カセット３０ａ、３０ｂ、３０ｃには、各種サイズの記録紙が収納されており、指定されたサイズの記録紙のカセットから、給紙コロ２８、３１ａ、３１ｂ、３１ｃによってレジストローラ対２９方向に給紙、搬送される。また、プリンタ１２の図で見て右側面には、ＯＨＰ用紙や厚紙などの手差し給紙用の手差しトレイ２１が設けられている。
以上説明したように、本発明の画像形成装置によれば、露光装置によって露光する際の像担持体上における光ビームスポット径をω、初期現像剤中トナー平均帯電量Ａｖｅ．（Ｑ／Ｍ）、現像剤中トナー帯電量分布幅Δ（Ｑ／Ｍ）としたとき、式（１２）なる関係が成り立つことを特徴とするので、経時で現像剤が劣化しても充分な粒状性を得られる画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】トナー帯電量分布幅Δ（Ｑ／Ｍ）を示す図。
【図２】ＯＰＣにおける（２）の電荷キャリア生成とその輸送の概念図を示す図。
【図３】トナーの付着量と濃度（ＩＤ）の関係を表す図。
【図４】ビームスポット径を３種類（３０μｍ、４５μｍ、６０μｍ）振り、平均帯電量から±１／２・Δ（Ｑ／Ｍ）変動した時のドットＩＤの変化量（ΔＩＤ）の関係図。
【図５】近似結果を前記結果の図４に重ねた図。
【図６】さまざまな装置での、画像評価項目の一つである粒状度と、紙上のドットＩＤ変化量の関係を近似式で表した図。
【図７】粒状度０．２を達成するΔＩＤの条件つまりΔＩＤ＜２．２×１０-4としたときのビームスポット径に対し整理した近似式の図。
【図８】現像剤（１）、現像剤（２）に対する粒状度の図。
【図９】本発明の画像形成装置の作像部の構成を示す断面図。
【図１０】本発明の実施形態における露光装置の構成を示す斜視図。
【図１１】中間転写装置５の中間転写ベルトの断面構造を説明するための分解断面図。
【図１２】本発明の第２の実施形態のカラー画像形成装置の図。
【図１３】本発明の実施形態における露光装置３ｂの構成を示す断面図。
【図１４】第１実施形態の現像装置４における各色毎の現像器、あるいは前記第２実施形態における現像装置４ｂの一例の構成を示す断面図。
【図１５】磁力詳細を示す図。
【図１６】主磁石Ｐ１ｂの下流側のみに主磁極磁力形成補助磁石Ｐ１ｃを配置した図。
【図１７】従来の磁石ローラでの磁力詳細を概略的に示す図。
【図１８】主磁石Ｐ１ｂと主磁極磁力形成補助磁石Ｐ１ａ、Ｐ１ｃの位置関係を示す図。
【図１９】本発明の主磁極での磁気ブラシが感光体に接触して現像する様子を表す図。
【図２０】従来の主磁極での磁気ブラシが感光体に接触して現像する様子を表す図。
【図２１】第１実施形態の現像装置４における各色毎の現像器、あるいは前記第２実施形態における現像装置４ｂの別例の構成を示す断面図。
【図２２】磁石ローラでの磁力詳細を概略的に示す図。
【図２３】磁石ローラでの磁力詳細を概略的に示す図。
【図２４】本発明の主磁極での磁気ブラシが感光体に接触して現像する様子を表す図。
【図２５】本発明を適用した画像形成装置である電子写真式カラー複写装置の全体図。
【符号の説明】
【００３１】
１  感光体ドラム、２  帯電装置、３  露光装置、４  現像装置、５  中間転写装置、６  クリーニング装置、１００  作像部
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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